機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括，橫向測距傳感器和/或縱向測距傳感器及位置補償控制器；其中，橫向測距傳感器獲取橫向位移量；和/或縱向測距傳感器獲取縱向位移量，位置補償控制器的輸出端與橫向進給機構(gòu)和/或縱向進給機構(gòu)的驅(qū)動端連接，對橫向進給機構(gòu)和/或縱向進給機構(gòu)實現(xiàn)驅(qū)動進給。解決了現(xiàn)有機床進給精度低并不易進行調(diào)整的技術問題。對進給量進行動態(tài)補償，以此達到全閉環(huán)控制，因此，可以消除傳統(tǒng)控制方法帶來的理論計算位置和部件實際位移位置的誤差。提高了機床加工的精度及成品率，并降低了機加工零件的整體加工成本。
【專利說明】機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機床的制造及加工【技術領域】，尤其涉及機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]目前，數(shù)控及半自動機床的切削進給，多采用橫向或縱向位移控制的方法，該方法是通過滾珠絲桿帶動橫向/縱向進給臺，以伺服電機為動力的傳動方式實現(xiàn)的。橫向/縱向進給臺的位移精度主要取決于伺服電機和滾珠絲桿的精度，當長期使用后，當滾珠絲杠磨損時，其伺服電機與滾珠絲桿的傳動精度將下降，從而，無法通過滾珠絲桿實現(xiàn)準確的傳動，同時，在其橫向/縱向進給臺的進給過程中，也無法準確獲得部件的實際位置。由于，滾珠絲桿的磨損而產(chǎn)生傳動的間隙是無法測量并且是連續(xù)的變化量，因此，也無法通過增加初始位移量的方式給予補償。由此可知，現(xiàn)有的機床橫向及縱向的精度會由于滾珠絲桿的磨損而降低，降低了加工精度及成品率，提高了加工成本。
實用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述現(xiàn)有技術中，機床在長期使用中進給精度降低的缺陷，本實用新型中提供了機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有機床進給精度低并不易進行調(diào)整的技術問題。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括，橫向進給機構(gòu)和/或縱向進給機構(gòu)，還包括，橫向測距傳感器和/或縱向測距傳感器及位置補償控制器；所述橫向測距傳感器的測距傳感端設置于所述橫向進給機構(gòu)上，獲取橫向位移量，輸出端與所述位置補償控制器的輸入端連接；和/或所述縱向測距傳感器的測距傳感端設置于所述縱向進給機構(gòu)上，獲取縱向位移量，輸出端與所述位置補償控制器的輸入端連接；位置補償控制器的輸出端與所述橫向進給機構(gòu)和/或縱向進給機構(gòu)的驅(qū)動端連接，若所接收到的接收橫向位移量和/或縱向位移量與橫向驅(qū)動位移量和/或縱向驅(qū)動位移量存在偏差，則驅(qū)動所述橫向進給機構(gòu)和/或縱向進給機構(gòu)實現(xiàn)進給。
[0006]作為一種優(yōu)選的實施方式,所述橫向測距傳感器包括，橫向光柵動尺及橫向光柵定尺；所述橫向光柵動尺與橫向進給機構(gòu)的進給臺連接，所述橫向光柵定尺與橫向進給機構(gòu)的固定座連接。
[0007]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述縱向測距傳感器包括，縱向光柵動尺及縱向光柵定尺；所述縱向光柵動尺與縱向進給機構(gòu)的進給臺連接，所述縱向光柵定尺與縱向進給機構(gòu)的固定座連接。
[0008]作為一種優(yōu)選的實施方式，還包括，橫向光柵動尺支架；所述橫向光柵動尺通過所述橫向光柵動尺支架與橫向進給機構(gòu)的進給臺連接。
[0009]作為一種優(yōu)選的實施方式，還包括，縱向光柵動尺支架；所述縱向光柵動尺通過所述縱向光柵動尺支架與縱向進給機構(gòu)的進給臺連接。
[0010]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述橫向進給機構(gòu)的驅(qū)動裝置為橫向步進電機或伺服電機。
[0011]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述縱向進給機構(gòu)的驅(qū)動裝置為縱向步進電機或伺服電機。
[0012]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述位置補償控制器的輸出端與所述橫向步進電機和/或橫向步進電機的驅(qū)動端連接，若所接收到的接收橫向位移量和/或縱向位移量與橫向驅(qū)動位移量和/或縱向驅(qū)動位移量存在橫向和/或縱向偏差，則獲取橫向和/或縱向偏差值，根據(jù)該橫向和/或縱向偏差值及橫向步進電機和/或橫向步進的步進值獲取橫向和/或縱向步進量，根據(jù)所述橫向和/或縱向步進量驅(qū)動所述橫向步進電機和/或橫向步進電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
