[发明专利]基于平衡对称原理的中腰导轨立柱移动热源自动补偿系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于平衡对称原理的中腰导轨立柱移动热源自动补偿系统。

背景技术

高性能数控成形磨削机床，是目前国内最高水平的机床品种之一，是军工行业高端的加工设备，主要用于飞机发动机叶片、潜艇蜗轮圆弧叶冠等精密部件的成形磨削。由于高挡数控成形磨削机床技术的先进性、应用的特殊性，在国内外普遍受到关注。从发展区域看，欧洲在高性能数控成形磨削机床技术方面仍处于领先地位，如德国的BLOHM、ELB公司、英国的JONES-SHIPMAN公司、瑞士的MAEGERLE公司。在美国、日本和其它工业发达国家，这项技术也得到应用，特别是用于硬质合金工具、模具和新型工程材料的磨削加工。正因为国际上只有极少数几个工业发达国家掌握该项技术，因此高挡数控成形磨削机床具有极高的研究开发价值。

我国生产的普及型数控系统，在功能、性能和可靠性方面已具备了较强的国际市场竞争力，但在高档数控机床方面与国外先进技术相比还属于技术跟踪阶段，主要技术指标和可靠性方面均有一定的差距。就七轴五联动数控成形磨削机床而言，国内近几年才发展起来，能实现超高精度的金刚石碟片数控联动砂轮修整，但在关键指标方面，如加工轮廓精度、主轴热变形、金刚石碟片数控联动砂轮修整时超高精密拉刀成形加工的轮廓精度等，都和国外先进技术存在较大距离。

如果从磨削机床的布局看，若采用中腰导轨移动式立柱结构，这种机床的工作台不作纵向往复运动，机床的纵向和横向运动都由立柱或磨头完成，从而使平磨布局突破传统形式。这种新布局具有总体刚性好、磨削效率高、占地面积小、能实现一机多用的优点，提高了平面磨削加工在金属切削加工中的地位。由于中腰导轨移动式结构的立柱在垂直方向存在较大的移动热源，热量从磨头通过滑块传递到安装在立柱表面的导轨上，这对热位移的补偿带来困难。基于这样的背景，提出并开发了基于平衡对称原理的中腰导轨立柱移动热源自动补偿系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于平衡对称原理的中腰导轨立柱移动热源自动补偿系统。

基于平衡对称原理的中腰导轨立柱移动热源自动补偿系统包括中腰导轨立柱移动热源补偿装置、控制器，中腰导轨立柱移动热源补偿装置中的中腰导轨立柱为中空的矩形环腔，中腰导轨立柱正面设有第一Y方向导轨、第二Y方向导轨，在第一Y方向导轨上设有第一Y方向滑块、第二Y方向滑块，在第二Y方向导轨上设有第三Y方向滑块、第四Y方向滑块，第一Y方向导轨内侧设有第1温度传感器、第2温度传感器...第m温度传感器，第二Y方向导轨内侧设有第m+1温度传感器、第m+2温度传感器...第2m温度传感器，中腰导轨立柱反面设有第1块热执行机构、第2块热执行机构...第n块热执行机构、第n+1块热执行机构、第n+2块热执行机构...第2n块热执行机构，在第1块热执行机构、第2块热执行机构...第n块热执行机构内侧分别设有第2m+1温度传感器、第2m+2温度传感器...第3m温度传感器，在第n+1块热执行机构、第n+2块热执行机构...第2n块热执行机构内侧分别设有第3m+1温度传感器、第3m+2温度传感器...第4m温度传感器，在中腰导轨立柱一侧面设有第一Z方向滑块联接件，在第一Z方向滑块联接件下面设有第一Z方向滑块、第二Z方向滑块，在中腰导轨立柱另一侧面设有第二Z方向滑块联接件，在第二Z方向滑块联接件下面设有第三Z方向滑块、第四Z方向滑块。

所述的控制器的内部模块连接关系为：单片机分别与D/A转换器、A/D转换器、温度信号调理模块、计算机接口连接，D/A转换器分别与第1输出信号调理模块、第2输出信号调理模块...第2n输出信号调理模块连接，第1输出信号调理模块经第1功率放大器与第1块热执行机构连接，第2输出信号调理模块经第2功率放大器与第2块热执行机构连接，第2n输出信号调理模块经第2n功率放大器与第2n块热执行机构连接，温度信号调理模块分别与A/D转换器、第1温度传感器...第4m温度传感连接。

所述的温度信号调理模块的内部模块连接关系为：第1级传感器信号切换子模块分别与第2级热电偶传感器信号切换子模块、第2级热电阻传感器信号切换子模块、第1热电偶信号调理电路...第4m热电偶信号调理电路、第1热电阻信号调理电路...第4m热电阻信号调理电路连接，第2级热电偶传感器信号切换子模块经热电偶传感信号程控放大器与第3级传感器信号切换子模块连接，第2级热电阻传感器信号切换子模块经热电阻传感信号程控放大器与第3级传感器信号切换子模块连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果