CN110091209A - 一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法 - Google Patents

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潘少平
罗文耀
胡啟晏
陈文豪
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Abstract

本发明提供了一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，包括以下步骤：利用机床的主轴箱及溜板箱在横梁上的位置作为输入量，通过对左右平衡油缸的控制，当溜板箱在机床横梁的任意位置时，使两伺服拖动系统负载相同，实现电机负载的均衡分配，保证两伺服拖动系统的同步性保持一致，横梁升降时两伺服拖动系统平稳，从而完成高精度的加工，该方法能充分减少机床在长期加工过程中的精度损失，提高拖动系统中丝杠及元器件寿命。

Description

一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法
技术领域
本发明涉及一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法。
背景技术
双立柱横梁升降机床是一种常见的机床结构形式，例如龙门式加工中心，龙门铣床，龙门刨床，导轨磨床等。这类机床在升降时，因为主轴箱及溜板箱在横梁上位置的不同，其重量将造成两伺服拖动系统负载不同，从而对拖动系统的同步丝杠造成不同的磨损。为了避免长期使用时对丝杠定位精度及重复定位精度产生影响，传统的作法是限制机床升降时主轴箱及溜板箱在横梁上的位置。即便如此，当横梁固定位置进行加工时，由于主轴箱及溜板箱在横梁上的移动而产生的负载变化依然会对两伺服拖动系统的电机等元件寿命产生影响。由于机床两伺服同步拖动系统成本较高，因此国内外同行都在作各种各样的探索。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，能充分减少机床在长期加工过程中的精度损失，提高拖动系统中丝杠及元器件寿命。
本发明是这样实现的，一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，包括以下步骤：利用机床的主轴箱及溜板箱在横梁上的位置作为输入量，通过对左右平衡油缸的控制，当溜板箱在机床横梁的任意位置时，使两伺服拖动系统负载相同，实现电机负载的均衡分配，保证两伺服拖动系统的同步性保持一致，横梁升降时两伺服拖动系统平稳，从而完成高精度的加工。
作为优选，所述主轴箱及溜板箱移向左边或右边时，按负荷的波动，左右平衡油缸的压力自动变化。
作为优选，所述主轴箱及溜板箱通过滑枕和滑座安装在横梁上。
作为优选，所述左右平衡油缸分别被左右调节阀控制。
作为优选，所述左右调节阀的控制方法，包括以下步骤：
1)测量出滑枕在滑座上的不同位置作为Y位置信息，对应的测量出左右比例调节阀的控制电压；
2)将1)所得的位置信息建立二维数据坐标，根据Y轴位置坐标值进行数据表查询，通过机床的工业电脑程序处理后输出相应的左右调节阀的电压值，完成局部线性控制。
作为优选，所述左右调节阀均为比例调节阀。
作为优选，所述步骤1)中选取滑枕在滑座上9个不同的位置信息。
作为优选，所述步骤1)中的Y位置信息通过位移传感器进行检测。
作为优选，所述步骤1)中左右比例调节阀的控制电压在两立柱升降电流相同的情况下测出。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：利用主轴箱及溜板箱在横梁上的位置作为输入量，通过对两液压平衡油缸的控制，使溜板箱在机床横梁的任意位置时，使两伺服拖动系统负载相同，实现电机负载的均衡分配，从而保证两伺服拖动系统的同步性长期保持，同时保证横梁升降时两伺服拖动系统平稳，以完成高精度的加工，具体通过工业电脑对调节阀完成完成局部线性控制，能充分减少机床在长期加工过程中的精度损失，提高拖动系统中丝杠及元器件寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法的Y轴位置对应的调节阀电压图；
图2是本发明实施例提供的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法的调节阀电压线性控制图。
图3是本发明实施例提供的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法的左右平衡油缸的压力变化图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
下面结合附图1-3对本实施例进行详细说明，本实施例提供了一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，包括以下步骤：利用机床的主轴箱及溜板箱在横梁上的位置作为输入量，通过对左右平衡油缸的控制，当溜板箱在机床横梁的任意位置时，使两伺服拖动系统负载相同，实现电机负载的均衡分配，保证两伺服拖动系统的同步性保持一致，横梁升降时两伺服拖动系统平稳，从而完成高精度的加工。
使用以上方法机床的丝杠和电机单元等拖动系统不会受压力波动的影响，消除了衡量倾斜的趋势，对元件寿命有很好的保障，具体结果如图3所示。
所述主轴箱及溜板箱移向左边或右边时，按负荷的波动，左右平衡油缸的压力自动变化，通过调节阀进行控制。
所述主轴箱及溜板箱通过滑枕和滑座安装在横梁上。滑枕的定义为：装有刀架或主轴箱等部件，具有导轨可在床身或其他部件上作纵向水平移动的枕状部件。
