加工中心热变形补偿方法、装置、设备以及可读存储介质与流程

1.本发明涉及零件加工领域，尤其涉及一种加工中心热变形补偿方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.在汽车行业复杂零件的加工作业中，需要运用到加工中心在线测量技术，由于加工的对象往往是非常重要的零部件，所以对于加工精度有比较高的要求。加工中心的温度在运行过程中会发生变化，从而导致安装工件的夹具的位置也发生变化，因为加工元件中的刀具给进量需要根据安装工件的夹具的位置来进行调整，所以需要对加工元件的刀具给进量进行调整。目前的调整刀具给进量的技术主要是采用固定频次法对加工中心的热变形进行补偿。具体是指先设定固定的频次对夹具上的基准块进行校准测量，然后判断基准块的位置变化，将这些信息传到加工中心，加工中心调整刀具给进量。这种方法不能很好解决加工器件的温度没有到达稳定状态和加工器件长时间处于停机状态时由夹具位置变化引起的刀具给进量调整的问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种加工中心热变形补偿方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决使用在固定频次进行补偿的情况下，系统不能如实反馈加工设备在温度没有到达稳定状态时的热变形问题。
4.第一方面，本发明提供一种加工中心热变形补偿方法，所述的加工中心热变形补偿方法包括：
5.检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空；
6.若加工设备的数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照所述第一测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；
7.若加工设备的数控系统的目标公共变量不为空，检测所述加工设备停机时间是否大于预设停机时间；
8.若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照所述第二测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；
9.若加工设备停机时间不大于预设停机时间，设置测量频次为第三测量频次，按照所述第三测量频次对所述加工设备的基准块进行测量。
10.可选的，在所述检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空的步骤之前，还包括：
11.选取所述加工设备的数控系统中的目标公共变量组中的任意一个变量作为目标公共变量。
12.可选的，所述设置测量频次为第一测量频次的步骤包括：
13.根据加工设备的温度到达稳定状态的时间、加工设备的加工节拍和加工设备上生
产线每班的热机时间计算得到第一测量频次；
14.设置测量频次为第一测量频次。
15.可选的，在所述检测加工设备停机时间是否大于预设停机时间的步骤之前，还包括：
16.确定加工设备到达温度稳定状态时，所述加工设备的热变形的变化量；
17.确定加工精度的大小；
18.将所述加工设备的热变形的变化量达到所述加工精度一半时所需要的时间确定为所述预设停机时间。
19.可选的，所述设置测量频次为第二测量频次的步骤包括：
20.根据所述加工设备的温度到达稳定状态的时间和所述加工设备的加工节拍计算得到所述第二测量频次；
21.设置测量频次为第二测量频次。
22.第二方面，本发明还提供一种加工中心热变形补偿装置，所述加工中心热变形补偿装置包括：
23.第一检测模块，用于：
24.检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空；
25.第一控制模块，用于：
26.若加工设备的数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照所述第一测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；
27.第二检测模块，用于：
28.若加工设备的数控系统的目标公共变量不为空，检测所述加工设备停机时间是否大于预设停机时间；
29.第二控制模块，用于：
30.若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照所述第二测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；
31.第三控制模块，用于：
32.若加工设备停机时间不大于预设停机时间，设置测量频次为第三测量频次，按照所述第三测量频次对所述加工设备的基准块进行测量。
33.可选的，所述第一控制模块，具体用于：
34.根据加工设备的温度到达稳定状态的时间、加工设备的加工节拍和加工设备上生产线每班的热机时间计算得到第一测量频次；
35.设置测量频次为第一测量频次。
36.可选的，所述第二控制模块，具体用于：
37.根据所述加工设备的温度到达稳定状态的时间和所述加工设备的加工节拍计算得到所述第二测量频次；
38.设置测量频次为第二测量频次。
39.可选的，所述加工中心热变形补偿装置还包括选取模块，用于：
40.选取所述加工设备的数控系统中的目标公共变量组中的任意一个变量作为目标公共变量。