[0013]作為一種優(yōu)選的實施方式，還包括，橫向限位開關；所述橫向限位開關與機床的床體固定連接，位于所述橫向進給機構(gòu)的橫向限位位置上。
[0014]作為一種優(yōu)選的實施方式，還包括，縱向限位開關；所述縱向限位開關與機床的床體固定連接，位于所述縱向進給機構(gòu)的縱向限位位置上。
[0015]本實用新型的的有益效果為，本實用新型中的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過對當前位置的精確采集，可以真實的反應部件實際的位移位置，而不受傳動部件間歇誤差等對部件位移精度的影響，通過向控制部件的實時反饋，對進給量進行動態(tài)補償，以此達到全閉環(huán)控制，因此，可以消除傳統(tǒng)控制方法帶來的理論計算位置和部件實際位移位置的誤差。提高了機床加工的精度及成品率,并降低了機加工零件的整體加工成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實用新型一種實施方式中，機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)的實施機床示意圖；
[0018]圖2為本實用新型一種實施方式中，機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0020]如圖1所示，在本實用新型中的一種實施方式中，機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)設置于機床的進給臺上，以圖示的磨床為例，機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)包括，橫向進給機構(gòu)10和/或縱向進給機構(gòu)20。該橫向進給機構(gòu)10和/或縱向進給機構(gòu)20與磨床的切削臺30底部固定連接，從而控制切削刀具的橫向及縱向的進給。在橫向進給機構(gòu)10的橫向運動側(cè)方，固定橫向測距傳感器11，其測距傳感端設置于橫向進給機構(gòu)10上，獲取橫向位移量，輸出端與位置補償控制器40的輸入端連接。和/或縱向測距傳感器21的測距傳感端設置于縱向進給機構(gòu)20的縱向運動側(cè)方上上，獲取縱向位移量，輸出端與位置補償控制器40的輸入端連接。如圖2所示，位置補償控制器40的輸出端與橫向進給機構(gòu)10和/或縱向進給機構(gòu)20的驅(qū)動端連接，其中，預存橫向驅(qū)動位移量和/或縱向驅(qū)動位移量，該橫向驅(qū)動位移量及縱向驅(qū)動位移量可通過驅(qū)動電機的速度及驅(qū)動步距獲得，若所接收到的，即當前所采集到的橫向位移量和/或縱向位移量與橫向驅(qū)動位移量和/或縱向驅(qū)動位移量存在偏差，則驅(qū)動橫向進給機構(gòu)10和/或縱向進給機構(gòu)20，根據(jù)橫向位移量與橫向驅(qū)動位移量，和/或縱向位移量與縱向驅(qū)動位移量的偏差值實現(xiàn)進給，或根據(jù)其設定好的距離補償值進行補償，該種情況，通常在步進偏差提前預估或可預知的情況下給予實現(xiàn)，由于其實固定補償量，所以其不需要對補償量進行額外計算，節(jié)約了系統(tǒng)的運算資源，簡化了控制難度。
[0021]橫向測距傳感器11可采用多種方式給予實現(xiàn)，在一種優(yōu)選的實施方式中，橫向測距傳感器11包括，橫向光柵動尺及橫向光柵定尺；橫向光柵動尺與橫向進給機構(gòu)10的進給臺連接，橫向光柵定尺與橫向進給機構(gòu)10的固定座連接。進而，為便于對橫向測距傳感器進行更換，在本實用新型的一種優(yōu)選方式中，上述結(jié)構(gòu)，還包括，橫向光柵動尺支架；橫向光柵動尺通過橫向光柵動尺支架與橫向進給機構(gòu)10的進給臺連接。
[0022]縱向測距傳感器21可采用多種方式給予實現(xiàn)，縱向測距傳感器21包括，縱向光柵動尺及縱向光柵定尺；縱向光柵動尺與縱向進給機構(gòu)20的進給臺連接，縱向光柵定尺與縱向進給機構(gòu)20的固定座連接。進而，為便于對縱向測距傳感器進行更換，在本實用新型的一種優(yōu)選方式中，上述結(jié)構(gòu)，還包括，縱向光柵動尺支架；縱向光柵動尺通過縱向光柵動尺支架與縱向進給機構(gòu)20的進給臺連接。