所述左右平衡油缸分别被左右调节阀控制。
所述左右调节阀的控制方法，包括以下步骤：
1)测量出滑枕在滑座上的不同位置作为Y位置信息，对应的测量出左右比例调节阀的控制电压(比例阀的控制电压变成点位控制时局部会有较大的跳动，因此，将比例调节阀的控制电压转换为线性关系尤为关键)；
2)将1)所得的位置信息建立二维数据坐标，根据Y轴位置坐标值进行数据表查询，通过机床的工业电脑程序处理后输出相应的左右调节阀的电压值，完成局部线性控制。
以上方法采用汉川HGMCTR3060TR的调试记录进行测试。
所述左右调节阀均为比例调节阀，比例调节阀是指在执行的过程中采用比例和积分两种计算综合起来的电动阀门，计算值离设定值越远，步进马达动作越快，基本是一个衰减的正弦波形。
所述步骤1)中选取滑枕在滑座上9个不同的位置信息，当调试时间充分时，可以选择9个以上的采样点，使得测量更为精准。
所述步骤1)中的Y位置信息通过位移传感器进行检测，检测后的信息传送给机床的工业电脑进行处理。
所述步骤1)中左右比例调节阀的控制电压在两立柱升降电流相同的情况下测出。
机床的基本结构原理：
主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中的主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。
进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。
溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。
刀架：有两层滑板(中、小滑板)、床鞍与刀架体共同组成。用于安装车刀并带动车刀作纵向、横向或斜向运动。
尾架：安装在床身导轨上，并沿此导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾架主要用来安装后顶尖，以支撑较长工件，也可安装钻头、铰刀等进行孔加工。
床身：是车床带有精度要求很高的导轨(山形导轨和平导轨)的一个大型基础部件。用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。
冷却装置：冷却装置主要通过冷却水泵将水箱中的切削液加压后喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切屑，润滑加工表面，以提高刀具使用寿命和工件的表面加工质量。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：利用主轴箱及溜板箱在横梁上的位置作为输入量，通过对两液压平衡油缸的控制，使溜板箱在机床横梁的任意位置时，使两伺服拖动系统负载相同，实现电机负载的均衡分配，从而保证两伺服拖动系统的同步性长期保持，同时保证横梁升降时两伺服拖动系统平稳，以完成高精度的加工，具体通过工业电脑对调节阀完成完成局部线性控制，能充分减少机床在长期加工过程中的精度损失，提高拖动系统中丝杠及元器件寿命。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，包括以下步骤：利用机床的主轴箱及溜板箱在横梁上的位置作为输入量，通过对左右平衡油缸的控制，当溜板箱在机床横梁的任意位置时，使两伺服拖动系统负载相同，实现电机负载的均衡分配，保证两伺服拖动系统的同步性保持一致，横梁升降时两伺服拖动系统平稳，从而完成高精度的加工。
2.根据权利要求1所述的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，所述主轴箱及溜板箱移向左边或右边时，按负荷的波动，左右平衡油缸的压力自动变化。
3.根据权利要求1所述的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，所述主轴箱及溜板箱通过滑枕和滑座安装在横梁上。
4.根据权利要求2所述的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，所述左右平衡油缸分别被左右调节阀控制。
5.根据权利要求3或4所述的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，所述左右调节阀的控制方法，包括以下步骤：
1)测量出滑枕在滑座上的不同位置作为Y位置信息，对应的测量出左右比例调节阀的控制电压；
2)将1)所得的位置信息建立二维数据坐标，根据Y轴位置坐标值进行数据表查询，通过机床的工业电脑程序处理后输出相应的左右调节阀的电压值，完成局部线性控制。
6.根据权利要求5所述的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，所述左右调节阀均为比例调节阀。
7.根据权利要求5所述的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，所述步骤1)中选取滑枕在滑座上9个不同的位置信息。
8.根据权利要求5所述的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，所述步骤1)中的Y位置信息通过位移传感器进行检测。
9.根据权利要求5所述的一种双立柱横梁升降机床双伺服同步拖动的进给方法，其特征在于，所述步骤1)中左右比例调节阀的控制电压在两立柱升降电流相同的情况下测出。
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