CN204135782U - 机床进给闭环控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了机床进给闭环控制系统，包括，横向测距传感器和/或纵向测距传感器及位置补偿控制器；其中，横向测距传感器获取横向位移量；和/或纵向测距传感器获取纵向位移量，位置补偿控制器的输出端与横向进给机构和/或纵向进给机构的驱动端连接，对横向进给机构和/或纵向进给机构实现驱动进给。解决了现有机床进给精度低并不易进行调整的技术问题。对进给量进行动态补偿，以此达到全闭环控制，因此，可以消除传统控制方法带来的理论计算位置和部件实际位移位置的误差。提高了机床加工的精度及成品率，并降低了机加工零件的整体加工成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及机床的制造及加工技术领域，尤其涉及机床进给闭环控制系统。
背景技术
目前，数控及半自动机床的切削进给，多采用横向或纵向位移控制的方法，该方法是通过滚珠丝杆带动横向/纵向进给台，以伺服电机为动力的传动方式实现的。横向/纵向进给台的位移精度主要取决于伺服电机和滚珠丝杆的精度，当长期使用后，当滚珠丝杠磨损时，其伺服电机与滚珠丝杆的传动精度将下降，从而，无法通过滚珠丝杆实现准确的传动，同时，在其横向/纵向进给台的进给过程中，也无法准确获得部件的实际位置。由于，滚珠丝杆的磨损而产生传动的间隙是无法测量并且是连续的变化量，因此，也无法通过增加初始位移量的方式给予补偿。由此可知，现有的机床横向及纵向的精度会由于滚珠丝杆的磨损而降低，降低了加工精度及成品率，提高了加工成本。
实用新型内容
为解决上述现有技术中，机床在长期使用中进给精度降低的缺陷，本实用新型中提供了机床进给闭环控制系统，解决了现有机床进给精度低并不易进行调整的技术问题。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
机床进给闭环控制系统，包括，横向进给机构和/或纵向进给机构，还包括，横向测距传感器和/或纵向测距传感器及位置补偿控制器；所述横向测距传感器的测距传感端设置于所述横向进给机构上，获取横向位移量，输出端与所述位置补偿控制器的输入端连接；和/或所述纵向测距传感器的测距传感端设置于所述纵向进给机构上，获取纵向位移量，输出端与所述位置补偿控制器的输入端连接；位置补偿控制器的输出端与所述横向进给机构和/或纵向进给机构的驱动端连接，若所接收到的接收横向位移量和/或纵向位移量与横向驱动位移量和/或纵向驱动位移量存在偏差，则驱动所述横向进给机构和/或纵向进给机构实现进给。
作为一种优选的实施方式，所述横向测距传感器包括，横向光栅动尺及横向光栅定尺；所述横向光栅动尺与横向进给机构的进给台连接，所述横向光栅定尺与横向进给机构的固定座连接。
作为一种优选的实施方式，所述纵向测距传感器包括，纵向光栅动尺及纵向光栅定尺；所述纵向光栅动尺与纵向进给机构的进给台连接，所述纵向光栅定尺与纵向进给机构的固定座连接。
作为一种优选的实施方式，还包括，横向光栅动尺支架；所述横向光栅动尺通过所述横向光栅动尺支架与横向进给机构的进给台连接。
作为一种优选的实施方式，还包括，纵向光栅动尺支架；所述纵向光栅动尺通过所述纵向光栅动尺支架与纵向进给机构的进给台连接。
作为一种优选的实施方式，所述横向进给机构的驱动装置为横向步进电机或伺服电机。
作为一种优选的实施方式，所述纵向进给机构的驱动装置为纵向步进电机或伺服电机。
作为一种优选的实施方式，所述位置补偿控制器的输出端与所述横向步进电机和/或横向步进电机的驱动端连接，若所接收到的接收横向位移量和/或纵向位移量与横向驱动位移量和/或纵向驱动位移量存在横向和/或纵向偏差，则获取横向和/或纵向偏差值，根据该横向和/或纵向偏差值及横向步进电机和/或横向步进的步进值获取横向和/或纵向步进量，根据所述横向和/或纵向步进量驱动所述横向步进电机和/或横向步进电机正转或反转。
