基于ARM_Linux的数控机床热误差补偿控制器的设计.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术NO．42012年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2012文章编号：1001—2265(2012)04—0025—03基于ARM—Linux的数控机床热误差补偿控制器的设计木任兵，任小洪，徐卫东，李国志(四川理工学院自动化与电子信息工程学院，四川I自贡643000)摘要：以减小机床热误差，提高加工精度为主要目标，设计以S3C2440A处理器与嵌入式Linux操作系统为控制平台，运用BP神经

2、网络建立误差模型的热误差补偿控制器。首先，控制器通过布置在机床关键温度点上的温度传感器采集加工中心的温度信号，该信号经温度采集模块处理后送到CPU处理器计算出温度值。同时，用激光干涉仪检测出机床对应时刻的误差值。BP神经网络模型根据温度值与误差值计算出综合误差补偿值。然后，将计算出的补偿值通过接口传送给CNC控-a0中心，CNC控制中心做出误差控制指令，修正机床热变形造成的被加工工件的尺寸误差。仿真实验结果表明了补偿效果的可行性。关键词：误差补偿；S3C2440A；温度采集；Linux；BP神经网

3、络中图分类号：TH161文献标识码：ADesignofThermalErrorCompensationControllerofCNCBasedonARMLinux——RENBing，RENXiao—hong，XUWei—dong，LIGuo—zhi(DepartmentofAutomationAndElectricalEngineering，SichuanUniversityofScienceandEngineering，ZigongSichuan643000，China)Abstract：Aim

4、ingatminishingthetherrmalerrorofCNCmachinesandimprovingthemachiningpreci—sion，wedesignthethermalerorcompensationcontrollerthatusing$3C2440AprocessorandembeddedlinuxoperatingsystemforthecontrolplatformandusingBPneuralnetworkstoestablishthemodeloferrorc

5、ompensation．First，controlleracquirethetemperaturesignalofmachiningcenterbythetemperaturesen—sotthatlaidonthekeypointsofmachines．ThetemperaturesignalistransmittedtotheCPUforcalculatingthetemperaturevalueaftercopingwithbythetemperatureacquisitionmode1．A

6、tthesametime，measuringtheerrorofmachineatthecorespondingtimeusinglaserinterferometricmeasuringequipment．BPneuralnetworksmodelcalculatescomprehensiveerorcompensationvalueaccordingtothetemperaturevalueandtheerorvalue．Then，transmittingthecalculatedvaluet

7、otheCNCcontrolcenterbyinterface．TheCNCcontrolcentermodifyerorcontrolinstructioninordertomodifythedimensionerrorofworkpiecethatcausedbythermaldeformation．Thesimulationresultshowedthefeasibilityoftheintelligentcompensation．Keywords：erorcompensation；$3C2

8、440A；temperatureacquisition；Linux：BPneuralnetwork0引言差以及几何误差占据着绝大部分⋯，文献[2]指出热误差占总误差的40％～70％左右。文献[3]中指出随着精密加工技术的广泛应用，对数控机床加数控机床热误差补偿技术已经成为以误差补偿技术工精度的要求日益提高。而数控机床的各种误差源为代表的现代精密工程的重要技术支柱之一。本文如机床热变形误差、机床零部件的几何误差、切削力以减少热误差为主要目标，提出一种基于BP神经网引起的误差、刀具磨损