專利名稱：數(shù)字智能反饋螺紋磨削補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字智能反饋螺紋磨削補(bǔ)償裝置，用于在磨床上磨削 絲杠螺紋時(shí)消除誤差。
技術(shù)背景絲杠屬于細(xì)長(zhǎng)軸類零件，剛性很差。為了保證絲杠在使用中具有較高的精 度保持性，實(shí)際加工中在粗加工后進(jìn)行表面淬硬，最后進(jìn)行精密磨削。磨削加 工過程中磨削熱引起的熱變形是絲杠加工的重要誤差來源之一，這些都增加了 提高絲杠加工精度的難度。為提高零件的加工精度， 一般采用誤差預(yù)防和誤差 補(bǔ)償兩種措施。誤差預(yù)防就是在加工工藝系統(tǒng)中，從機(jī)床、刀具、工藝和材料 等方面考慮盡量減少誤差的產(chǎn)生，但隨著精度要求的提高，這條途徑的難度也 越來越大，精度的提高受到了限制，代價(jià)也很大。誤差補(bǔ)償是通過專門設(shè)計(jì)的 誤差補(bǔ)償系統(tǒng)來校正加工系統(tǒng)中存在的誤差，減少誤差輸出，這是一條經(jīng)濟(jì)而 實(shí)用的加工途徑。但早期的誤差補(bǔ)償方法主要是靠機(jī)械校正尺，采用人工補(bǔ)償 控制。操作人員通過加工后的絲杠誤差曲線來修刮和調(diào)整機(jī)械校正尺，從而達(dá) 到誤差補(bǔ)償?shù)哪康?。雖然這種方法能補(bǔ)償?shù)舸蟛糠謾C(jī)床的靜態(tài)幾何誤差，但對(duì) 于周期誤差以及局部累積誤差則不能有效補(bǔ)償。激光一光柵反饋校正裝置、光 柵一光柵反饋校正裝置、容柵一感應(yīng)同步反饋校正裝置以及光柵一磁柵反饋校 正裝置等等，雖說能對(duì)加工件局部誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)隨機(jī)修正，也取得了一定的效 果，但由于加工環(huán)境惡劣，使得測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性受到限制，反饋校正的效果大 打折扣。由于測(cè)量系統(tǒng)只是對(duì)機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差進(jìn)行了測(cè)定，對(duì)加工過程中磨削 熱(或車削熱)產(chǎn)生的誤差、安裝誤差、人為操作誤差無法測(cè)定，也就是說反 饋校正裝置只是解決了機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差的影響，而對(duì)其它誤差產(chǎn)生的影響沒能 很好解決。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)字智能反饋螺紋磨削補(bǔ)償裝置，解決在磨 床上磨削絲杠螺紋時(shí)難以消除誤差的問題。本實(shí)用新型的目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的在磨床上裝有光柵讀數(shù)裝置和校
正機(jī)構(gòu)，校正機(jī)構(gòu)是在殼體上裝有步進(jìn)電機(jī)，殼體內(nèi)裝有滾珠絲杠副，滾珠絲 杠副的絲杠軸向固定，絲杠與步進(jìn)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器連接，滾珠絲杠副的 螺母周向固定，該螺母與裝置在原機(jī)床母絲杠螺母上的擺桿相關(guān)聯(lián)；光柵讀數(shù) 裝置是安裝在磨床主軸處的光柵讀數(shù)頭。利用絲杠激光動(dòng)態(tài)檢測(cè)儀，對(duì)欲加工 工件進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)曲線進(jìn)行分析、編輯、處理，根據(jù)工件的最終精 度，形成新的補(bǔ)償數(shù)據(jù)文件，將補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到反饋校正裝置的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)表 中。在反饋加工時(shí)，利用主軸編碼器提供的位置信號(hào)，調(diào)出存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)表中對(duì) 應(yīng)點(diǎn)的絲杠誤差，送至步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電 機(jī)輸出軸通過帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)L珠絲杠螺母沿導(dǎo)向套上下移動(dòng)，通過觸 點(diǎn)驅(qū)動(dòng)擺桿使原機(jī)床母絲杠螺母作微小的附加轉(zhuǎn)動(dòng)，工作臺(tái)由此產(chǎn)生微量的軸 向移動(dòng)，從而達(dá)到校正加工絲杠螺紋精度的目的。滾珠絲杠副的螺母前部有頂桿頂在固定于原機(jī)床母絲杠螺母上的擺桿的一 面，擺桿的另一面壓有彈簧，由頂桿和彈簧的作用使螺母作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá) 到校正工作臺(tái)位移的目的。該數(shù)字智能反饋螺紋磨削補(bǔ)償裝置，只需對(duì)欲加工件的檢測(cè)曲線進(jìn)行分析、 編輯、處理，根據(jù)工件的最終精度，形成新的文件，再將形成新的文件送至反 饋校正裝置，以實(shí)現(xiàn)消除加工誤差的目的。這種反饋校正裝置與激光動(dòng)態(tài)檢査 儀的信號(hào)傳輸，可用軟盤拷貝，也可用傳輸線傳送，十分方便。在實(shí)際應(yīng)用中 表現(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是(1)能顯著提高滾珠絲杠產(chǎn)品的磨削加工精度，降低廢品 率，從而降低成本、提高生產(chǎn)率，為企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益；(2)由于精密 絲杠是各類機(jī)械和儀器的傳動(dòng)和定位元件，其產(chǎn)品質(zhì)量的提高可以使數(shù)控機(jī)床 的加工精度得到提高，促使整個(gè)機(jī)械制造水平的普遍提高；(3)可推廣應(yīng)用到 其他類機(jī)械零件(如齒輪、蝸輪等)的加工控制當(dāng)中，為機(jī)械產(chǎn)品的精度提高 提供一條有效的途徑。

