一种机床加工过程变形的在线补偿方法
【专利摘要】本发明提供一种机床加工过程变形的在线补偿方法,利用一种专门设计的低膨胀系数的测量框架,布置在机床床身等大型结构件的内侧，测量框架上安装用于测量机床特征点位置变化的测量球，通过测量特征点的相对位置的变化量，可以按照机床的结构模型得知整个机床的变形情况以及主轴刀具中心点的变化。然后根据主轴刀具中心点的位置,计算机床坐标空间内坐标点的位置变化，通过补偿这些坐标点并通过线性或非线性的方式处理内部更加细分的坐标点，进而对整个机床坐标空间的变形进行补偿。本发明可以使机床在加工过程中能够进行实时测量补偿。
【专利说明】一种机床加工过程变形的在线补偿方法
[0001] 【【技术领域】】 本发明涉及一种精密机床设备【技术领域】，具体涉及一种机床加工过程变形的在线补偿 方法。 【【背景技术】】 在机床加工过程中，由于主机受力变形和热变形会使机床的坐标系精度发生变化，受 力越大和发热越大的机床，其加工精度越不稳定。机床的原始精度可以通过一定的方法进 行补偿修正，但是加工在线过程中产生的机床的变形误差，当前却没有办法进行实时补偿 和修正。
[0002] 因此，有必要创造一种机床加工过程变形的在线补偿方法，以克服上述问题。
[0003] 【
【发明内容】
】 针对现有技术存在的不足，本发明提供一种可以为机床加工过程中主机变形进行实时 补偿的在线补偿方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种机床加工过程变 形的在线补偿方法，包括以下步骤： 步骤1:提供一机床，所述机床包括床身、立柱、以及主轴刀具，所述立柱连接在所述床 身上，所述主轴刀具安装在所述立柱上； 步骤2:提供一测量框架，放置在所述床身上； 步骤3 :提供若干测量球，将所述测量球固定在对应所述床身和所述立柱被测位置点 的所述测量框架侧面上； 步骤4 :提供若干三维位移传感器，对应所述测量球并固定在所述床身和所述立柱上； 步骤5 :提供一数控补偿系统，将所述三维位移传感器的信号线输入至所述数控补偿 系统对应的数据采集单元中，所述机床在加工过程中，如果发生变形，所述三维位移传感器 和所述测量球之间的空间相对位置会发生变化，所述数控补偿系统的处理器将所述三维位 移传感器信号的变化，计算并转化为所述机床的变形和所述主轴刀具中心点的相对坐标的 变化，并得出变化量，然后将变化量输入数控系统补偿单元，实时补偿所述机床加工变形的 误差。
[0005] 进一步地，所述测量框架由极低热膨胀系数材料组成，是一个刚性结构框架。
[0006] 进一步地，所述主轴刀具位于所述测量框架内。
[0007] 本发明的有益效果是：通过一种刚性的所述测量框架结构系统，利用固定在所述 测量框架侧面的所述测量球与所述三维位移传感器之间的相对位置变化进行实时测量，进 而得出整个主机的变形误差，然后进行实时修正补偿，以提高机床的加工精度。
[0008] 为便于贵审查委员能对本发明的目的、形状、特征及其功效皆能有进一步的认识 与了解，并结合实例与附图作详细说明。
[0009]【【专利附图】
【附图说明】】 图1为本发明的结构示意图。
[0010] 【具体实施方式】的附图标号说明：
【权利要求】
1. 一种机床加工过程变形的在线补偿方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1:提供一机床，所述机床包括床身、立柱、以及主轴刀具，所述立柱连接在所述床 身上，所述主轴刀具安装在所述立柱上； 步骤2 :提供一测量框架，放置在床身上，框架内部区域为机床加工区域； 步骤3 :提供若干测量球，将所述测量球固定在对应所述床身和所述立柱被测位置点 的所述测量框架侧面上； 步骤4 :提供若干三维位移传感器，对应所述测量球并固定在所述床身和所述立柱上； 步骤5 :提供一数控补偿系统，将所述三维位移传感器的信号线输入至所述数控补偿 系统对应的数据采集单元中，所述机床在加工过程中，如果发生变形，所述三维位移传感器 和所述测量球之间的空间相对位置会发生变化，所述数控补偿系统的处理器将所述三维位 移传感器信号的变化，计算并转化为所述机床的变形和所述主轴刀具中心点的相对坐标的 变化，并得出变化量，然后将变化量输入数控系统补偿单元，实时补偿所述机床加工变形的 误差。
2. 如权利要求1所述的一种机床加工过程变形的在线补偿方法，其特征在于：所述测 量框架由极低热膨胀系数材料组成，是一个刚性结构框架。
3. 如权利要求1所述的一种机床加工过程变形的在线补偿方法，其特征在于：所述主 轴刀具位于所述测量框架内。
【文档编号】B23Q23/00GK104400563SQ201410588266
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】贺大兴, 李云飞, 刘炳业, 王成举, 王春光, 樊立新, 聂应新, 常文芬, 高红, 朱生根, 曹成国 申请人:北京工研精机股份有限公司