专利名称：滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数控组合机床，特别是滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置。
背景技术：
数控组合机床拥有X轴、Y轴、Z轴三个方向上的进给运动。X轴方向是立柱相对底座的水平直线运动，Y轴方向是滑板相对立柱的垂直直线运动，Z轴方向是滑枕相对滑板的前后纵向伸缩水平运动。滑枕在Y轴滑板中向前伸出时，由于是悬臂梁结构，使得抗弯刚性较差。受到主轴总成的重量以及滑枕自重的影响，滑枕悬伸部分会产生从根部到端部的下垂弯曲变形，并引起主轴和刀具的位移误差和角度误差，而且随着滑枕伸出量的变化而变化，这些误差直接影响机床的定位精度和加工精度，必须加以消除或限制。
目前，有的数控组合机床在滑枕内部的上半侧安装油缸，通过压力油使油缸拉杆对滑枕产生一个内部拉力，使其向上弯曲，达到减少滑枕变形量及主轴刀具位移误差的目的，油压可以随着滑枕伸出量的大小自动进行调整，实现对滑枕变形的自动补偿。这种补偿方式只能减小而不能消除主轴和刀具的Y轴方向位移误差，并且主轴和刀具的角度误差始终无法消除，一方面，直接影响主轴和刀具对进给方向的平行度，另一方面，当刀具的长度发生变化时，变形量及Y轴位移误差会随之发生变化，需要重新设定油压和伸出量之间的函数关系，以减少滑枕直线度误差及Y轴位移误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术的不足，提供一种能够减小滑枕变形量、消除Y轴位移误差及角度误差的滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置。
本发明的技术解决方案是，滑枕中设有多级串联油缸，其特征在于滑枕中设有二组多级串联油缸，一组为拉力串联油缸，另一组为推力串联油缸。
拉力串联油缸设置于滑枕内部上半侧中后段，推力串联油缸设置于滑枕内部上半侧前段。
拉力串联油缸中的单级油缸串联在拉杆上，推力串联油缸中的单级油缸串联在推杆上。
每一个单级油缸包括油缸筒、活塞和挡圈。
拉力串联油缸的拉杆通过螺母与滑枕的后端相联，拉力串联油缸的油缸筒与滑枕的拉力轴肩相联，从而使拉力串联油缸在滑枕的中后段形成一对向内的面对面的拉力；推力串联油缸的推杆通过端盖与滑枕的前端相联，推力串联油缸的油缸筒与滑枕的推力轴肩相联，从而使推力串联油缸在滑枕前段形成一对向外的背对背的推力。
二组多级串联油缸分别设有通油接头，通油接头可分别外接数字式伺服电液比例阀来分别控制推力串联油缸和拉力串联油缸的压力，通过数控系统使其根据滑枕伸出量的大小自动调节两个串联油缸的推力和拉力，以保持滑枕的总体变形量最小。
本发明与现有技术相比所具有的优点是(1)使用拉力串联油缸和推力串联油缸联合作用的变形补偿过程，补偿精度高、效果好，可以完全消除主轴刀具的角度误差和Y轴位移误差，并有效减少滑枕的变形量。
(2)采用串联多级增压油缸，体积小、出力大，产生的力量几倍于单级油缸，适合安装在滑枕的狭小空间中。
(3)多个油路同时给串联油缸的各个进油腔进油，使得调节压力时反应时间短、动作灵敏、调节效果好。
(4)在补偿过程中，拉力油缸和推力油缸的压力随着滑枕悬伸量的变化会根据数控系统的指令随时不断地进行调节，频率很高，而且调节的精度较高。
图1为本发明结构示意图；图2是本发明二个多级串联油缸的位置示意图，图中虚线为滑枕的变形补偿示意图。
图中标号1-拉力串联油缸，2-油缸筒，3-活塞，4-挡圈，5-拉杆，6-螺母，7-拉力油缸通油接头，8-滑枕拉力轴肩，9-滑枕后端，10-推力串联油缸，11-推力油缸通油接头，12-推杆，13-滑枕端盖，14-滑枕前端，15-滑枕推力轴肩，16-滑枕，17-油缸筒，18-主轴。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步的详细描述本发明的滑枕16中设有二组多级串联油缸，一组为拉力串联油缸1，另一组为推力串联油缸10。其中拉力串联油缸1设置于滑枕16内部上半侧中后段，推力串联油缸10设置于滑枕16内部上半侧前段。
所述的拉力串联油缸1和推力串联油缸10中的每一个单级油缸都包括油缸筒2、17、活塞3和挡圈4。拉力串联油缸1的单级油缸串联在拉杆5上，推力串联油缸10中的单级油缸串联在推杆12上。
