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CN107756128B - 热变形补偿方法 - Google Patents

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CN107756128B
CN107756128B CN201710829360.6A CN201710829360A CN107756128B CN 107756128 B CN107756128 B CN 107756128B CN 201710829360 A CN201710829360 A CN 201710829360A CN 107756128 B CN107756128 B CN 107756128B
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刘宏伟
向华
陈吉红
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XY-HUST ADVANCED MANUFACTURING ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
Huazhong University of Science and Technology
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XY-HUST ADVANCED MANUFACTURING ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
Huazhong University of Science and Technology
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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    • B23Q11/0007—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine by compensating occurring thermal dilations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种热变形补偿方法，包括：获得杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量；根据杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量确定热膨胀零点，所述热膨胀零点是所述杆状物上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置；确定所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量；根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量；以及根据误差补偿量来补偿所述杆状物的热变形。

Description

热变形补偿方法
技术领域
本发明总体上涉及数控加工技术领域，更具体地涉及一种用于补偿机床上的杆状物的热变形的热变形补偿方法以及实现这种方法的相应装置。
背景技术
在数控加工中，通常依靠丝杠的传动来拖动主轴和工作台移动。丝杆一般与电机相连，由电机驱动丝杆的传送。由于丝杠为细长杆，所以它受温度的影响显著。电机的发热会使丝杆膨胀产生伸长量，进而导致数据加工的位置(例如，刀位点等)偏离既定位置。
为了提高丝杠传动的定位精度，通常采用误差补偿。目前采用的误差补偿方法是借助于测量设备(例如激光干涉仪和温度传感器)对丝杠的热变形量进行检测，然后将这些数据取平均值后输入到数控系统的误差补偿模块中从而达到补偿的目的。温度的检测所要花费很多时间，并且需要测量大量点，测量的数据值量大，测量的精度要求很高。当前，通常进行的方法是运用多次测量取平均值，这在测量和调整过程中费时且复杂，对操作者要求较高，并且在进行测量时受外界的干扰很大，导致测量的精度受到影响。
机床上其他类似存在热变形的杆状物(例如主轴和机床的导轨)也可能由于电机的发热而产生热膨胀，从而影响数据加工的精度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种热变形补偿机制，用于补偿机床上的杆状物的热变形，进而补偿该热变形所导致的数据加工位置的误差。
根据本发明的第一方面，提供了一种热变形补偿方法，用于补偿机床上的杆状物的热变形。该方法包括：获得杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量；根据杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量确定热膨胀零点，所述热膨胀零点是所述杆状物上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置；确定所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量；根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量；以及根据误差补偿量来补偿所述杆状物的热变形。
在一个实施例中，根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量包括：将所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量均匀分布到所述杆状物上的一个或多个轴向位置，以作为所述杆状物上的所述一个或多个轴向位置的误差补偿量。
在一个实施例中，杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量包括杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的轴向伸长量。
