专利名称：一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数控机床，特别涉及一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补
te衣且ο
背景技术：
随着现代制造业的不断发展，精密和超精密加工技术的重要性日益凸显。数控机床作为制造业的重要装备，也面临了新时代的机遇和挑战。提高数控机床的精度是提高数控机床产品质量、增强市场竞争力的关键所在。落地镗铣床最主要的结构特征是采用悬臂式滑枕工作部件。滑枕工作时处于悬伸状态，且工作行程越大，其最大悬伸量也越大。由于滑枕自身及其主轴等附件的重量因素， 滑枕在伸出过程中必然会产生挠曲变形，引起机床主轴和刀具的角度误差和位移误差，从而影响机床的加工精度。因此必须对滑枕挠曲变形采取适当的补偿措施，以保证整个机床的加工精度。现有的补偿方法有1.主轴箱中心位移补偿，通过油缸改变钢丝绳的长度，使重心位置在垂直面内升
尚ο2.滑枕变形补偿，通过滑枕上面两对称油缸拉紧，通过作用力增加滑枕刚度，使滑枕有被拉直的趋势，减小滑枕挠曲变形量。3.安装附件补偿，在滑枕底部设置油腔，增大其压力，抬高滑枕，起到补偿的作用。4.主轴箱变压液压腔补偿，在主轴箱滑枕导轨板上下斜对面分别设置变压器静压腔，将其分成两组变压静压腔，并分别与两组液压阻尼体及比例减压阀相连，通过控制系统改变变压静压腔的油压实现滑枕前端抬高进行补偿。前三种补偿方式的不足之处是，主要通过主轴箱或滑枕因外力而产生的变形来补偿，往往会产生主轴箱变形过大而滑枕却没有得到补偿的情况，而且补偿量无法精确控制，补偿精度低。第四种方式较前三种方式具有补偿范围广，精度高的特点，但其变压液压腔油压控制方式较为繁琐，不易实施。
发明内容本实用新型的目的在于一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，采用主轴箱液压补偿机构和滑枕内部的液压补偿机构双重补偿，具有补偿范围较大，补偿效果和精度好的特点。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，包括主轴箱倾角补偿机构和滑枕变形补偿机构；其中，主轴箱倾角补偿机构，包括，补偿液压缸，设置于运行于立柱导轨上的主轴箱上端面一侧，即相对于主轴箱吊点的另一侧，该吊点设置于在主轴不伸出状态的主轴箱重心位置；第一、第二定滑轮，其中，第一定滑轮通过固定支架设置于对应补偿液压缸侧的立柱一侧顶部或上部，第二定滑轮通过固定支架设置于与第一定滑轮对角侧的立柱顶部或上部；滑轮组，设置于对应第二定滑轮的立柱侧面底部；钢丝绳，一端连接于补偿液压缸的活塞杆端部，另一端绕过第一、第二定滑轮及滑座连接于立柱侧面上；滑枕变形补偿机构，包括，两根拉杆，分别设置于滑枕内上部两侧，拉杆一端位于滑枕前端孔内，另一端通过锁紧螺母固定于滑枕内部后端；两个油缸组，分别对应两根拉杆，每个油缸组至少两个补偿油缸，两个补偿油缸串联设置于拉杆伸出的滑枕后端部，缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；若干电液比例阀，分别设置于上述补偿液压缸和补偿油缸的控制油路，并通过放大器与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统控制单元；该位置检测元件的检测值通过可编程逻辑控制器计算将控制信号经电子放大器放大传送至电液比例阀对补偿液压缸和油缸组进行控制。进一步，所述的滑枕变形补偿机构中每个油缸组设三个补偿油缸，串联设置于拉杆后端的滑枕后端部。所述的位置检测元件采用光栅尺。当滑枕下垂时，补偿油缸活塞移动，使活塞杆变长(微变量)，拉杆给滑枕提供一个拉力，拉力的大小是随着滑枕伸出的长度线性增加，来补偿滑枕的悬臂变形误差。通过主轴箱上设补偿液压缸，通过与补偿液压缸活塞杆连接钢丝绳，经滑轮组至主轴箱下固定，由数控系统可编程逻辑控制器PLC根据主轴箱倾角大小，通过电液比例阀的控制，实现主轴箱倾角补偿。本实用新型的优点是1.采用主轴箱液压补偿机构和滑枕内部的液压补偿机构相结合，避免了主轴箱变形过大而滑枕却没有得到补偿的情况，补偿精度高，效果好。2.采用多级串联油缸，体积小、出力大，产生的力量几倍于单机油缸，适合安装在滑枕的狭小空间中。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。图2为本实用新型实施例中滑枕的结构示意图。图3为本实用新型实施例中滑枕局部的放大剖视图。图4为本实用新型主轴箱倾斜补偿液压结构示意图。图5为本实用新型实施例的控制流程图。
具体实施方式
