一種機(jī)床加工過(guò)程變形的在線補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機(jī)床加工過(guò)程變形的在線補(bǔ)償方法,利用一種專門設(shè)計(jì)的低膨脹系數(shù)的測(cè)量框架,布置在機(jī)床床身等大型結(jié)構(gòu)件的內(nèi)側(cè)，測(cè)量框架上安裝用于測(cè)量機(jī)床特征點(diǎn)位置變化的測(cè)量球，通過(guò)測(cè)量特征點(diǎn)的相對(duì)位置的變化量，可以按照機(jī)床的結(jié)構(gòu)模型得知整個(gè)機(jī)床的變形情況以及主軸刀具中心點(diǎn)的變化。然后根據(jù)主軸刀具中心點(diǎn)的位置,計(jì)算機(jī)床坐標(biāo)空間內(nèi)坐標(biāo)點(diǎn)的位置變化，通過(guò)補(bǔ)償這些坐標(biāo)點(diǎn)并通過(guò)線性或非線性的方式處理內(nèi)部更加細(xì)分的坐標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)整個(gè)機(jī)床坐標(biāo)空間的變形進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明可以使機(jī)床在加工過(guò)程中能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量補(bǔ)償。
【專利說(shuō)明】一種機(jī)床加工過(guò)程變形的在線補(bǔ)償方法
[0001] 【【技術(shù)領(lǐng)域】】 本發(fā)明涉及一種精密機(jī)床設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種機(jī)床加工過(guò)程變形的在線補(bǔ)償 方法。 【【背景技術(shù)】】 在機(jī)床加工過(guò)程中，由于主機(jī)受力變形和熱變形會(huì)使機(jī)床的坐標(biāo)系精度發(fā)生變化，受 力越大和發(fā)熱越大的機(jī)床，其加工精度越不穩(wěn)定。機(jī)床的原始精度可以通過(guò)一定的方法進(jìn) 行補(bǔ)償修正，但是加工在線過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)床的變形誤差，當(dāng)前卻沒(méi)有辦法進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償 和修正。
[0002] 因此，有必要?jiǎng)?chuàng)造一種機(jī)床加工過(guò)程變形的在線補(bǔ)償方法，以克服上述問(wèn)題。
[0003] 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種可以為機(jī)床加工過(guò)程中主機(jī)變形進(jìn)行實(shí)時(shí) 補(bǔ)償?shù)脑诰€補(bǔ)償方法。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種機(jī)床加工過(guò)程變 形的在線補(bǔ)償方法，包括以下步驟： 步驟1:提供一機(jī)床，所述機(jī)床包括床身、立柱、以及主軸刀具，所述立柱連接在所述床 身上，所述主軸刀具安裝在所述立柱上； 步驟2:提供一測(cè)量框架，放置在所述床身上； 步驟3 :提供若干測(cè)量球，將所述測(cè)量球固定在對(duì)應(yīng)所述床身和所述立柱被測(cè)位置點(diǎn) 的所述測(cè)量框架側(cè)面上； 步驟4 :提供若干三維位移傳感器，對(duì)應(yīng)所述測(cè)量球并固定在所述床身和所述立柱上； 步驟5 :提供一數(shù)控補(bǔ)償系統(tǒng)，將所述三維位移傳感器的信號(hào)線輸入至所述數(shù)控補(bǔ)償 系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集單元中，所述機(jī)床在加工過(guò)程中，如果發(fā)生變形，所述三維位移傳感器 和所述測(cè)量球之間的空間相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化，所述數(shù)控補(bǔ)償系統(tǒng)的處理器將所述三維位 移傳感器信號(hào)的變化，計(jì)算并轉(zhuǎn)化為所述機(jī)床的變形和所述主軸刀具中心點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)的 變化，并得出變化量，然后將變化量輸入數(shù)控系統(tǒng)補(bǔ)償單元，實(shí)時(shí)補(bǔ)償所述機(jī)床加工變形的 誤差。
[0005] 進(jìn)一步地，所述測(cè)量框架由極低熱膨脹系數(shù)材料組成，是一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)框架。
[0006] 進(jìn)一步地，所述主軸刀具位于所述測(cè)量框架內(nèi)。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)一種剛性的所述測(cè)量框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，利用固定在所述 測(cè)量框架側(cè)面的所述測(cè)量球與所述三維位移傳感器之間的相對(duì)位置變化進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，進(jìn) 而得出整個(gè)主機(jī)的變形誤差，然后進(jìn)行實(shí)時(shí)修正補(bǔ)償，以提高機(jī)床的加工精度。
[0008] 為便于貴審查委員能對(duì)本發(fā)明的目的、形狀、特征及其功效皆能有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí) 與了解，并結(jié)合實(shí)例與附圖作詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]【【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】】 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 【具體實(shí)施方式】的附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：
【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)床加工過(guò)程變形的在線補(bǔ)償方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1:提供一機(jī)床，所述機(jī)床包括床身、立柱、以及主軸刀具，所述立柱連接在所述床 身上，所述主軸刀具安裝在所述立柱上； 步驟2 :提供一測(cè)量框架，放置在床身上，框架內(nèi)部區(qū)域?yàn)闄C(jī)床加工區(qū)域； 步驟3 :提供若干測(cè)量球，將所述測(cè)量球固定在對(duì)應(yīng)所述床身和所述立柱被測(cè)位置點(diǎn) 的所述測(cè)量框架側(cè)面上； 步驟4 :提供若干三維位移傳感器，對(duì)應(yīng)所述測(cè)量球并固定在所述床身和所述立柱上； 步驟5 :提供一數(shù)控補(bǔ)償系統(tǒng)，將所述三維位移傳感器的信號(hào)線輸入至所述數(shù)控補(bǔ)償 系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集單元中，所述機(jī)床在加工過(guò)程中，如果發(fā)生變形，所述三維位移傳感器 和所述測(cè)量球之間的空間相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化，所述數(shù)控補(bǔ)償系統(tǒng)的處理器將所述三維位 移傳感器信號(hào)的變化，計(jì)算并轉(zhuǎn)化為所述機(jī)床的變形和所述主軸刀具中心點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)的 變化，并得出變化量，然后將變化量輸入數(shù)控系統(tǒng)補(bǔ)償單元，實(shí)時(shí)補(bǔ)償所述機(jī)床加工變形的 誤差。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床加工過(guò)程變形的在線補(bǔ)償方法，其特征在于：所述測(cè) 量框架由極低熱膨脹系數(shù)材料組成，是一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)框架。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床加工過(guò)程變形的在線補(bǔ)償方法，其特征在于：所述主 軸刀具位于所述測(cè)量框架內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B23Q23/00GK104400563SQ201410588266
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】賀大興, 李云飛, 劉炳業(yè), 王成舉, 王春光, 樊立新, 聶應(yīng)新, 常文芬, 高紅, 朱生根, 曹成國(guó) 申請(qǐng)人:北京工研精機(jī)股份有限公司