拉力串联油缸1的拉杆5的后端设有一个螺母6，螺母6压紧在滑枕16的后段9，拉杆5通过螺母6与滑枕后端9相联。拉力串联油缸1的油缸筒2与滑枕16的拉力轴肩8相压紧，从而使拉力串联油缸1在滑枕16上侧的中后段形成一对向内拉的面对面的拉力。通过压力油使油缸1拉动滑枕16中后部向上弯曲，用来补偿主轴刀具的下垂位移误差。
推力串联油缸推杆12的前端设有一个端盖13，端盖13由螺钉与滑枕16的前端14相联接，使推杆12通过端盖13与滑枕16前端14相联。推力串联油缸的油缸筒17与滑枕16的推力轴肩15相压紧，从而使推力串联油缸10在滑枕16的上侧前段形成一对向外推的背对背的推力。通过压力油使油缸10推动滑枕前段向下弯曲，用来平衡补偿由于滑枕16中后部向上弯曲而产生的主轴18的角度误差，使主轴18轴心线始终平行于Z轴方向。
二组多级串联油缸1、10分别设有一个通油接头7、11，通油接头7、11可分别外接数字式伺服电液比例阀来分别控制拉力串联油缸1和推力串联油缸10的压力，通过数控系统使其根据滑枕16伸出量的大小自动调节两个串联油缸1、10的拉力和推力，以保持滑枕16的总体变形量最小，并且使主轴18始终保持对Z轴平行，从而消除主轴18由于重力引起的角度误差。
由于滑枕16截面空间有限，油缸1、10直径不能做得很大，液压系统的压力也不可能无限提高，而要使滑枕16产生足够的弯曲来补偿下垂变形，油缸必须要能提供足够大的拉力和推力，因此，将拉力油缸1和推力油缸10都做成串联布置的多级增压油缸，使得产生的力量几倍于单级油缸。
权利要求
1.滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置，滑枕中设有多级串联油缸，其特征在于滑枕中设有二组多级串联油缸，一组为拉力串联油缸，另一组为推力串联油缸。
2.如权利要求1所述的滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置，其特征在于拉力串联油缸设置于滑枕内部上半侧中后段，推力串联油缸设置于滑枕内部上半侧前段。
3.如权利要求1或2所述的滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置，其特征在于拉力串联油缸中的单级油缸串联在拉杆上，推力串联油缸中的单级油缸串联在推杆上。
4.如权利要求1或2所述的滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置，其特征在于每一个单级油缸包括油缸筒、活塞和挡圈。
5.如权利要求1或2所述的滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置，其特征在于拉力串联油缸的拉杆通过螺母与滑枕的后端相联，拉力串联油缸的油缸筒与滑枕的拉力轴肩相联，从而使拉力串联油缸在滑枕的中后段形成一对向内的面对面的拉力；推力串联油缸的推杆通过端盖与滑枕的前端相联，推力串联油缸的油缸筒与滑枕的推力轴肩相联，从而使推力串联油缸在滑枕前段形成一对向外的背对背的推力。
6.如权利要求1或2所述的滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置，其特征在于二组多级串联油缸分别设有通油接头，通油接头可分别外接数字式伺服电液比例阀来分别控制推力串联油缸和拉力串联油缸的压力，通过数控系统使其根据滑枕伸出量的大小自动调节两个串联油缸的推力和拉力，以保持滑枕的总体变形量最小。
全文摘要
本发明涉及一种滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置，其特征在于滑枕中设有二组多级串联油缸，一组为拉力串联油缸，另一组为推力串联油缸。拉力串联油缸设置于滑枕内部中后段上半侧，推力串联油缸设置于滑枕内部前段上半侧。本发明的优点是二组油缸分段补偿，补偿精度高、效果好；由于采用多个单级油缸串联组合，固而油缸体积小、出力大，产生的力量几倍于单级油缸；多个油路同时给串联油缸的各个进油腔进油，使得调节压力时反应时间短、动作灵敏、调节效果好。
文档编号B23Q23/00GK101015900SQ200710020440
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月27日 优先权日2007年2月27日
发明者孙德洲 申请人:江苏恒力组合机床有限公司