圖1是本實(shí)用新型數(shù)字智能反饋螺紋磨削補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是校正機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)Dl、圖2，磨床工作臺(tái)一端為主軸l，另一端為尾座6，主軸l和尾 座6的頂尖支撐絲杠4，絲杠4端部固定撥叉3與主軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)力連接，絲杠4 側(cè)面有磨床砂輪5用于磨削絲杠4的螺旋槽，床身內(nèi)裝有前支撐10和后支撐 B用于固定磨床母絲杠ll，母絲杠11端部通過掛輪9與動(dòng)力連接，母絲杠ll 上有絲杠螺母12，螺母12上固定補(bǔ)償用的擺桿8，在磨床上裝有光柵讀數(shù)裝置 2和校正機(jī)構(gòu)7，光柵讀數(shù)裝置2是安裝在磨床主軸1處的光柵讀數(shù)頭，可以檢 測(cè)主軸1的轉(zhuǎn)動(dòng)角度；校正機(jī)構(gòu)7是在與床身固定的殼體上裝有步進(jìn)電機(jī)15， 殼體內(nèi)裝有滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的絲杠17軸向固定，絲杠17與步進(jìn)電機(jī) 15輸出軸通過十字滑塊聯(lián)軸器16連接，滾珠絲杠副的螺母18周向固定，該螺 母18前部有頂桿19頂在固定于原機(jī)床母絲杠螺母12上擺桿8的一面，擺桿8 的另一面壓有彈簧20，另有螺紋磨床數(shù)字反饋裝置14用于處理數(shù)據(jù)及輸出步 進(jìn)電機(jī)15驅(qū)動(dòng)電源，通過信號(hào)線和電機(jī)驅(qū)動(dòng)線連接光柵讀數(shù)裝置2和步進(jìn)電機(jī) 15。
權(quán)利要求1、一種數(shù)字智能反饋螺紋磨削補(bǔ)償裝置，在磨床上裝有光柵讀數(shù)裝置和校正機(jī)構(gòu)，其特征在于校正機(jī)構(gòu)(7)是在殼體上裝有步進(jìn)電機(jī)(15)，殼體內(nèi)裝有滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的絲杠(17)軸向固定，絲杠(17)與步進(jìn)電機(jī)(15)輸出軸通過聯(lián)軸器(16)連接，滾珠絲杠副的螺母(18)周向固定，該螺母(18)與裝置在原機(jī)床母絲杠螺母(12)上的擺桿(8)相關(guān)聯(lián)；光柵讀數(shù)裝置(2)是安裝在磨床主軸(1)處的光柵讀數(shù)頭。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字智能反饋螺紋磨削補(bǔ)償裝置，其特征在于: 滾珠絲杠副的螺母(18)前部有頂桿(19)頂在固定于原機(jī)床母絲杠螺母(12) 上擺桿(8)的一面，擺桿(8)的另一面壓有彈簧(20)。
專利摘要一種數(shù)字智能反饋螺紋磨削補(bǔ)償裝置，在磨床上裝有光柵讀數(shù)裝置和校正機(jī)構(gòu)，校正機(jī)構(gòu)是在殼體上裝有步進(jìn)電機(jī)，殼體內(nèi)裝有滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的絲杠軸向固定，絲杠與步進(jìn)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器連接，滾珠絲杠副的螺母周向固定，該螺母與裝置在原機(jī)床母絲杠螺母上的擺桿相關(guān)聯(lián)；光柵讀數(shù)裝置是安裝在磨床主軸處的光柵讀數(shù)頭。對(duì)欲加工工件進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)并根據(jù)工件的最終精度形成補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到反饋校正裝置的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)表中，在加工時(shí)利用主軸的位置信號(hào)調(diào)出存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)表中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的絲杠誤差，處理后通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)工作臺(tái)產(chǎn)生微量軸向移動(dòng)，校正加工絲杠螺紋精度。它能顯著提高滾珠絲杠產(chǎn)品的磨削加工精度，降低廢品率，降低成本、提高生產(chǎn)率，提高經(jīng)濟(jì)效益；并相應(yīng)促進(jìn)其它機(jī)械制造水平的提高。
文檔編號(hào)G05B19/404GK201012415SQ200720017758
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者劉憲銀, 宋現(xiàn)春, 李保民, 王兆坦 申請(qǐng)人:山東濟(jì)寧博特精密絲杠有限公司