41.可选的，所述加工中心热变形补偿装置还包括确定模块，用于：
42.确定加工设备到达温度稳定状态时，所述加工设备的热变形的变化量；
43.确定加工精度的大小；
44.将所述加工设备的热变形的变化量达到所述加工精度一半时所需要的时间确定为所述预设停机时间。
45.第三方面，本发明还提供一种加工中心热变形补偿设备，所述加工中心热变形补偿设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的加工中心热变形补偿程序，其中所述加工中心热变形补偿程序被所述处理器执行时，实现如上所述的加工中心热变形补偿方法的步骤。
46.第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有加工中心热变形补偿程序，其中所述加工中心热变形补偿程序被处理器执行时，实现如上所述的加工中心热变形补偿方法的步骤。
47.本发明中，检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空；若加工设备的数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照所述第一测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；若加工设备的数控系统的目标公共变量不为空，检测所述加工设备停机时间是否大于预设停机时间；若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照所述第二测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；若加工设备停机时间不大于预设停机时间，调整测量频次为第三测量频次，按照所述第三测量频次对所述加工设备的基准块进行测量。通过本发明设置不同测量频次来对加工设备上的基准块进行测量，精确反映加工设备的热变形情况。当加工设备处于首次开机或长时间停机的状态时，本发明可以通过数控系统来判断加工设备是否处于稳定状态，准确高效地对测量频次进行补偿，有效提高了加工设备的加工精度的稳定性，解决了当加工设备处于不稳定状态时会产出大量次品的情况。
附图说明
48.图1为本发明涉及的加工中心热变形补偿方法实施例流程图；
49.图2为本发明实施例方案涉及的加工中心热变形补偿装置的功能模块示意图；
50.图3为本发明实施例方案中涉及的加工中心热变形补偿设备的硬件结构示意图。
51.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
52.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
53.第一方面，本发明实施例提供了一种加工中心热变形补偿方法。
54.一实施例中，参照图1，图1为本发明涉及的加工中心热变形补偿方法实施例流程图，如图1所示，加工中心热变形补偿方法包括：
55.步骤s10，检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空；
56.本实施例中，检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空是需要数控系统的内部逻辑来实现的。具体是指判断目标公共变量是否是否等于#0，以#100为例，当数控系统判断#100＝#0时，说明加工设备为首次开机状态，进入到对应的设置第一测量频次的步
骤去。
57.步骤s20，若加工设备的数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照所述第一测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；
58.本实施例中，在数控系统判断目标公共变量为空之后，此时加工设备是首次开机的状态，需要设置测量频次为第一测量频次，并根据第一测量频次对加工设备上的基准块进行测量。第一测量频次是计算得到的，具体是根据加工设备的温度到达稳定状态的时间、加工设备的加工节拍和加工设备上生产线每班的热机时间计算得到第一测量频次。具体的计算方式是先计算加工设备的温度到达稳定状态的时间减去加工设备上生产线每班的热机时间的值，再将加工设备的温度到达稳定状态的时间减去加工设备上生产线每班的热机时间的值除以加工设备的加工节拍，将得到的值向上取整数，得到第一测量频次。
59.加工设备的加工节拍具体是指加工设备加工一个工件所需要的时间。通常情况下，加工设备的加工节拍是由加工设备自身记录的，也可以通过操作人员人工记录。加工设备上生产线每班的热机时间在通常是根据加工设备加工零件的具体情况来确定的。加工设备的温度到达稳定状态的时间是工作人员根据加工设备具体的情况来确定的。
60.测量时需要用到侧头，加工设备中的侧头一般装在加工设备的主轴上，在加工设备运转时，测头会去测量主轴端面和夹具基准块之间的距离。将测得的距离与系统预设的标准值进行比较，所得的差值就是加工设备的变形量。
61.步骤s30，若加工设备的数控系统的目标公共变量不为空，检测所述加工设备停机时间是否大于预设停机时间；
