專利名稱：一種數控機床熱變形補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及數控機床誤差補償技術領域，更具體地說，涉及一種數控機床熱 變形補償裝置。
背景技術：
機床的熱變形是指機床在工作過程中由于摩擦、運動等發熱，導致機床零部件膨 脹變形的現象。機床的熱變形改變了機床零部件之間的相對位置，破環機床零部件之間相 對運動的正確性，使機床的加工精度降低。目前主要由三種方法可以降低機床熱變形的影響。一種是溫度控制，一種是改進 機床結構，另一種是熱誤差補償。大量的研究表明，熱誤差占機床總誤差的40% -70%，是 數控機床的最大誤差源，因此減小熱誤差對提高機床的加工精度至關重要。熱誤差補償技術是采用各種檢測手段對數控加工時產生的誤差進行直接或間接 的測量，然后根據已經建立的誤差補償模型進行誤差補償計算，將計算結果反饋給數控系 統，使數控系統的控制器發出相應的控制誤差補償指令以補償相應的熱誤差，消除熱變形 影響，進而提高機床的加工精度。但是大多數數控系統的開放性不夠，通過誤差模型計算 出的誤差補償值無法實時的插入到已經生成好的數控程序中，即不能實現實時的熱誤差補
實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型提供一種數控機床熱變形補償裝置，解決數控 系統無法實現實時熱誤差補償的問題。技術方案如下本實用新型提供一種數控機床熱變形補償裝置，包括絲杠、與所述絲杠相適配的螺母、特制套筒、外套筒、內套筒、下左軸承、下右軸承、 伺服電機、減速器、上圓柱斜齒輪、下圓柱斜齒輪、第一聯接機構、第二聯接機構、第三聯接 機構、第四聯接機構以及聯軸機構；所述螺母通過所述第一聯接機構與所述特制套筒聯接；所述外套筒通過所述第三聯接機構與機床立柱聯接；所述內套筒通過所述第二聯接機構與所述外套筒聯接；所述下左軸承位于所述內套筒的軸肩和所述特制套筒的軸肩之間，且與所述外套 筒接觸；所述下右軸承位于所述外套筒的軸肩和所述特制套筒的軸肩之間；所述伺服電機與所述減速器相聯接；所述減速器的機座通過所述第四聯接機構固定于機床立柱上，所述減速器通過聯 軸機構聯接所述上圓柱斜齒輪；所述下圓柱斜齒輪套裝于所述特制套筒上；所述上圓柱斜齒輪與所述下圓柱斜齒輪相嚙合。[0017]優選地，所述補償裝置還包括左墊片；所述左墊片位于所述下左軸承與所述內套筒的軸肩之間。優選地，所述補償裝置還包括右墊片；所述右墊片位于所述下右軸承與所述外套筒的軸肩之間。優選地，所述下圓柱斜齒輪一端靠特制套筒軸肩定位，另一端靠緊固螺母定位。優選地，所述第一聯接機構為第一聯接螺釘；所述第一聯接螺釘的個數為6個，并且所述第一聯接螺釘分布在所述螺母圓周方 向上。優選地，所述第二聯接機構為第二聯接螺釘；所述第二聯接螺釘的個數為6個，并且所述第二聯接螺釘均勻分布在所述內套筒 圓周方向上。優選地，所述第三聯接機構為第三聯接螺釘；所述第三聯接螺釘的個數為6個，并且所述第三聯接螺釘均勻分布在所述外套筒 圓周方向上。優選地，所述第四聯接機構為第四聯接螺釘；所述第四聯接螺釘的個數為4個，并且所述第四聯接螺釘分布在所述減速器的機 座的圓周方向上。優選地，所述聯軸機構為聯軸器。從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例當把直接或間接檢測出的機床熱 變形信息通過已有的誤差模型得出需要補償的誤差值后，伺服電機控制上圓柱斜齒輪轉 動，以帶動螺母轉動，螺母轉動帶動與螺母聯接的特制套筒移動，進而帶動外套筒移動，即 推動與外套筒聯接的機床立柱移動，從而實現實時的熱誤差補償，進而提高機床的加工精 度。應用本方案，經過已有的誤差模型計算得出的需要補償的誤差值不需要插入數控程序 中，即在不改變數控程序的基礎上，實現實時熱誤差補償，進而提高機床的加工精度。
