[实用新型]一种数控机床的滑枕热变形补偿机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，一种用于数控机床的滑枕热变形补偿机构。

技术背景

近年来，随着装备制造业的飞速发展，许多行业领域的关键零部件精度要求越来越高，这就要求金属切削机床不仅具有良好的几何及定位精度，还要具有良好的精度稳定性。滑枕是机床的关键部件，刀具安装在滑枕前端，机床运行中，环境温度变化或因电机、主轴等发热，热量会传导到滑枕上，导致机械精度发生变化，进而影响工件加工精度。

目前，滑枕热变形的补偿多采用位移传感器测量滑枕受热伸长量。即采用位移传感器测量固定在滑枕上基准杆的伸长量，并将伸长量反馈给数控系统进行补偿。该机构补偿精度受位移传感器精度影响较大，并且对测量环境要求较高，测量后信号的传递容易受到干扰。此前有一项实用新型专利：ZL2011203617471一种数控机床及其光栅尺的安装机构，将光栅尺安装在固定支架上，而光栅尺读数头通过支架安装在滑枕上端。这种结构的目的是滑枕的热量不能直接传导至光栅尺，并采用支架以进一步避免光栅尺受温度影响，最大化使光栅尺远离滑枕温升部位。这种结构中，虽然光栅尺不会受滑枕温度变化而影响精度，但并没有实时反映出滑枕因温升变形而伸长的状况，更不能补偿滑枕因温度变化产生的变形，进而消除对刀具定位精度的影响。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种数控机床的滑枕热变形补偿机构，解决数控机床滑枕因温度变化而导致的滑枕伸长问题。

一种数控机床的滑枕热变形补偿机构，包括连接杆、滑动支座、上、下端固定支座及光栅尺组件，其特征在于在滑枕的一侧长边下端固定有下端固定支座，滑枕前端与长边相交的短边直角部位固定上端固定支座、并在上端固定支座、下端固定支座之间安装滑动支座，将连接杆穿入所述三个支座的孔内，连接杆下端固定在下端固定支座内，滑动支座用于连接杆与数控机床滑枕之间的滑动连接；上端固定支座还通过支撑片与读数头连接块相连、光栅尺读数头和滑枕移动轴光栅尺固定在上端固定支座侧面，读数头连接块与连接杆上端固定连接，保证连接杆长度方向与滑枕前端同步延展，使得光栅尺能够精确测定滑枕受热时前端的位置，并通过机床电气配置将位置数据返回给数控系统，数控系统按照最近数据修正、控制滑枕驱动电机移动，对热变形状态下的滑枕位置实时补偿。

本发明具有以下特点：1.结构紧凑，安装方便，定位准确；2.不受滑枕尺寸及装配位置的限制。采用上述技术方案，通过连接杆将滑枕前端与光栅尺读数头相连，能够对数控机床滑枕热变形进行实时测量，确保滑枕热变形数据及时反馈给机床数控系统，实时进行精确补偿。与上述此前专利比较，本发明采用光栅尺安装在固定支架上，同样避免滑枕温度变化影响光栅尺的精度，但进一步的措施是将读数头通过连杆连接在滑枕前端，能够实时将滑枕伸长的变化反映给控制系统，使控制系统按照最近数据修正滑枕电机，有效补偿滑枕温度变化导致的变形差值，从而使与热状态中滑枕同步的读数头能够直接反馈刀具的位置信息。

附图说明

附图1本实用新型滑枕热变形补偿机构示意图；

附图2该机构安装在滑枕上端的轴侧结构示意图。

具体实施方式

一种数控机床的滑枕热变形补偿机构，见图1、图2所示，包括连接杆5、滑动支座7、下端固定支座8、上端固定支座9及光栅尺组件，其特征在于在滑枕6的一侧长边下端固定有下端固定支座8，滑枕6前端与长边相交的短边直角部位固定上端固定支座9、并在上端固定支座9、下端固定支座8之间安装滑动支座7，将连接杆5穿入所述三个支座的孔内，连接杆5下端固定在下端固定支座8内，滑动支座7用于连接杆5与数控机床滑枕6之间的滑动连接；上端固定支座9还通过支撑片3与光栅尺组件的读数头连接块4相连、光栅尺读数头2和滑枕移动轴光栅尺1固定在上端固定支座9侧面，读数头连接块4与连接杆5上端固定连接，保证连接杆5长度方向与滑枕6前端同步延展。

连接杆为低热膨胀系数的材料且形状规则的杆件。

当作业状态下温度升高时，滑枕6长度发生变化，滑枕6前端带动连接杆5同步延展，连接杆5带动读数头连接块4和读数头2同步运动。读数头2获得实际伸长量，反馈给数控系统，数控系统控制伺服电机对伸长量进行实时补偿。