62.本实施例中，经过数控系统的判断后得出目标公共变量不为空，说明此时加工设备不是处于首次开机状态，但对于加工设备是否处于长时间停机状态这个问题还没有得到解决，需要进行下一步的判断。对于判断加工设备是否处于长时间停机的状态，需要比较加工设备的停机时间和预设停机时间。执行判断加工设备停机时间是否大于预设停机时间的步骤的主体是plc程序。预设的停机时间是根据当前的加工设备的热变形量超过加工精度一半时所需的时间来确定的。
63.步骤s40，若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照所述第二测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；
64.本实施例中，当加工设备停机时间大于预设停机时间时，plc程序判断此时加工设备是长时间停机的状态，需要设置测量频次为第二测量频次，并根据第二测量频次对加工设备上的基准块进行测量。第二测量频次是计算得到的，具体是根据加工设备的温度到达稳定状态的时间和加工设备的加工节拍计算得到第二测量频次。具体计算的方式是先计算加工设备的温度到达稳定状态的时间减去加工设备的加工节拍的值，再将加工设备的温度到达稳定状态的时间减去加工设备的加工节拍的值除以加工设备的加工节拍，将得到的值向上取整数，得到第二测量频次。
65.步骤s50，若加工设备停机时间不大于预设停机时间，设置测量频次为第三测量频次，按照所述第三测量频次对所述加工设备的基准块进行测量。
66.本实施例中，根据之前的两次的检测，已经说明此时加工设备不处于首次开机状态也不处于长时间停机状态，此时加工设备的温度没有发生较大的变化，加工设备处于稳定的状态。在加工设备处于稳定状态时，对于加工设备上基准块的测量频次将采用固定频
次的方法。因为加工设备的温度维持在稳定的状态，加工设备的主轴不会发生较大的变形，此时不需要对加工设备进行热变形补偿，所以采用固定频次对加工设备上的基准块进行测量可以如实反映加工设备的热变形情况。
67.进一步地，一实施例中，在所述检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空的步骤之前，还包括：
68.选取所述加工设备的数控系统中的目标公共变量组中的任意一个变量作为目标公共变量。
69.本实施例中，在检测目标公共变量是否为空之前，需要从数控系统中的目标公共变量组中任意选取一个公共变量作为目标公共变量。在数控系统中存在着不同的公共变量，其中在一定范围的公共变量作为一个公共变量组，具体的公共变量组会有对应的功能，数控系统在执行对应的步骤的时候需要从对应的目标公共变量组中选取目标公共变量来完成对应的步骤。
70.进一步地，一实施例中，所述设置测量频次为第一测量频次的步骤包括：
71.根据加工设备的温度到达稳定状态的时间、加工设备的加工节拍和加工设备上生产线每班的热机时间计算得到第一测量频次；
72.设置测量频次为第一测量频次。
73.本实施例中，加工设备的加工节拍具体是指加工设备加工一个工件所需要的时间。通常情况下，加工设备的加工节拍是由加工设备自身记录的，也可以通过操作人员人工记录。加工设备上生产线每班的热机时间在通常是根据加工设备加工零件的具体情况来确定的。加工设备的温度到达稳定状态的时间是工作人员根据加工设备具体的情况来确定的。
74.第一测量频次的具体的计算方式是先计算加工设备的温度到达稳定状态的时间减去加工设备上生产线每班的热机时间的值，再将加工设备的温度到达稳定状态的时间减去加工设备上生产线每班的热机时间的值除以加工设备的加工节拍，将得到的值向上取整数，得到第一测量频次。
75.进一步地，一实施例中，在所述检测加工设备停机时间是否大于预设停机时间的步骤之前，还包括：
76.确定加工设备到达温度稳定状态时，所述加工设备的热变形的变化量；
77.确定加工精度的大小；
78.将所述加工设备的热变形的变化量达到所述加工精度一半时所需要的时间确定为预设停机时间。
79.本实施例中，确定加工设备温度到达稳定状态后，随着加工设备停机时间的延长，加工设备热变形的变化量。具体是指在加工设备到达温度稳定状态后，加工设备停止运行，每间隔一段时间，用测头对夹具基准块进行测量，记录下时间和测量值。
80.加工精度指的是加工设备在进行加工时需要满足的误差范围，加工精度是根据加工设备的情况和需要加工的器件的具体情况来确定的。
81.预设停机时间是通过记录加工设备的热变形的变化量达到加工精度值的一半时经过的时间来确定的。这个过程需要先编写plc程序，使用plc程序来监控加工设备停止工作的时间。当加工设备停机时间超过预设停机时间后，判断此时加工设备处于长时间停机
的状态。
82.进一步地，一实施例中，所述设置测量频次为第二测量频次的步骤包括：
83.根据所述加工设备的温度到达稳定状态的时间和所述加工设备的加工节拍计算得到所述第二测量频次；
84.设置测量频次为第二测量频次。
85.本实施例中，检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空；若加工设备的数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照所述第一测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；若加工设备的数控系统的目标公共变量不为空，检测所述加工设备停机时间是否大于预设停机时间；若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照所述第二测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；若加工设备停机时间不大于预设停机时间，调整测量频次为第三测量频次，按照所述第三测量频次对所述加工设备的基准块进行测量。通过本实施例，可以如实反映加工设备在不稳定状态下的热变形情况。
