[发明专利]一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法

说明书

本发明公开了一种补偿龙门双驱运动偏差的机床，包括底板；呈拱形的龙门架；两个设于所述底板、用以驱动所述龙门架沿前后方向运动并获取所述龙门架端部的实际位移量和输入位移量的驱动装置；用以向所述驱动装置发送驱动信号、从所述驱动装置获取所述龙门架端部的实际位移量和输入位移量并计算所述龙门架端部的位移偏差量、以及向所述驱动装置发送位移偏差量的工控机。上述机床能够消除龙门架端部的位移偏差、避免龙门架的横梁弯曲并保证直线轨道的直线度，进而解决了机床生产精度降低的问题。此外，本发明还公开了一种补偿龙门双驱运动偏差的方法。

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，特别是涉及一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法。

背景技术

二十世纪以来，随着信息技术、生物技术、新材料技术、激光技术以及光刻技术等各种新兴领域技术的科技创新，制造业领域中的数字制造、绿色制造、微纳制造以及智能制造等前沿的制造技术开始成为我国全面推进制造强国战略的重要组成部分。

其中，纳米级的高速加工已成为全球制造领域的主流发展方向，而且国际生产工程学会早在2011年的机床给进驱动传动系统主题报告中指出，未来在保证高精度的基础之上，机床的给进速度会高达50m/min(米/分钟)，给进加速度将至少为10g(即10倍的重力加速度)，主轴转速将达到500000rpm(转/分钟)。

目前，传统的龙门双驱直线平台在高速运行的过程中，龙门架端部的实际位移量与输入位移量存在一定偏差，使得机床无法进行高精准化生产；此外，龙门架两端之间往往也会存在一定的偏差，龙门架在直线轨道的限制下会发生形变，相应地还会破坏直线轨道的结构和直线度。

因此，如何消除龙门架端部的位置偏差是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种补偿龙门双驱运动偏差的机床，该机床能够消除龙门架端部的位移偏差、避免龙门架的横梁弯曲并保证直线轨道的直线度，进而解决了机床生产精度降低的问题。本发明的另一目的是提供一种补偿龙门双驱运动偏差的方法。

为实现上述目的，本发明提供一种补偿龙门双驱运动偏差的机床，包括：底板；呈拱形的龙门架；两个设于所述底板、用以驱动所述龙门架沿前后方向运动并获取所述龙门架端部的实际位移量和输入位移量的驱动装置；用以向所述驱动装置发送驱动信号、从所述驱动装置获取所述龙门架端部的实际位移量和输入位移量并计算所述龙门架端部的位移偏差量、以及向所述驱动装置发送位移偏差量的工控机。

优选地，全部所述驱动装置均包括：与所述龙门架端部连接的移动平台，其中，所述移动平台用以根据位移偏差量调整其与所述龙门架端部之间沿前后方向的相对位置；与所述移动平台配合、用以检测所述移动平台的实际位移量的光栅导轨；与所述移动平台相连、用以根据驱动信号驱动所述移动平台沿所述光栅导轨运动的直线电机。

优选地，所述移动平台包括：移动架，其中，所述移动架的底部与所述光栅导轨配合，所述移动架的顶部由前至后依次设有补偿槽和放置槽；设于所述补偿槽内、用以支撑连接所述龙门架端部的补偿块；设于所述放置槽内并与所述工控机电连接的压电陶瓷，其中，所述压电陶瓷的输出端从所述放置槽延伸至所述补偿槽内并与所述补偿块固定连接，以驱动所述补偿块在所述补偿槽内沿前后方向运动。

优选地，所述补偿块通过柔性铰链与所述补偿槽连接，其中，所述柔性铰链沿左右方向延伸设置以供所述补偿块在所述补偿槽内沿前后方向运动。

优选地，所述柔性铰链具体为直梁型柔性铰链。

优选地，所述直梁型柔性铰链设置四个。

优选地，所述移动平台还包括设于所述补偿槽前壁、用以检测所述补偿块与所述补偿槽前壁之间距离的位移传感器。

优选地，所述位移传感器具体为电容传感器。