参见图1 图5，本实用新型的一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，包括主轴箱倾角补偿机构1和滑枕变形补偿机构2。主轴箱倾角补偿机构1，包括，补偿液压缸11，设置于运行于立柱30导轨40上的主轴箱10上端面一侧，即相对于主轴箱吊点101的另一侧，该吊点101设置于在主轴不伸出状态的主轴箱重心位置；第一、第二定滑轮12、13，其中，第一定滑轮12通过固定支架设置于对应补偿液压缸11侧的立柱30 —侧顶部或上部，第二定滑轮13通过固定支架设置于与第一定滑轮12对角侧的立柱30顶部或上部；滑轮组14，设置于对应第二定滑轮13的立柱侧面底部；钢丝绳15，一端连接于补偿液压缸11的活塞杆端部，另一端绕过第一、第二定滑轮12、13及滑轮组14连接于立柱30侧面上。滑枕变形补偿机构2，包括，两根拉杆21、21’，分别设置于滑枕20内上部两侧，拉杆21、21’ 一端位于滑枕20前端孔内，另一端通过锁紧螺母固定于滑枕20内部后端；两个油缸组22、22’，分别对应两根拉杆21、21’，每个油缸组设三个补偿油缸221、222、223 (以拉杆21为例，下同)，串联设置于拉杆21后端的滑枕20后端部，缸体连接于滑枕20，油缸活塞套设于拉杆21，并与拉杆21连接。电液比例阀3、4，分别设置于上述补偿液压缸11和油缸组22的补偿油缸221、 222,223的控制油路，并与数控系统可编程逻辑控制器PLC电气连接。一检测滑枕20伸出时前端下垂变形量的位置检测元件5，连接数控系统控制单元，可编程逻辑控制器PLC根据位置检测元件5的检测值经计算将控制信号经放大器6放大传送至电液比例阀3、4对补偿液压缸11和补偿油缸221、222、223进行控制。当滑枕20向前伸出时，其前端有下垂变形量，位置检测元件5检测到Z轴坐标值， 并提供给数控系统可编程逻辑控制器PLC，数控系统可编程逻辑控制器根据Z轴坐标值计算补偿电压，并输出补偿电压，补偿电压经放大器6放大，控制电液比例阀4，液压油经出油口 23接滑枕补偿油缸221、222、223有杆腔，进而控制补偿油缸221、222、223的压力，液压油从进油口 M进入后推动补偿油缸活塞移动，使活塞杆变长(微变量)，拉杆21给滑枕20 提供一个拉力，通过补偿油缸221、222、223和拉杆21对滑枕20上部产生拉力，使滑枕20 产生向上的弯曲变形。这样就可以根据滑枕伸出的长度不同，装的附件不一样，给定信号的大小不同来调整滑枕补偿油缸，从而消除滑枕伸出后的挠度。机床工作时，通过位置检测元件检测出滑枕在Z轴上的坐标值；根据检测到的坐标值，可编程逻辑控制器计算出各下垂量及倾斜度的补偿值，将该补偿值转换为补偿电压； 将补偿电压信号通过功率放大器进行放大；将放大后的信号输出给两电液比例阀，通过电液比例阀来控制补偿液压缸和补偿油紅，实现主轴箱倾角补偿和滑枕变形补偿。由于采用了上述装置，解决了因主轴箱倾斜变形导致滑枕倾斜得不到补偿的问题，提高了补偿精度，最终大大提高了机床加工质量和效率，为企业取得良好的经济效益发挥了重要作用。
权利要求1.一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，其特征在于，包括，主轴箱倾角补偿机构和滑枕变形补偿机构；主轴箱倾角补偿机构，包括，补偿液压缸，设置于运行于立柱导轨上的主轴箱上端面一侧，即相对于主轴箱吊点的另一侧，该吊点设置于在主轴不伸出状态的主轴箱重心位置；第一、第二定滑轮，其中，第一定滑轮通过固定支架设置于对应补偿液压缸侧的立柱一侧顶部或上部，第二定滑轮通过固定支架设置于与第一定滑轮对角侧的立柱顶部或上部； 滑轮组，设置于对应第二定滑轮的立柱侧面底部；钢丝绳，一端连接于补偿液压缸的活塞杆端部，另一端绕过第一、第二定滑轮及滑轮组连接于立柱侧面上； 滑枕变形补偿机构，包括，两根拉杆，分别设置于滑枕内上部两侧，拉杆一端位于滑枕前端孔内，另一端通过锁紧螺母固定于滑枕内部后端；两个油缸组，分别对应两根拉杆，每个油缸组至少两个补偿油缸，该两个补偿油缸串联设置于拉杆伸出的滑枕后端部，缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；若干电液比例阀，分别设置于上述补偿液压缸、补偿油缸的控制油路，并通过放大器进而与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统控制单元；该位置检测元件的检测值通过可编程逻辑控制器计算将控制信号经放大器放大传送至电液比例阀对补偿液压缸和油缸组进行控制。
2.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置， 其特征在于，所述的滑枕变形补偿机构中每个油缸组设三个补偿油缸， 串联设置于拉杆后端的滑枕后端部。
3.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置， 其特征在于，所述的位置检测元件采用光栅尺。
专利摘要一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，包括，主轴箱倾角补偿机构、滑枕变形补偿机构；主轴箱倾角补偿机构包括补偿液压缸，设于主轴箱上端面一侧；第一、第二定滑轮，第一定滑轮设于补偿液压缸侧的立柱顶部，第二定滑轮对角设于立柱顶部；钢丝绳，一端连接补偿液压缸活塞杆，另一端绕经两定滑轮连接于立柱侧面；滑枕变形补偿机构包括两根拉杆，设于滑枕内上部两侧，拉杆一端位于滑枕前端孔内，另一端通过锁紧螺母固定于滑枕内部后端；两个油缸组，油缸组至少两个补偿油缸，两个补偿油缸串联设于滑枕后端，活塞与拉杆连接；可编程逻辑控制器根据位置检测元件的检测值经计算将控制信号传送至电液比例阀，对补偿液压缸和补偿油缸进行控制。
文档编号B23Q23/00GK202317872SQ201120397888
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者宋宏伟, 杨阳, 邢雨 申请人:上海三一精机有限公司