86.第二方面，本发明实施例还提供一种加工中心热变形补偿装置。
87.参照图2，加工中心热变形补偿装置第一实施例的功能模块示意图。
88.本实施例中，所述加工中心热变形补偿装置包括：
89.第一检测模块10，用于：
90.检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空；
91.第一控制模块20，用于：
92.若加工设备的数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照所述第一测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；
93.第二检测模块30，用于：
94.若加工设备的数控系统的目标公共变量不为空，检测所述加工设备停机时间是否大于预设停机时间；
95.第二控制模块40，用于：
96.若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照所述第二测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；
97.第三控制模块50，用于：
98.若加工设备停机时间不大于预设停机时间，设置测量频次为第三测量频次，按照所述第三测量频次对所述加工设备的基准块进行测量。
99.可选的，所述第一控制模块20，具体用于：
100.根据加工设备的温度到达稳定状态的时间、加工设备的加工节拍和加工设备上生产线每班的热机时间计算得到第一测量频次；
101.设置测量频次为第一测量频次。
102.可选的，所述第二控制模块40，具体用于：
103.根据所述加工设备的温度到达稳定状态的时间和所述加工设备的加工节拍计算得到所述第二测量频次；
104.设置测量频次为第二测量频次。
105.进一步地，一实施例中，所述加工中心热变形补偿装置还包括选取模块，用于：
106.选取所述加工设备的数控系统中的目标公共变量组中的任意一个变量作为目标公共变量。
107.进一步地，一实施例中，所述加工中心热变形补偿装置还包括确定模块，用于：
108.确定加工设备到达温度稳定状态时，所述加工设备的热变形的变化量；
109.确定加工精度的大小；
110.将所述加工设备的热变形的变化量达到所述加工精度一半时所需要的时间确定为所述预设停机时间。
111.其中，上述加工中心热变形补偿装置中各个模块的功能实现与上述加工中心热变形补偿方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
112.第三方面，本发明实施例提供一种加工中心热变形补偿设备。
113.参照图3，图3为本发明实施例方案中涉及的加工中心热变形补偿设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，加工中心热变形补偿设备可以包括处理器1001(例如中央处理器central processing unit，cpu)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真wireless-fidelity，wi-fi接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图3中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
114.继续参照图3，图3中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及加工中心热变形补偿程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的加工中心热变形补偿程序，并执行本发明实施例提供的加工中心热变形补偿方法。
115.第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。
116.本发明可读存储介质上存储有加工中心热变形补偿程序，其中所述加工中心热变形补偿程序被处理器执行时，实现如上述的加工中心热变形补偿方法的步骤。
117.其中，加工中心热变形补偿程序被执行时所实现的方法可参照本发明xx方法的各个实施例，此处不再赘述。
118.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
119.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
120.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个
存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
