TW201409195A - 可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法 - Google Patents

Abstract

一種可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，應用於一電腦系統，此電腦系統具有一可分別與特定廠牌加工機連線之熱變形補償應用程式介面，另於各加工機上設有若干感測器，以可偵測取得熱變形補償應用程式介面所需的運算資訊，並透過熱變形補償應用程式介面計算出各加工機之補償值，再回傳至各加工機內以分別進行補償作業。

Description

可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法

　　本發明係與加工機之熱變形補償作業有關，尤指一種可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法。

　　如我國第Ｍ３７０７８０號及Ｍ３６１６５３號新型專利案所揭示之熱誤差補償模組及裝置，其僅能針對單一機台，由若干個溫度感測元件偵測移動定位機台上的溫度變化值，再透過處理器計算出熱誤差補償值後，傳送至該移動定位機台之運動控制器，由該運動控制器執行該移動定位機台之熱誤差補償動作。惟，其並無法同時對多機台進行監控與補償作業，亦無法依機台位置或轉速變化即時調整補償輸出與選擇補償方式，因此所計算出之熱誤差補償值仍不夠精準。

　　另如我國第Ｉ３１４０７８號發明專利案，係以加工機之控制器內部之巨集程式配合加工機之轉速，並透過溫度感測器回饋加工機的溫度訊號，推導計算出各轉速區段條件下的變形量補償方式。然而由於其補償程式係內建於控制器中，因此同樣只能針對單一加工機，而無法同時對多機台進行監控與補償作業，且其亦無法依機台位置或轉速變化即時調整補償輸出與選擇補償方式，因此仍有不足而需要改進之處。

　　有鑑於此，故如何改進上述缺失，即為本發明所欲解決之重點所在。

　　本發明之主要目的，在於提供一種可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，其係具有可同時對多台加工機進行即時監控、熱變形運算及熱變形補償，並可確保工具機之加工精度。

　　為達前述之目的，本發明提供一種可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，該方法應用於一電腦系統，該電腦系統具有一熱變形補償應用程式介面，該熱變形補償應用程式介面中建立有多個可分別對應一特定廠牌加工機之熱誤差數學模型，另於各加工機上分別設有若干感測器，各加工機上之感測器可分別偵測取得所屬加工機之運算資訊，並將各加工機上之感測器所偵測取得之運算資訊傳送至該熱變形補償應用程式介面，由該熱變形補償應用程式介面中相對應之熱誤差數學模型計算出各加工機之補償值，再回傳至各加工機內以分別進行補償作業。

　　其中，該熱變形補償應用程式介面中至少以多變數線性迴歸或多變數非線性迴歸方式建立有對應各加工機之熱誤差模型，使該熱變形補償應用程式介面可以單模型或多模型之補償模式，選擇將補償值輸入於插值前之誤差補償表或補償於外部原點飄移。

　　再者，該熱變形補償應用程式介面係可透過網路、無線射頻或藍芽其中之一通訊方式與相對應之加工機連接，以可將該熱變形補償應用程式介面計算出之補償值回傳至各加工機內。

　　較佳地，各加工機上之感測器至少包含有溫度感測器及位移感測器。

　　更進一步地，各加工機更分別具有一擷取裝置，且各擷取裝置分別與對應加工機上之感測器連接，而可接收感測器所測得之運算資訊；再者，該熱變形補償應用程式介面具有一順序，且該熱變形補償應用程式介面依據此一順序，依序向對應之擷取裝置取得所需之運算資訊，而各加工機之擷取裝置係可透過網路、無線射頻（ＲＦ）或藍芽（ＢＴ）其中之ㄧ通訊方式與該電腦系統之熱變形補償應用程式介面相連接。

　　當然，本發明在某些另件上，或另件之安排上容許有所不同，但所選用之實施例，則於本說明書中，予以詳細說明。

　　本發明提供一種可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，該方法應用於一電腦系統，如第１圖所示，該電腦系統１０具有一熱變形補償應用程式介面１１，並於該熱變形補償應用程式介面１１中建立有多個可分別對應一特定廠牌加工機之熱誤差數學模型３１，該熱變形補償應用程式介面１１至少以多變數線性迴歸或多變數非線性迴歸方式建立有對應各加工機之熱誤差數學模型３１，且該熱變形補償應用程式介面１１可以單模型或多模型之補償模式，選擇將補償值輸入於插值前之誤差補償表或補償於外部原點飄移。

　　另於各加工機２１之主軸２２及伺服進給系統２３上分別設有若干感測器２４，以可針對加工機２１之主軸２２及伺服進給系統２３於運轉時所造成之熱誤差測得一運算資訊，而各加工機２１上之感測器２４包含有溫度感測器及位移感測器等其他感測器，使各感測器２４可依加工機２１之轉速與座標位置估算即時之運算資訊。

　　其中，各感測器２４係可依據其主軸２２之轉速與溫度，以及其伺服進給系統２３之進給位置與溫度，而偵測獲得有不同之運算資訊，且每一運算資訊係分別對應一熱誤差數學模型３１，並藉此使該熱變形補償應用程式介面１１可以單模型或多模型之補償模式，即時計算出加工機２１之補償值而達到即時補償之功效，並可針對其伺服進給系統２３選擇將補償值輸入於插值前之誤差補償表，或將所計算出之補償值直接補償於外部原點飄移。

