[发明专利]具有补偿系统的五轴联动精密磨床

说明书

技术领域

本发明涉及数控磨床的技术领域，尤其涉及一种具有补偿系统的五轴联动精密磨床。

背景技术

精密磨削加工技术已成为现代机械制造中最重要的组成部分和发展方向，并成为提高国际竞争能力的关键技术。数控磨床作为机械制造中的重要工具，它的精度指标是影响工件加工精度的重要因素。然而，由于加工过程中存在着温度、几何误差(由机床本身制造、装配缺陷造成的误差)、切削力引起的误差和刀具磨损产生的误差等众多误差元素，严重影响了加工精度。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种具有补偿系统的五轴联动精密磨床，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有补偿系统的五轴联动精密磨床，其能对加工过程中的误差进行补偿，有效提高加工精度。

为解决上述问题，本发明公开了一种具有补偿系统的五轴联动精密磨床，至少包含磨削组件，所述磨削组件包含设置于本体内的磨削主轴，所述磨削主轴可旋转的贯穿于本体且前端固定有磨削头，所述磨削主轴的后端设有驱动机构，所述磨削主轴的两端分别通过前轴承和后轴承进行支撑，其特征在于：

所述补偿系统可包含硬件模块和软件模块，所述硬件模块包含检测组件和补偿控制单元，所述软件模块包含设置于补偿控制单元内的信号接收模组、信号处理模组、比对补偿模组、数据存储模组以及信号发送模组，所述检测组件包含位于本体内缘以对磨削主轴的温度进行分段检测的多个温度检测器和至少一个磨削头位置检测组件，所述多个温度检测器包含设置于前轴承外侧的第一温度检测器、位于前轴承和后轴承中间的第二温度检测器以及位于后轴承外侧的第三温度检测器，所述至少一个磨削头位置检测组件包含设置于磨削头的激光发射器和位于本体外缘以接收激光发射器信号的激光接收器，从而能得到磨削头相对于本体的位置移动；

所述多个温度检测器和磨削头位置检测组件连接至补偿控制单元的信号接收模组，以将获得的磨削主轴温度信号发送给补偿控制单元，所述信号处理模组连接信号接收模组以对接收信号进行放大滤波后得到准确的温度数据，所述比对补偿模组根据各温度数据以及数据存储模组内预存的温度补偿表来得到磨削头在磨削中磨削头在三维方向上的补偿数据，所述信号发送模组将所述补偿数据发送给磨床主机，从而实现主轴温度变化的实时补偿。

其中：所述前轴承和后轴承为轴承组，所述轴承组包含配合使用的双向推力角接触球轴承和双列圆柱滚子轴承。

其中：所述温度补偿表根据如下方法得到：将磨削主轴在初始未加工状态进行升温，在升温过程中分别记录磨削主轴的平均温度和至少一个磨削头位置检测组件检测磨削头相对位置的移动并转化为三维方向上的位置变换，由此得到磨削主轴在不同温度时三维方向上的位置移动量，以此得到温度补偿表。

其中：还包含床身和磨床主机，所述信号发送模组连接至磨床主机，以将三维方向上的补偿数据发送给磨床主机，并在驱动时分别将补偿数据叠加至加工数据从而在磨削过程中进行实时的温度补偿。

通过上述结构可知，本发明的具有补偿系统的五轴联动精密磨床具有如下效果：

1、能对加工过程中的误差进行补偿，从而避免了温度产生的偏差，有效提高了磨削加工的加工精度；

2、采用多点温度采集和加工头直接定位，数据更加准确，补偿的精度能得到更好的保证。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明中具有补偿系统的五轴联动精密磨床的补偿系统示意图。

图2显示了本发明中具有补偿系统的五轴联动精密磨床的结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，显示了本发明的具有补偿系统的五轴联动精密磨床。

所述具有补偿系统的五轴联动精密磨床至少包含磨削组件，所述磨削组件包含设置于本体101内的磨削主轴102，所述磨削主轴102可旋转的贯穿于本体101且前端固定有磨削头103，为实现磨削主轴102旋转，所述磨削主轴102的后端设有驱动机构104，其中，所述驱动结构104可包含伺服电机和编码器，以进行磨削主轴102的精确控制旋转，同时，为实现磨削主轴102的顺利旋转，所述磨削主轴102的两端分别通过前轴承105和后轴承106进行支撑，优选的是，所述前轴承105和后轴承106可为轴承组，所述轴承组包含配合使用的双向推力角接触球轴承和双列圆柱滚子轴承，这种轴承组的设置刚性更好，温升也较小，能更好应用于精密磨床的精密切削领域。