121.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种加工中心热变形补偿方法，其特征在于，所述加工中心热变形补偿方法包括：检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空；若加工设备的数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照所述第一测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；若加工设备的数控系统的目标公共变量不为空，检测所述加工设备停机时间是否大于预设停机时间；若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照所述第二测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；若加工设备停机时间不大于预设停机时间，设置测量频次为第三测量频次，按照所述第三测量频次对所述加工设备的基准块进行测量。2.如权利要求1所述的加工中心热变形补偿方法，其特征在于，在所述检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空的步骤之前，还包括：选取所述加工设备的数控系统中的目标公共变量组中的任意一个变量作为目标公共变量。3.如权利要求1所述的加工中心热变形补偿方法，其特征在于，所述设置测量频次为第一测量频次的步骤包括：根据加工设备的温度到达稳定状态的时间、加工设备的加工节拍和加工设备上生产线每班的热机时间计算得到第一测量频次；设置测量频次为第一测量频次。4.如权利要求1所述的加工中心热变形补偿方法，其特征在于，在所述检测加工设备停机时间是否大于预设停机时间的步骤之前，还包括：确定加工设备到达温度稳定状态时，所述加工设备的热变形的变化量；确定加工精度的大小；将所述加工设备的热变形的变化量达到所述加工精度一半时所需要的时间确定为所述预设停机时间。5.如权利要求1所述的加工中心热变形补偿方法，其特征在于，所述设置测量频次为第二测量频次的步骤包括：根据所述加工设备的温度到达稳定状态的时间和所述加工设备的加工节拍计算得到所述第二测量频次；设置测量频次为第二测量频次。6.一种加工中心热变形补偿装置，其特征在于，所述加工中心热变形补偿装置包括：第一检测模块，用于：检测加工设备的数控系统的目标公共变量是否为空；第一控制模块，用于：若加工设备的数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照所述第一测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；第二检测模块，用于：若加工设备的数控系统的目标公共变量不为空，检测所述加工设备停机时间是否大于预设停机时间；
第二控制模块，用于：若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照所述第二测量频次对所述加工设备的基准块进行测量；第三控制模块，用于：若加工设备停机时间不大于预设停机时间，设置测量频次为第三测量频次，按照所述第三测量频次对所述加工设备的基准块进行测量。7.如权利要求6所述的加工中心热变形补偿装置，其特征在于，所述第一控制模块，具体用于：根据加工设备的温度到达稳定状态的时间、加工设备的加工节拍和加工设备上生产线每班的热机时间计算得到第一测量频次；设置测量频次为第一测量频次。8.如权利要求6所述的加工中心热变形补偿装置，其特征在于，所述第二控制模块，具体用于：根据所述加工设备的温度到达稳定状态的时间和所述加工设备的加工节拍计算得到所述第二测量频次；设置测量频次为第二测量频次。9.一种加工中心热变形补偿设备，其特征在于，所述加工中心热变形补偿设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的加工中心热变形补偿程序，其中所述加工中心热变形补偿程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的加工中心热变形补偿方法的步骤。10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有加工中心热变形补偿程序，其中所述加工中心热变形补偿程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的加工中心热变形补偿方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种加工中心热变形补偿方法、装置、设备及可读存储介质。该方法包括：检测加工设备数控系统的目标公共变量是否为空；若加工设备数控系统的目标公共变量为空，设置测量频次为第一测量频次，按照第一测量频次对加工设备的基准块进行测量；若加工设备数控系统的目标公共变量不为空，检测加工设备停机时间是否大于预设停机时间；若加工设备停机时间大于预设停机时间，设置测量频次为第二测量频次，按照第二测量频次对加工设备的基准块进行测量；若加工设备停机时间不大于预设停机时间，调整测量频次为第三测量频次，按照第三测量频次对加工设备的基准块进行测量。通过本发明，可以如实反映加工设备在不稳定状态下的热变形情况。形情况。形情况。


技术研发人员：陈润明 刘松 吕小磊 谢振武 卫光辉
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2022/3/7