[0023]在本實用新型的一種優(yōu)選方式中，上述，橫向進給機構(gòu)10的驅(qū)動裝置可優(yōu)選為橫向步進電機或伺服電機?？v向進給機構(gòu)20的驅(qū)動裝置為縱向步進電機或伺服電機。位置補償控制器40的輸出端與橫向步進電機和/或橫向步進電機的驅(qū)動端連接，若所接收到的接收橫向位移量和/或縱向位移量與橫向驅(qū)動位移量和/或縱向驅(qū)動位移量存在橫向和/或縱向偏差，則獲取橫向和/或縱向偏差值，根據(jù)該橫向和/或縱向偏差值及橫向步進電機和/或橫向步進的步進值獲取橫向和/或縱向步進量，根據(jù)橫向和/或縱向步進量驅(qū)動橫向步進電機和/或橫向步進電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
[0024]為保證機床的安全運行，在本實用新型的一種優(yōu)選方式中，還包括，橫向限位開關；橫向限位開關與機床的床體固定連接，位于橫向進給機構(gòu)10的橫向限位位置上。縱向限位開關；縱向限位開關與機床的床體固定連接，位于縱向進給機構(gòu)20的縱向限位位置上。從而避免機床的橫向及縱向位置，提高機床使用中的安全性能。
[0025]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括，橫向進給機構(gòu)和/或縱向進給機構(gòu)，其特征在于，還包括，橫向測距傳感器和/或縱向測距傳感器及位置補償控制器；所述橫向測距傳感器的測距傳感端設置于所述橫向進給機構(gòu)上，獲取橫向位移量，輸出端與所述位置補償控制器的輸入端連接；和/或所述縱向測距傳感器的測距傳感端設置于所述縱向進給機構(gòu)上，獲取縱向位移量，輸出端與所述位置補償控制器的輸入端連接；位置補償控制器的輸出端與所述橫向進給機構(gòu)和/或縱向進給機構(gòu)的驅(qū)動端連接，若所接收到的接收橫向位移量和/或縱向位移量與橫向驅(qū)動位移量和/或縱向驅(qū)動位移量存在偏差，則驅(qū)動所述橫向進給機構(gòu)和/或縱向進給機構(gòu)實現(xiàn)進給。
2.根據(jù)權利要求1所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述橫向測距傳感器包括，橫向光柵動尺及橫向光柵定尺；所述橫向光柵動尺與橫向進給機構(gòu)的進給臺連接，所述橫向光柵定尺與橫向進給機構(gòu)的固定座連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述縱向測距傳感器包括，縱向光柵動尺及縱向光柵定尺；所述縱向光柵動尺與縱向進給機構(gòu)的進給臺連接，所述縱向光柵定尺與縱向進給機構(gòu)的固定座連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括，橫向光柵動尺支架；所述橫向光柵動尺通過所述橫向光柵動尺支架與橫向進給機構(gòu)的進給臺連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括，縱向光柵動尺支架；所述縱向光柵動尺通過所述縱向光柵動尺支架與縱向進給機構(gòu)的進給臺連接。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述橫向進給機構(gòu)的驅(qū)動裝置為橫向步進電機或伺服電機。
7.根據(jù)權利要求4所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述縱向進給機構(gòu)的驅(qū)動裝置為縱向步進電機或伺服電機。
8.根據(jù)權利要求7所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置補償控制器的輸出端與所述橫向步進電機和/或橫向步進電機的驅(qū)動端連接，若所接收到的接收橫向位移量和/或縱向位移量與橫向驅(qū)動位移量和/或縱向驅(qū)動位移量存在橫向和/或縱向偏差，則獲取橫向和/或縱向偏差值，根據(jù)該橫向和/或縱向偏差值及橫向步進電機和/或橫向步進的步進值獲取橫向和/或縱向步進量，根據(jù)所述橫向和/或縱向步進量驅(qū)動所述橫向步進電機和/或橫向步進電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權利要求1所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括，橫向限位開關；所述橫向限位開關與機床的床體固定連接，位于所述橫向進給機構(gòu)的橫向限位位置上。
10.根據(jù)權利要求1或9所述的機床進給閉環(huán)控制系統(tǒng)，還包括，縱向限位開關；所述縱向限位開關與機床的床體固定連接，位于所述縱向進給機構(gòu)的縱向限位位置上。
【文檔編號】B23Q5/28GK204135782SQ201420621442
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】唐輝 申請人:唐輝