在一个实施例中，杆状物上的所述至少两个轴向位置包括所述杆状物的两个端点。
在一个实施例中，所述杆状物包括以下至少一项：机床的主轴；机床上的丝杆；以及机床的导轨。
根据本发明的第二方面，提供了一种热变形补偿装置，用于补偿机床上的杆状物的热变形。该装置包括：通信接口；至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储所述至少一个处理器可执行的指令，所述指令在被所述至少一个处理器执行时使得所述热变形补偿装置：获得杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量；根据杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量确定热膨胀零点，所述热膨胀零点是所述杆状物上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置；确定所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量；根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量；以及根据误差补偿量来补偿所述杆状物的热变形。
在一个实施例中，根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量包括：将所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量均匀分布到所述杆状物上的一个或多个轴向位置，以作为所述杆状物上的所述一个或多个轴向位置的误差补偿量。
在一个实施例中，杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量包括杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的轴向伸长量。
在一个实施例中，杆状物上的所述至少两个轴向位置包括所述杆状物的两个端点。
在一个实施例中，所述杆状物包括以下至少一项：机床的主轴；机床上的丝杆；以及机床的导轨。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机存储介质，存储有计算机可执行指令。所述计算机可执行指令在被热变形补偿装置的至少一个处理器执行时，使所述热变形补偿装置：获得杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量；根据杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量确定热膨胀零点，所述热膨胀零点是所述杆状物上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置；确定所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量；根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量；以及根据误差补偿量来补偿所述杆状物的热变形。
在一个实施例中，根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量包括：将所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量均匀分布到所述杆状物上的一个或多个轴向位置，以作为所述杆状物上的所述一个或多个轴向位置的误差补偿量。
在一个实施例中，杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量包括杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的轴向伸长量。
在一个实施例中，杆状物上的所述至少两个轴向位置包括所述杆状物的两个端点。
在一个实施例中，所述杆状物包括以下至少一项：机床的主轴；机床上的丝杆；以及机床的导轨。
根据本发明的上述技术方案，本发明通过测量分析计算以确定出热膨胀零点，并利用热膨胀零点来针对杆状物的热变形所引起的误差计算误差补偿量，从而能够实现数控系统加工质量与效率的提升。
附图说明
通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目标、特征和优点更加清楚，其中：
图1是示出了本发明可应用的机床100的主体部分的示图。
图2是示出了根据本发明的数控加工系统200的应用场景的示意图。
图3是示出了根据本发明实施例的数控加工系统200的示例操作300的时序图。
图4是示出了根据本发明实施例的利用表1的测量结果确定热膨胀零点的示图。
图5是示出了根据本发明实施例的热变形补偿方法500的示意性流程图。
图6是示出了根据本发明实施例的热变形补偿装置600的结构框图。
在本发明的所有附图中，相同或相似的结构均以相同或相似的附图标记标识。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1是示出了本发明可应用的机床100的主体部分的示图。
如图1所示，机床将圆柱110和鞍部180固定在未图示的台板上。将主轴安装台120安装在圆柱110的侧方。在主轴安装台120上安装有具备主轴电动机130的主轴140。刀具150保持在主轴140的刀具装配部。工件160固定在鞍部180上的工作台170上。通过保持在主轴140上的刀具150来加工工件160。
圆柱110中安装有丝杆(未示出)，由相应的电机(未示出)驱动，以拖动主轴安装台120(进而拖动主轴140)移动，例如上下移动。工件台170上可以安装有由电机(未示出)驱动的导轨(未示出)，使得工件160可以在导轨上移动。
