一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)床的設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域，涉及一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)床中若干重要安裝表面在裝配后有時(shí)會(huì)由于所承載的部件重力影響而發(fā)生變 形，導(dǎo)致精度達(dá)不到工藝要求，此時(shí)往往需要重新加工或者修配以達(dá)到工藝給定的精度要 求，因此會(huì)大大降低裝配效率，甚至影響機(jī)床的定位精度和加工精度。以龍門結(jié)構(gòu)機(jī)床為 例，在各個(gè)安裝表面中橫梁受Z軸結(jié)構(gòu)重力影響最顯著，往往超出了工藝要求范圍，因此在 設(shè)計(jì)階段，需要考慮部件重力對(duì)機(jī)床精度的影響。
[0003] 橫梁部件在重力作用下會(huì)導(dǎo)致刀具和工件間的位姿誤差，為了抵消這種誤差，目 前方法通過有限元仿真分析，得到移動(dòng)部件在橫梁上中間位置時(shí)導(dǎo)軌面的變形量，并根據(jù) 反變形方法設(shè)計(jì)導(dǎo)軌面。但是，該方法沒有考慮移動(dòng)部件在橫梁或者框式立柱上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo) 軌面變形量的變化，最終導(dǎo)致了橫梁導(dǎo)軌所在軸軸線運(yùn)動(dòng)的直線度誤差以及角度偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè) 計(jì)方法，該方法可以有效的解決導(dǎo)軌面變形量的變化導(dǎo)致橫梁導(dǎo)軌所在軸軸線運(yùn)動(dòng)的直線 度誤差及角度偏差。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：
[0006] 1)選取離散的坐標(biāo)點(diǎn)集，再通過所述離散的坐標(biāo)點(diǎn)集對(duì)導(dǎo)軌安裝面及靠面進(jìn)行表 征，并根據(jù)所述離散的坐標(biāo)點(diǎn)集選取移動(dòng)部件在橫梁上的若干位置，有限元仿真分析移動(dòng) 部件在各選取的位置點(diǎn)時(shí)的重力作用，得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的變形量；
[0007] 2)根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的變形量得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選 取的各位置點(diǎn)的反變形量，再根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的反變形量得導(dǎo)軌 安裝面及靠面的凹凸性及刮研量，然后根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性及刮研量設(shè)計(jì)微圓 弧橫梁導(dǎo)軌面。
[0008] 步驟1)中，移動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)移動(dòng)部件上有多個(gè)滑塊經(jīng)過同一選取的位 置點(diǎn)時(shí)，則將各滑塊在該選取的位置點(diǎn)時(shí)的變形量的平均值作為該選取的位置點(diǎn)的變形 量；當(dāng)移動(dòng)部件上只有一個(gè)滑塊經(jīng)過任意一個(gè)選取的位置點(diǎn)時(shí)，則將該滑塊在該選取的位 置點(diǎn)時(shí)的變形量作為該選取的位置點(diǎn)的變形量。
[0009] 步驟1)中導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的位置點(diǎn)i的變形量Si為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括w下步驟： 1) 選取離散的坐標(biāo)點(diǎn)集，再通過所述離散的坐標(biāo)點(diǎn)集對(duì)導(dǎo)軌安裝面及靠面進(jìn)行表征， 并根據(jù)所述離散的坐標(biāo)點(diǎn)集選取移動(dòng)部件在橫梁上的若干位置，有限元仿真分析移動(dòng)部件 在各選取的位置點(diǎn)時(shí)的重力作用，得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的變形量； 2) 根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的變形量得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的 各位置點(diǎn)的反變形量，再根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的反變形量得導(dǎo)軌安裝 面及靠面的凹凸性及刮研量，然后根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性及刮研量設(shè)計(jì)微圓弧橫 梁導(dǎo)軌面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟1)中，移動(dòng) 部件在運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)移動(dòng)部件上的多個(gè)滑塊經(jīng)過同一選取的位置點(diǎn)時(shí)，則將各滑塊在該 選取的位置點(diǎn)時(shí)的變形量的平均值作為該選取的位置點(diǎn)的變形量；當(dāng)移動(dòng)部件上只有一個(gè) 滑塊經(jīng)過任意一個(gè)選取的位置點(diǎn)時(shí)，則將該滑塊在該選取的位置點(diǎn)時(shí)的變形量作為該選取 的位置點(diǎn)的變形量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟1)中導(dǎo)軌 安裝面及靠面上選取的位置點(diǎn)i的變形量Si為；
其中，k= 1，2, 3……q，5U為移動(dòng)部件上第j個(gè)滑塊在選取的位置點(diǎn)i時(shí)選取的位 置點(diǎn)i的變形量，X為單根導(dǎo)軌上滑塊的數(shù)量，L為兩滑塊之間的間距，W為移動(dòng)部件上的滑 塊與其初始位置之間的距離，q為相鄰兩個(gè)滑塊之間的間距與相鄰兩個(gè)選取的位置點(diǎn)之間 的間距的比值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟2)中根據(jù) 導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的變形量通過反變形原理得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選 取的各位置點(diǎn)的反變形量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟2)中所述 導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性通過導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的反變形量得到； 將導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取各位置點(diǎn)的反變形量中最大反變形量及最小反變形量作 差運(yùn)算，將作差運(yùn)算所得結(jié)果作為導(dǎo)軌安裝面及靠面的刮研量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，移動(dòng)部件上的 相鄰兩個(gè)滑塊之間的間距L為相鄰兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間的間距S的整數(shù)倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：1)選取離散的坐標(biāo)點(diǎn)集，再通過所述離散的坐標(biāo)點(diǎn)集對(duì)導(dǎo)軌安裝面及靠面進(jìn)行表征，并根據(jù)所述離散的坐標(biāo)點(diǎn)集選取移動(dòng)部件在橫梁上的若干位置，得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的變形量；2)根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的變形量得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的反變形量，再根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點(diǎn)的反變形量得導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性及刮研量，然后根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性及刮研量設(shè)計(jì)微圓弧橫梁導(dǎo)軌面。本發(fā)明可以有效的解決導(dǎo)軌面變形量的變化導(dǎo)致橫梁導(dǎo)軌所在軸軸線運(yùn)動(dòng)的直線度誤差及角度偏差。
【IPC分類】B23Q1-01, G06F17-50
【公開號(hào)】CN104794279
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510190721
【發(fā)明人】趙萬華, 張俊, 胡敏, 馬軍旭, 呂盾
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月21日