　　再者，各加工機２１更分別具有一擷取裝置２５，該擷取裝置２５用以與對應加工機２１上之感測器２４連接，而可接收感測器２４所測得之運算資訊，並可透過網路、無線射頻（ＲＦ）或藍芽（ＢＴ）等通訊方式與該電腦系統１０中之熱變形補償應用程式介面１１相連接，由對應之熱誤差數學模型３１依據所接收之運算資訊計算出加工機２１之補償值，再透過網路、無線射頻（ＲＦ）或藍芽（ＢＴ）等通訊方式回傳至各加工機２１之控制器２６內，以可針對加工機２１之主軸２２及伺服進給系統２３之馬達２３１進行補償作業。

　　接著請參閱第２圖，利用上述架構所組成之本發明所提供可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，其主要包括有以下步驟：

　　（２０１）由各擷取裝置２５擷取對應加工機２１上之感測器２４所測得之運算資訊；

　　（２０２）該電腦系統１１中之熱變形補償應用程式介面１１具有一順序，且該熱變形補償應用程式介面１１依據此一順序，透過網路、無線射頻（ＲＦ）或藍芽（ＢＴ）等其他通訊方式，依序向各擷取裝置２５取得所需之運算資訊；

　　（２０３）該熱變形補償應用程式介面１１利用所取得之運算資訊做系統監控及熱變形運算，並依據相對應之熱誤差數學模型３１計算出各加工機２１之補償值；

　　（２０４）該熱變形補償應用程式介面１１將計算出之補償值，透過網路、無線射頻（ＲＦ）或藍芽（ＢＴ）等其他通訊方式，回傳至各加工機２１之控制器２６內以分別進行熱變形補償作業。

　　藉上述感測器２４、擷取裝置２５與該熱變形補償應用程式介面１１中對應各加工機２１之熱誤差數學模型３１，而可針對各工具機２１２２之主軸或伺服進給系統２３運轉所造成之熱誤差進行監控及熱變形運算，取代習用溫補卡，且各加工機２１上之感測器２４包含有溫度感測器及位移感測器等其他感測器，使各感測器２４可依加工機２１之轉速與座標位置即時偵測出多種運算資訊，供該熱變形補償應用程式介面１１得以運算出最精準且即時之補償值，以確保工具機２１之加工精度。

　　如第３圖所示，本發明藉由該熱變形補償應用程式介面１１可透過網路、無線射頻（ＲＦ）或藍芽（ＢＴ）等其他通訊方式與各加工機２１之擷取裝置２５連線，並經由各擷取裝置２５所傳送之運算資訊，計算各加工機２１之補償值，再經由網路、無線射頻（ＲＦ）或藍芽（ＢＴ）等其他通訊方式回傳至各加工機２１內進行補償作業，並可依不同補償模式選擇補償值輸入於插值前之誤差補償表或補償於外部原點飄移，如此即可以一電腦系統同時監控，並同時對多台加工機２１進行熱變形補償作業。

　　惟，以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本創作之範疇。

　　綜上所述，係可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，故本案發明人爰依法提出申請。

10．．．電腦系統

11．．．熱變形補償應用程式介面

21．．．加工機

22．．．主軸

23．．．伺服進給系統

231．．．馬達

24．．．感測器

25．．．擷取裝置

26．．．控制器

31．．．熱誤差數學模型

第１圖係本發明之架構示意圖

第２圖係本發明同時對多台加工機進行熱變形補償之流程圖

第３圖係本發明與多台加工機連線時之架構示意圖

10．．．電腦系統

11．．．熱變形補償應用程式介面

21．．．加工機

22．．．主軸

23．．．伺服進給系統

231．．．馬達

24．．．感測器

25．．．擷取裝置

26．．．控制器

31．．．熱誤差數學模型

Claims (7)

1. 一種可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，該方法應用於一電腦系統，該電腦系統具有一熱變形補償應用程式介面，該熱變形補償應用程式介面中建立有多個可分別對應一特定廠牌加工機之熱誤差數學模型，另於各加工機上分別設有若干感測器，各加工機上之感測器可分別偵測取得所屬加工機之運算資訊，並將各加工機上之感測器所偵測取得之運算資訊傳送至該熱變形補償應用程式介面，由該熱變形補償應用程式介面中相對應之熱誤差數學模型計算出各加工機之補償值，再回傳至各加工機內以分別進行補償作業。
2. 依申請專利範圍第１項所述之可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，其中，該熱變形補償應用程式介面中至少以多變數線性迴歸或多變數非線性迴歸方式建立有對應各加工機之熱誤差模型，使該熱變形補償應用程式介面可以單模型或多模型之補償模式，選擇將補償值輸入於插值前之誤差補償表或補償於外部原點飄移。
3. 依申請專利範圍第１項所述之可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，其中，各加工機上之感測器至少包含有溫度感測器及位移感測器。
4. 依申請專利範圍第１項所述之可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，其中，該熱變形補償應用程式介面係可透過網路、無線射頻或藍芽其中之一通訊方式與各加工機連接，以可將該熱變形補償應用程式介面計算出之補償值回傳至各加工機內。
5. 依申請專利範圍第１項所述之可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，其中，各加工機更分別具有一擷取裝置，且各擷取裝置分別與對應加工機上之感測器連接，而可接收感測器所測得之運算資訊。
6. 依申請專利範圍第５項所述之可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，其中，該熱變形補償應用程式介面具有一順序，且該熱變形補償應用程式介面依據此一順序，依序向各擷取裝置取得所需之運算資訊。
7. 依申請專利範圍第６項所述之可同時對多台加工機進行熱變形補償之方法，其中，各加工機之擷取裝置係可透過網路、無線射頻或藍芽其中之一通訊方式與該電腦系統之熱變形補償應用程式介面相連接。