如上所述，在机床中，丝杠、主轴、导轨等可移动的杆状物都由电机驱动，因此由于电机的发热、轴承的旋转造成的摩擦热、丝杠的滚珠丝杠和滚珠螺母的结合部的摩擦热等，丝杠、主轴、导轨等可移动的杆状物可能发生热变形，导致刀具150对工件160进行加工的机械位置发生位移，从而产生误差。
本发明提出了针对上述热变形的误差补偿方法，并以丝杆为例来对机床上的杆状物的热变形的误差补偿进行说明。然而，应理解，下面所描述的误差补偿方法可以应用于机床上除丝杆以外的其他杆状物。
图2是示出了根据本发明的数控加工系统200的应用场景的示意图。如图2所示，数控加工系统200可以包括测量端210和补偿端220。测量端210可以包括：温度传感器，用于测量丝杆上各个点的温度；以及位移测量仪，用于测量丝杆上各个点在对应温度(机床运行后的温度)下的位移量(由于位移量是由温度变化引起的，所以也称为热位移量)。例如，测量端210可以采用三线温度传感器来对丝杆上各个点进行温度测量。温度传感器可以埋在丝杆上的待测量温度的各个点处，例如丝杆的两端。温度传感器可以带有高精度温敏电阻。测量端210可以采用激光干涉仪(例如雷尼绍激光干涉仪、多普勒激光干涉仪等)、光栅尺等作为位移测量仪。
补偿端220用于根据测量端210所测量得到的丝杆上的至少两个点在两个或多个不同温度下的热位移量来确定丝杆在特定温度下的误差补偿量，并根据误差补偿量来补偿丝杆的热变形所导致的例如刀具加工位置的偏移。补偿端220可以包括安装在其中的补偿客户端(未示出)。例如，该补偿客户端可以是浏览器或者其他适当的应用程序。用户可以通过补偿客户端选择待补偿的对象(例如特定丝杆)，并开启对该对象的误差补偿过程。例如，补偿客户端在从用户接收到要对特定丝杆进行误差补偿的指示之后，从安装在丝杆上的至少两个特定点处的温度传感器采集对应的温度，并指示激光干涉仪进行热位移量的测量。补偿端220可以是数控系统(CNC)或者适用于在数控加工过程中控制刀具行进轨迹的任意其他设备，包括但不限于与机床通信连接的计算机，例如移动电话、个人数字助理(PDA)、手持计算机、膝上型计算机、平板电脑等。
测量端210和补偿端220可以通过通信网络230相连。通信网络230可以是有线的或无线的。具体地，通信网络230的示例可以包括(但不限于)：有线电缆或光纤型网络、或者移动或蜂窝网络或WLAN(“无线局域网”，可能是802.11(或WiFi)或者WiMAX型的)、或者还可能是蓝牙型的无线短距离通信网络。尽管图2将测量端210和补偿端220示意为两个分离实体，然而本发明并不局限于此。例如，测量端210也可以与补偿端220集成在一起，作为数控机床(CNC)的一部分。
下面将主要以图2为例来说明本发明的总的发明构思。图3是示出了根据本发明实施例的数控加工系统200的示例操作300的时序图。在示例操作300开始之前，要对机床进行预热，这样才能保证测量端210在使用温度传感器和位移测量仪进行相关测量时能够得到足够高的精度。一般预热时间为30分钟或者任意其他合适的时间长度，使得机床逐渐进入热平衡的稳定状态。
如图3所示，在框310，测量端210通过设置在丝杆上的至少两个轴向位置处的至少两个温度传感器来测量相应位置的温度，并将相应温度传送到补偿端220。丝杆上的两个不同的轴向位置位于丝杆上的两个不同径向截面上，即，二者之间的轴向距离不为零。下面为了简化描述，以丝杆的两端作为至少两个轴向位置的示例，但是应理解，至少两个轴向位置可以包括丝杆两端以外的任意两个或多个轴向位置。例如，测量端210可以选用三线温度传感器来进行丝杠上关键点的温度测量，即，可以在丝杆的两端分别埋三线温度传感器，以测量丝杆两端在不同时刻的不同温度。
在框320，测量端210使用激光干涉仪之类的位移测量仪来测量丝杠上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量(例如，丝杆在运行时发热膨胀引起的轴向伸长量)。
尽管框320被描绘为在框310之后，然而应理解，框320与框310可以并行或者交叉进行。例如，在温度传感器测量到第一温度时，使用位移测量仪测量第一温度下的热位移量，然而在温度传感器测量到第二温度时，使用位移测量仪测量第二温度下的热位移量。
例如，在一个示例中，假设丝杆的长度为800mm，即，丝杆两端的位置分别为0mm和800mm，并且测量端210在环境温度22.1℃下进行了6次测量。具体地，在温度升高值(简称为温升值)从9.81℃到11.21℃的情况下，丝杆两端随着温度升高的对应轴向伸长量(位移)如下表所示：
表1：丝杆两端在不同温升值下的对应轴向伸长量
1 2 3 4 5 6
温升值 9.8℃ 10.1℃ 10.4℃ 10.8℃ 10.9℃ 11.2℃
0mm位移 6.2um 3.1um 2.2um 1.8um 1.7um 1.8um
800mm位移 -4um -3.1um -1.2um 2.1um 3.8um 3.1um
在框330，补偿端220从测量端210获得丝杆两端在两个或多个不同温度下的热位移量，例如上表1所示的六次测量数据。应理解，补偿端220也可以获得少于或者多于六次的测量数据。
在框340，补偿端220根据丝杆两端在两个或多个不同温度下的热位移量确定热膨胀零点。热膨胀零点是丝杆上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置。
在一个示例中，补偿端220可以应用以下公式来计算热膨胀零点：
p(x)＝a0+a1x+a2x2+...+amxm,am≠0。 (1)
p(x)是一个m次多项式，该等式的值等价于求解下面线性方程组：
例如，可以将表1的测量数据代入方程组(2)，以求出方程(1)的系数。在这个示例中，m为0到5的整数，x0-x5对应0mm处的伸长量(热位移量)，y0-y5对应800mm处的伸长量(热位移量)。即，可以求得a0-a5的值，此时方程(1)的系数全部都已知。进一步地，令方程(1)等于零，则在X轴会产生多个交点，找出0-800mm(假设丝杆的长度为800mm)区间中的点就是待求的热膨胀零点。在0-800mm区间中可能会有多个值，通常取折中的点作为最终的热膨胀零点。
