嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器

摘要

本发明公开了一种嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器，包括光纤光栅温度传感器、嵌入式处理器、FPGA芯片、热补偿执行模块和系统电源。本发明采用热误差半闭环前馈补偿方式和反馈脉冲叠加补偿策略，在数控机床上安装光纤光栅温度传感器，利用嵌入到嵌入式处理器中的BP神经网络数学模型对数控机床由于温度变化造成的误差值进行预测；在数控机床的位置反馈环中插入热误差补偿执行模块，通过在反馈脉冲中叠加补偿脉冲实现热误差的实时补偿。本发明采用FPGA芯片实现补偿脉冲的产生与补偿实施，补偿脉冲频率能够满足数控机床高速加工状态的需求，提高了系统的实时性。

主权项

一种嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器，其特征在于：所述热误差实时补偿控制器包括光纤光栅温度传感器(1)：安装于数控机床上，通过光纤光栅解调仪将实时采集的光栅波长数据传输至嵌入式处理器(2)；嵌入式处理器(2)：用于根据所述光栅波长数据计算热误差值，并转化为补偿信号传输至FPGA芯片(3)；FPGA芯片(3)：用于将所述补偿信号转换为补偿信号并传输至热补偿执行模块(4)；热补偿执行模块(4)：位于数控机床的位置反馈环中，用于将所述补偿信号与数控机床的原始反馈信号进行叠加，并将叠加后的反馈信号传输至机床控制器(6)以控制数控机床X、Y、Z三轴的运动方向；系统电源(5)：用于给所述热误差实时补偿控制器提供电源。