数控落地铣镗床滑枕挠度自动补偿装置的制作方法

本实用新型数控机床技术领域，具体地说是一种数控落地铣镗床滑枕挠度自动补偿装置。

背景技术：

由于大型数控落地镗铣机床的镗杆和方滑枕的质量很大，且处于悬伸状态，其工作行程越大，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。通过电液比例阀调节主轴箱前吊索油缸拉伸量来调整方滑枕位置是应用于大型落地镗铣机床方滑枕挠曲变形的常用补偿措施。其补偿过程类似“螺距误差补偿”，需要有一定技能的人员操作，并且非常繁琐：首先需要人工多次测量方滑枕伸出时50毫米间距位置的误差量，将此误差值通过数控系统人机界面手动输入并存储，再通过数控系统内置PLC程序转化处理后将补偿值输出到电液比例阀，带动油缸动作来消除误差。如果方滑枕上配置附件头，因附件头重量不同，滑枕伸出时挠曲变形程度不同，所以每个附件头需要单独测量出对应的误差值。附件头越多，测量、处理的数据也越多。而且，机床在整修后或是经过长时间运行后，各个部件相对位置会发生变化，相应的实际误差值也会发生变化，这时就需要全部重新测量，并将系统存储的旧误差值全部更新，这样才能保证机床有良好的加工精度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、调整精确、无需人工干预，全自动运行、节省大量机床维护时间、保证滑枕水平精度的动态性、能实时维持滑枕水平精度的数控落地铣镗床滑枕挠度自动补偿装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种数控落地铣镗床滑枕挠度自动补偿装置，包括滑枕、数控系统、吊索油缸、电液比例阀，其特征在于设有电子水平仪，所述滑枕近端的上端面上设有凹槽，所述电子水平仪安装在凹槽中，所述电子水平仪上端设有密封盖，所述密封盖与安装凹槽密封连接，且所述密封盖上端面与滑枕端面相平齐，以达到避免进油和利于主轴箱滑动的作用，下端设有调节块，以达到调节水平的作用，所述电子水平仪与数控系统相连接，通过电子水平仪与数控系统的实时通讯，将电子水平仪检测出的角度误差以模拟量电信号的形式实时传送给数控系统中的模拟量输入模块，数控系统中的PID控制器接收电信号后，PID控制器实时根据检测的误差值自动计算出补偿值，再通过模拟量输出模块将补偿值以模拟量电信号的形式传送给电液比例阀，电液比例阀带动吊索油缸动作，达到了自动实时调整滑枕至水平位置的作用。

本实用新型所述电子水平仪可采用高精度单轴传感器，以利于按照一定的算法就可以计算出被测面的倾斜角和倾斜方位，并将输出的信号经过检测电路的处理转换成电压值后由机床数控系统的模拟量输入模块采集。

本实用新型由于采用上述结构，具有结构新颖、调整精确、无需人工干预，全自动运行、节省大量机床维护时间、保证滑枕水平精度的动态性、能实时维持滑枕水平精度等优点。

附图说明

图1是本实用新型的安装位置结构示意图。

图2是本实用新型的连接关系示意图。

附图标记：数控系统1、吊索油缸2、电液比例阀3、电子水平仪4、滑枕5、模拟量输入模块6、模拟量输出模块7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如附图所示，一种数控落地铣镗床滑枕挠度自动补偿装置，包括滑枕5、数控系统1、吊索油缸2、电液比例阀3，所述数控系统1、吊索油缸2、电液比例阀3的连接关系与现有技术相同，此不赘述，其特征在于设有电子水平仪4，所述滑枕5近端的上端面上设有凹槽，所述电子水平仪4安装在凹槽中，所述电子水平仪4上端设有密封盖，所述密封盖与安装凹槽密封连接，且所述密封盖上端面与滑枕端面相平齐，以达到避免进油和利于主轴箱滑动的作用，下端设有调节块，以达到调节水平的作用，所述电子水平仪4与数控系统1相连接，通过电子水平仪4与数控系统1的实时通讯，将电子水平仪4检测出的角度误差以模拟量电信号的形式实时传送给数控系统1中的模拟量输入模块6，数控系统1中的PID控制器接收电信号后，PID控制器实时根据检测的误差值自动计算出补偿值，再通过模拟量输出模块7将补偿值以模拟量电信号的形式传送给电液比例阀3，电液比例阀3带动吊索油缸2动作，达到了自动实时调整滑枕至水平位置的作用。

本实用新型所述电子水平仪4可采用高精度单轴传感器，以利于按照一定的算法就可以计算出被测面的倾斜角和倾斜方位，并将输出的信号经过检测电路的处理转换成电压值后由机床数控系统的模拟量输入模块采集。

本实用新型在安装和使用时，电子水平仪4由于具有一个基座测量面，以电容摆或电感铁芯摆的平衡原理测量被测面相对于水平面微小倾角的测量仪器，因此，本实用新型中的电子水平仪4采用高精度单轴传感器。按照一定的算法就可以计算出被测面的倾斜角和倾斜方位。而对于输出的信号经过检测电路的处理转换成电压值后由机床数控系统1的模拟量输入模块采集。如图1所示，方滑枕5最近端设有凹槽，凹槽设有盖板防止进油，将电子水平仪4安装在凹槽内，并设置调节块，将电子水平仪4调节至水平位置，本实用新型中主轴箱的配重锤在立柱内通过钢丝绳与主轴箱相连接，钢丝绳与主轴箱之间连接一吊索油缸2，如图2所示，电液比例阀3设置在吊索油缸2的油路上，并与数控系统内置PLC控制器的模拟量输出模块电连接，PLC控制器计算后再指令电液比例阀3动作，以控制吊索油缸2的油液进出量，进而对滑枕实时进行平衡补偿；在电液比例阀3带动吊索油缸2执行补偿动作过程中，由于液压油作为动作的执行动力也有其缺点：动作滞后且定位精度差，为快速准确执行消除误差的动作，必须用到PID控制功能，PID控制功能是一种基于反馈的闭环自动化控制技术，工业生产过程中，对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足生产工艺的要求，PID控制器是根据PID控制原理对整个数控系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致；本实用新型所述PID控制器采用现有技术，此不赘述，如图1所示，机床方滑枕5上安装的电子水平仪4与数控系统1实时通讯，将电子水平仪4检测出的角度误差以模拟量电信号的形式实时传送给数控系统1的模拟量输入模块，数控系统1接收信号后，使用数控系统1内置PLC中的PID控制器（比例-积分-微分控制器）功能，实时的根据检测的误差值自动计算出补偿值，通过模拟量输出模块将补偿值以模拟量电信号的形式传送给电液比例阀3，电液比例阀3带动吊索油缸2动作。每进行一次测量-执行为一个周期，一个周期大约100ms，PID控制能以极快的速度响应误差并作出反应，达到实时消除误差的功能。

本实用新型由于采用上述结构，具有结构新颖、调整精确、无需人工干预，全自动运行、节省大量机床维护时间、保证滑枕水平精度的动态性、能实时维持滑枕水平精度等优点。