在另一个示例中，可以如图4所示地将表1的六次测量结果用图形呈现出来，其中纵坐标表示丝杆上的某个位置(所测丝杆上的特定长度)在特定温度下的伸长量(定位误差)。从图4可以看出，六条曲线的交点(或者在预定范围内的近似交点)即为热膨胀零点(在本示例中，丝杆上的150mm处即为本示例的热膨胀零点)。
尽管上面两个示例都是以表1的六次测量结果为例进行说明的，然而应当理解的是，也可以应用多于或者少于六次测量结果来确定热膨胀零点。例如，公式(1)和方程组(2)中的m可以是大于0的正整数(即，最小为1)，也就是说，采用两个不同温度下的热位移量也可以确定热膨胀零点。此外，尽管上面的示例是以两个轴向位置为例进行说明，然而应理解也可以采用三个或者三个以上的轴向位置处的测量结果来确定热膨胀零点。
在框S350，补偿端220确定热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量。由于热膨胀零点是所述杆状物上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置，所以该点处的温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系。假设在热膨胀零点处存在如下关系式：
ΔL＝k·ΔT (3)，
其中，ΔL表示温度变化为ΔT的情况下的热位移量(即，伸长量)，k为预定系数。可以通过实际测量热膨胀零点的温度变化值与该点处的热位移量来确定k的具体取值。例如，如果通过测量确定温度升高1℃热膨胀零点的热位移量为1um，那么k为1。根据这个关系式可以确定热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量。例如，假设k为1，温度每升高1℃则伸长量为1um，那么温度升高5℃对应的伸长量为5um。
在框S360，补偿端220根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定丝杆的误差补偿量。例如，可以将热膨胀零点在特定温度变化量下的伸长量均匀分布到丝杆上的一个或多个轴向位置，以作为丝杆上的一个或多个轴向位置的误差补偿量。
在一个示例中，假设热膨胀零点处的误差补偿量为0，则可以根据以下等式来计算丝杆上的其他任意轴向位置处的误差补偿量：
例如，假设补偿温度间隔为2℃(即，温度每变化2℃，就需要调整误差补偿量)，实测的相对温升值为1.9℃，在丝杆上700mm处的实际值为700.003mm(即，700mm处的伸长量为0.03mm)，热膨胀零点误差值为0mm，那么可以计算出1m处的误差补偿量为：
假设补偿温度间隔为1℃，实测的相对温升值为1.3℃，在丝杆上800mm处实际值为800.013mm，热膨胀零点误差值为0mm，那么在1m处的误差补偿量为：
由于计算了1m处的误差补偿量，可以类似地计算丝杆上的任意一个或多个轴向位置的误差补偿量。上述计算式为了简化计算而假设热膨胀零点的误差补偿值为0mm，然而应理解，热膨胀零点处的误差补偿值也可以不为0mm。
在框S370，补偿端220根据误差补偿量来补偿丝杆的热变形。例如，可以将在框360计算得到的丝杆上各个轴向位置的误差补偿量分别输入到数控系统的误差补偿模块中，以调整例如刀具150对工件160的加工位置。这部分的误差补偿操作可以采用现有或未来可能会出现的方案进行操作，此处不再赘述。
上述技术方案利用热膨胀零点上温度变化量与热位移量之间的近似线性关系，通过确定热膨胀零点，进而确定热膨胀零点上的热位移量来确定丝杆的误差补偿量。这能够在减少测量次数的同时提高误差补偿精度。
图5是示出了根据本发明实施例的热变形补偿方法500的示意性流程图。热变形补偿方法500用于补偿机床上的杆状物的热变形。例如，杆状物可以是机床的主轴、机床上的丝杆、机床的导轨等机床上可能产生热变形的杆状物。热变形补偿方法500可以在图2所示的补偿端220中执行。下面以此为例进行描述，然而应理解本发明不限于此。例如，热变形补偿方法500也可以在数控系统(CND)或者与数控系统相连的外部设备(例如计算机)上实现。
在步骤S510，补偿端220获得杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量。
在一个实现方式中，杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量包括杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的轴向伸长量。
在一个实现方式中，杆状物上的所述至少两个轴向位置包括所述杆状物的两个端点。
例如，补偿端220可以从测量端210接收杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量，例如表1所示的测量数据。
在步骤S520，补偿端220根据杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量确定热膨胀零点。热膨胀零点是所述杆状物上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置。例如，可以将表1所示的六次测量数据代入方程组(2)来计算出热膨胀零点。备选地，也可以如图4所示将表1所示的六次测量数据绘制成曲线图以求得六条曲线的交点(或者近似交点)作为热膨胀零点。
在步骤S530，补偿端220确定所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量。例如，可以根据上述等式(3)确定热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量。
在步骤S540，补偿端220根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量。
在一个实现方式中，步骤S540包括将所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量均匀分布到所述杆状物上的一个或多个轴向位置，以作为所述杆状物上的所述一个或多个轴向位置的误差补偿量。例如，可以根据以上等式(4)计算杆状物上的某个轴向位置处的误差补偿量。