作为一种优选的实施方式，还包括，横向限位开关；所述横向限位开关与机床的床体固定连接，位于所述横向进给机构的横向限位位置上。
作为一种优选的实施方式，还包括，纵向限位开关；所述纵向限位开关与机床的床体固定连接，位于所述纵向进给机构的纵向限位位置上。
本实用新型的的有益效果为，本实用新型中的机床进给闭环控制系统，通过对当前位置的精确采集，可以真实的反应部件实际的位移位置，而不受传动部件间歇误差等对部件位移精度的影响，通过向控制部件的实时反馈，对进给量进行动态补偿，以此达到全闭环控制，因此，可以消除传统控制方法带来的理论计算位置和部件实际位移位置的误差。提高了机床加工的精度及成品率，并降低了机加工零件的整体加工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种实施方式中，机床进给闭环控制系统的实施机床示意图；
图2为本实用新型一种实施方式中，机床进给闭环控制系统的组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，在本实用新型中的一种实施方式中，机床进给闭环控制系统设置于机床的进给台上，以图示的磨床为例，机床进给闭环控制系统包括，横向进给机构10和/或纵向进给机构20。该横向进给机构10和/或纵向进给机构20与磨床的切削台30底部固定连接，从而控制切削刀具的横向及纵向的进给。在横向进给机构10的横向运动侧方，固定横向测距传感器11，其测距传感端设置于横向进给机构10上，获取横向位移量，输出端与位置补偿控制器40的输入端连接。和/或纵向测距传感器21的测距传感端设置于纵向进给机构20的纵向运动侧方上上，获取纵向位移量，输出端与位置补偿控制器40的输入端连接。如图2所示，位置补偿控制器40的输出端与横向进给机构10和/或纵向进给机构20的驱动端连接，其中，预存横向驱动位移量和/或纵向驱动位移量，该横向驱动位移量及纵向驱动位移量可通过驱动电机的速度及驱动步距获得，若所接收到的，即当前所采集到的横向位移量和/或纵向位移量与横向驱动位移量和/或纵向驱动位移量存在偏差，则驱动横向进给机构10和/或纵向进给机构20，根据横向位移量与横向驱动位移量，和/或纵向位移量与纵向驱动位移量的偏差值实现进给，或根据其设定好的距离补偿值进行补偿，该种情况，通常在步进偏差提前预估或可预知的情况下给予实现，由于其实固定补偿量，所以其不需要对补偿量进行额外计算，节约了系统的运算资源，简化了控制难度。
横向测距传感器11可采用多种方式给予实现，在一种优选的实施方式中，横向测距传感器11包括，横向光栅动尺及横向光栅定尺；横向光栅动尺与横向进给机构10的进给台连接，横向光栅定尺与横向进给机构10的固定座连接。进而，为便于对横向测距传感器进行更换，在本实用新型的一种优选方式中，上述结构，还包括，横向光栅动尺支架；横向光栅动尺通过横向光栅动尺支架与横向进给机构10的进给台连接。
纵向测距传感器21可采用多种方式给予实现，纵向测距传感器21包括，纵向光栅动尺及纵向光栅定尺；纵向光栅动尺与纵向进给机构20的进给台连接，纵向光栅定尺与纵向进给机构20的固定座连接。进而，为便于对纵向测距传感器进行更换，在本实用新型的一种优选方式中，上述结构，还包括，纵向光栅动尺支架；纵向光栅动尺通过纵向光栅动尺支架与纵向进给机构20的进给台连接。
在本实用新型的一种优选方式中，上述，横向进给机构10的驱动装置可优选为横向步进电机或伺服电机。纵向进给机构20的驱动装置为纵向步进电机或伺服电机。位置补偿控制器40的输出端与横向步进电机和/或横向步进电机的驱动端连接，若所接收到的接收横向位移量和/或纵向位移量与横向驱动位移量和/或纵向驱动位移量存在横向和/或纵向偏差，则获取横向和/或纵向偏差值，根据该横向和/或纵向偏差值及横向步进电机和/或横向步进的步进值获取横向和/或纵向步进量，根据横向和/或纵向步进量驱动横向步进电机和/或横向步进电机正转或反转。