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的數控機床熱誤差補償裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的數控機床熱誤差補償裝置的左視圖。
具體實施方式
下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實 施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所 獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。請參閱圖1和圖2。圖1為本實用新型實施例提供的數控機床熱誤差補償裝置的結構示意圖，圖2為本實用新型實施例提供的數控機床熱誤差補償裝置的左視圖。其中，1為絲桿，2為螺母，3為特制套筒，4為右墊片，5為外套筒，6為下左軸承，7 為下右軸承，8為左墊片，9為第三聯接螺釘，10為第二聯接螺釘，11為內套筒，12為第四聯 接螺釘，13為減速器機座，14為上圓柱斜齒輪，15為下圓柱斜齒輪，16為下平鍵，17為第一 聯接螺釘，18為緊固螺母，19為伺服電機，20為減速器，21為聯軸器。螺母2與絲杠1相適配，螺母2通過分布在螺母2圓周方向上的六個第一聯接螺 釘17與特制套筒3聯接。外套筒5通過均勻分布在外套筒5上的六個第三聯接螺釘與機床 立柱聯接。內套筒11通過均勻分布在內套筒11上的六個第二聯接螺釘與外套筒3聯接。 下左軸承6位于內套筒11的軸肩和特制套筒3的軸肩之間，且與外套筒5接觸。下左軸承 6利用內套筒11的軸肩和特制套筒3的軸肩實現軸向定位。下右軸承7位于外套筒5的軸 肩和特制套筒3的軸肩之間。下右軸承7利用外套筒5的軸肩和特制套筒3的軸肩實現軸 向定位。伺服電機19與減速器20相聯接。減速器20的減速器機座13通過分布在減速器 機座13上的四個第四聯接螺釘12固定于機床立柱上，減速器20通過聯軸器21聯接上圓 柱斜齒輪14。下圓柱斜齒輪15通過下平鍵16與特制套筒3聯接。下圓柱斜齒輪15的一 端靠特制套筒3的軸肩定位，另一端靠緊固螺母18定位。上圓柱斜齒輪14與下圓柱斜齒 輪15相嚙合。右墊片4位于下右軸承7與外套筒5的軸肩之間，用來下右軸承7與外套筒5軸 肩之間的預緊及微量調整。左墊片8位于下左軸承6與內套筒11的軸肩之間，用來下左軸 承6與內套筒11的軸肩之間的預緊及微量調整。本實用新型實施例提出的數控機床熱變形補償裝置，在數控機床加工零件過程 中，當把直接或間接檢測出的機床熱變形信息通過已有的誤差模型得出需要補償的誤差值 后，伺服電機19控制上圓柱斜齒輪14轉動，以帶動螺母2轉動，螺母2轉動帶動與螺母2 聯接的特制套筒3移動，進而帶動外套筒5移動，即推動與外套筒5聯接的機床立柱移動， 從而實現實時的熱誤差補償，進而提高機床的加工精度，此時絲杠1處于制動狀態，上圓柱 斜齒輪14與下圓柱斜齒輪15處于相對靜止狀態。從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例當把直接或間接檢測出的機床熱變 形信息通過已有的誤差模型得出需要補償的誤差值后，伺服電機9控制上圓柱斜齒輪14轉 動，以帶動螺母2轉動，螺母2轉動帶動與螺母2聯接的特制套筒3移動，進而帶動外套筒5 移動，即推動與外套筒5聯接的機床立柱移動，從而實現實時的熱誤差補償，進而提高機床 的加工精度。應用本方案，經過已有的誤差模型計算得出的需要補償的誤差值不需要插入 數控程序中，即在不改變數控程序的基礎上，獨立的實現實時熱誤差補償，進而提高機床的 加工精度。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新 型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說是顯而易見的，本文中所定義 的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此， 本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新 穎特點相一致的最寬范圍。