在步骤S550，补偿端220根据误差补偿量来补偿所述杆状物的热变形。这部分的误差补偿操作可以采用现有或未来可能会出现的方案进行操作，此处不再赘述
热变形补偿方法500利用热膨胀零点处的温度变化量与热位移量之间的近似线性关系，通过确定热膨胀零点上的热位移量来确定丝杆的误差补偿量，从而能够在减少测量次数的同时提高误差补偿的精度。
图6是示出了根据本发明实施例的热变形补偿装置600的结构框图。热变形补偿装置600用于补偿机床上的杆状物(例如，机床的主轴、机床上的丝杆、以及机床的导轨等机床上可能产生热变形的杆状物)的热变形。例如，热变形补偿装置600既可以实现在图2的补偿端220上，也可以执行热变形补偿方法500。
如图6所示，热变形补偿装置600包括：通信接口610、处理器620(例如CPU)和存储器630。为了便于说明，图6中示意性地示出了一个处理器。然而，本领域技术人员应理解热变形补偿装置600也可以包括两个或多个处理器。
通信接口610用于与外部通信。例如通信接口610可以是Ethernet(以太网，注册商标)接口。热变形补偿装置600可以通过通信接口610，使用一定的通信协议与测量端210进行通信。通信接口610也可以供机床工作人员等用户与热变形补偿装置600进行直接通信。例如，通信接口610也可以是输入设备(例如键盘、鼠标等)和输出设备(例如显示器)，供用户向热变形补偿装置600直接输入各种数控加工相关的参数和数据，并向用户呈现热补偿结果。
存储器630存储处理器620可执行的指令，使得热变形补偿装置600执行结合图5所描述的方法500。
具体地，存储器630存储处理器620可执行的指令，使得热变形补偿装置600获得杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量；根据杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量确定热膨胀零点，所述热膨胀零点是所述杆状物上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置；确定所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量；根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量；以及根据误差补偿量来补偿所述杆状物的热变形。
在一个实现方式中，根据所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量确定所述杆状物的误差补偿量包括：将所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量均匀分布到所述杆状物上的一个或多个轴向位置，以作为所述杆状物上的所述一个或多个轴向位置的误差补偿量。
在一个实现方式中，杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量包括杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的轴向伸长量。
在一个实现方式中，杆状物上的所述至少两个轴向位置包括所述杆状物的两个端点。
本发明还提供至少一个具有非易失性或易失性存储器形式的计算机存储介质，例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存和硬盘驱动，存储有计算机可执行指令。计算机可执行指令在被处理器执行时使得热变形补偿装置执行例如之前结合图5描述的过程的动作。
处理器可以是单个CPU(中央处理器)，但是也可以包括两个或更多个处理器。例如，处理器可以包括通用微处理器；指令集处理器和/或相关芯片集和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))。处理器也可以包括用于高速缓存目的的板载存储器。例如，计算机存储介质可以是闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或EEPROM。
本技术领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本发明中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明所公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种热变形补偿方法，用于补偿机床上的杆状物的热变形，所述方法包括：
获得杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量；
根据杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量确定热膨胀零点，所述热膨胀零点是所述杆状物上温度变化量与热位移量之间具有近似线性关系的位置；
确定所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量；
将所述热膨胀零点在特定温度变化量下的热位移量均匀分布到所述杆状物上的一个或多个轴向位置，以作为所述杆状物上的所述一个或多个轴向位置的误差补偿量；以及
根据误差补偿量来补偿所述杆状物的热变形。
2.根据权利要求1所述的热变形补偿方法，其中，所述杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的热位移量包括杆状物上的至少两个轴向位置在两个或多个不同温度下的轴向伸长量。
3.根据权利要求1或2所述的热变形补偿方法，其中，所述杆状物上的至少两个轴向位置包括所述杆状物的两个端点。
4.根据权利要求3所述的热变形补偿方法，其中，所述杆状物包括以下至少一项：
机床的主轴；
机床上的丝杆；以及
机床的导轨。
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