为保证机床的安全运行，在本实用新型的一种优选方式中，还包括，横向限位开关；横向限位开关与机床的床体固定连接，位于横向进给机构10的横向限位位置上。纵向限位开关；纵向限位开关与机床的床体固定连接，位于纵向进给机构20的纵向限位位置上。从而避免机床的横向及纵向位置，提高机床使用中的安全性能。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.机床进给闭环控制系统，包括，横向进给机构和/或纵向进给机构，其特征在于，还包括，横向测距传感器和/或纵向测距传感器及位置补偿控制器；所述横向测距传感器的测距传感端设置于所述横向进给机构上，获取横向位移量，输出端与所述位置补偿控制器的输入端连接；和/或所述纵向测距传感器的测距传感端设置于所述纵向进给机构上，获取纵向位移量，输出端与所述位置补偿控制器的输入端连接；位置补偿控制器的输出端与所述横向进给机构和/或纵向进给机构的驱动端连接，若所接收到的接收横向位移量和/或纵向位移量与横向驱动位移量和/或纵向驱动位移量存在偏差，则驱动所述横向进给机构和/或纵向进给机构实现进给。
2.根据权利要求1所述的机床进给闭环控制系统，其特征在于，所述横向测距传感器包括，横向光栅动尺及横向光栅定尺；所述横向光栅动尺与横向进给机构的进给台连接，所述横向光栅定尺与横向进给机构的固定座连接。
3.根据权利要求1或2所述的机床进给闭环控制系统，其特征在于，所述纵向测距传感器包括，纵向光栅动尺及纵向光栅定尺；所述纵向光栅动尺与纵向进给机构的进给台连接，所述纵向光栅定尺与纵向进给机构的固定座连接。
4.根据权利要求2所述的机床进给闭环控制系统，其特征在于，还包括，横向光栅动尺支架；所述横向光栅动尺通过所述横向光栅动尺支架与横向进给机构的进给台连接。
5.根据权利要求3所述的机床进给闭环控制系统，其特征在于，还包括，纵向光栅动尺支架；所述纵向光栅动尺通过所述纵向光栅动尺支架与纵向进给机构的进给台连接。
6.根据权利要求4或5所述的机床进给闭环控制系统，其特征在于，所述横向进给机构的驱动装置为横向步进电机或伺服电机。
7.根据权利要求4所述的机床进给闭环控制系统，其特征在于，所述纵向进给机构的驱动装置为纵向步进电机或伺服电机。
8.根据权利要求7所述的机床进给闭环控制系统，其特征在于，所述位置补偿控制器的输出端与所述横向步进电机和/或横向步进电机的驱动端连接，若所接收到的接收横向位移量和/或纵向位移量与横向驱动位移量和/或纵向驱动位移量存在横向和/或纵向偏差，则获取横向和/或纵向偏差值，根据该横向和/或纵向偏差值及横向步进电机和/或横向步进的步进值获取横向和/或纵向步进量，根据所述横向和/或纵向步进量驱动所述横向步进电机和/或横向步进电机正转或反转。
9.根据权利要求1所述的机床进给闭环控制系统，其特征在于，还包括，横向限位开关；所述横向限位开关与机床的床体固定连接，位于所述横向进给机构的横向限位位置上。
10.根据权利要求1或9所述的机床进给闭环控制系统，还包括，纵向限位开关；所述纵向限位开关与机床的床体固定连接，位于所述纵向进给机构的纵向限位位置上。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104932553A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-09-23 | 北京航空航天大学 | 基于钢丝绳传动的位置控制系统 |
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| CN111230570A (zh) * | 2018-11-29 | 2020-06-05 | 广州义同机械实业有限公司 | 一种数控机床的热温升补偿的方法 |
| CN111398295A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-10 | 上海御微半导体技术有限公司 | 一种缺陷检测装置及其方法 |
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