權利要求一種數控機床熱變形補償裝置，其特征在于，包括絲杠、與所述絲杠相適配的螺母、特制套筒、外套筒、內套筒、下左軸承、下右軸承、伺服電機、減速器、上圓柱斜齒輪、下圓柱斜齒輪、第一聯接機構、第二聯接機構、第三聯接機構、第四聯接機構以及聯軸機構；所述螺母通過所述第一聯接機構與所述特制套筒聯接；所述外套筒通過所述第三聯接機構與機床立柱聯接；所述內套筒通過所述第二聯接機構與所述外套筒聯接；所述下左軸承位于所述內套筒的軸肩和所述特制套筒的軸肩之間，且與所述外套筒接觸；所述下右軸承位于所述外套筒的軸肩和所述特制套筒的軸肩之間；所述伺服電機與所述減速器相聯接；所述減速器的機座通過所述第四聯接機構固定于機床立柱上，所述減速器通過聯軸機構聯接所述上圓柱斜齒輪；所述下圓柱斜齒輪套裝于所述特制套筒上；所述上圓柱斜齒輪與所述下圓柱斜齒輪相嚙合。
2.根據權利要求1所述的補償裝置，其特征在于，所述補償裝置還包括左墊片； 所述左墊片位于所述下左軸承與所述內套筒的軸肩之間。
3.根據權利要求2所述的補償裝置，其特征在于，所述補償裝置還包括右墊片； 所述右墊片位于所述下右軸承與所述外套筒的軸肩之間。
4.根據權利要求3所述的補償裝置，其特征在于，所述下圓柱斜齒輪一端靠特制套筒 的軸肩定位，另一端靠緊固螺母定位。
5.根據權利要求1-4任意一項所述的補償裝置，其特征在于，所述第一聯接機構為第 一聯接螺釘；所述第一聯接螺釘的個數為6個，并且所述第一聯接螺釘分布在所述螺母圓周方向上。
6.根據權利要求1-4任意一項所述的補償裝置，其特征在于，所述第二聯接機構為第 二聯接螺釘；所述第二聯接螺釘的個數為6個，并且所述第二聯接螺釘均勻分布在所述內套筒圓周 方向上。
7.根據權利要求1-4任意一項所述的補償裝置，其特征在于，所述第三聯接機構為第 三聯接螺釘；所述第三聯接螺釘的個數為6個，并且所述第三聯接螺釘均勻分布在所述外套筒圓周 方向上。
8.根據權利要求1-4任意一項所述的補償裝置，其特征在于，所述第四聯接機構為第 四聯接螺釘；所述第四聯接螺釘的個數為4個，并且所述第四聯接螺釘分布在所述減速器的機座的 圓周方向上。
9.根據權利要求1-4任意一項所述的補償裝置，其特征在于，所述聯軸機構為聯軸器。
專利摘要本實用新型公開一種數控機床熱變形補償裝置，包括絲杠、與所述絲杠相適配的螺母、特制套筒、外套筒、內套筒、下左軸承、下右軸承、伺服電機、減速器、上圓柱斜齒輪以及下圓柱斜齒輪；所述螺母與所述特制套筒聯接；所述外套筒與機床立柱聯接；所述內套筒與所述外套筒聯接；所述下左軸承位于所述內套筒的軸肩和所述特制套筒的軸肩之間；所述下右軸承位于所述外套筒的軸肩和所述特制套筒的軸肩之間；所述伺服電機與所述減速器相聯接；所述減速器的機座固定于機床立柱上，所述減速器聯接所述上圓柱斜齒輪；所述下圓柱斜齒輪套裝于所述特制套筒上，且與所述上圓柱斜齒輪相嚙合。應用本技術方案，可實現實時熱誤差補償，進而提高機床的加工精度。
文檔編號B23Q23/00GK201659460SQ20102011479
公開日2010年12月1日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者周杰, 康玲, 廖承渝, 廖紹華, 李先廣, 李強, 楊勇, 王時龍, 祁鵬, 陳時權 申請人:重慶大學;重慶機床(集團)有限責任公司