CN204171768U - 一种能够实现热位移纠偏的机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够实现热位移纠偏的机床，包括机床主体和控制装置，滑动刀架座X轴向滑动通过X轴驱动机构驱动，机床主体上部安装有设在两根Z轴导轨之间的Z轴传动机构，Z轴传动机构输出端与工件支承单元相连接，参考支架的内侧底端面上横向固定连接有位置测量杆，第一线性位置检测单元套接在位置测量杆上，第二线性位置检测单元横向穿过空心转轴与刀架圆盘相轴向连接。所述的一种能够实现热位移纠偏的机床，在X轴驱动机构和Z轴驱动机构上结合X轴驱动控制单元和Z轴驱动控制单元，实现了滑动刀架座的精确位移，利用线性位置检测单元结合在此机床上，实现了滑动刀架座X轴向的精确定位，从而有效的提高了加工精度。

Description

一种能够实现热位移纠偏的机床

技术领域

本实用新型涉及机械设备的技术领域，尤其是一种能够实现热位移纠偏的机床。

背景技术

机床(英文名称：machine tool)是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

目前在机床领域中，车床的一个闭环控制系统，包括一个反馈控制系统，此反馈控制系统控制进给刀架或刀头在车床的主轴上运动；一个半闭环系统，一般是利用脉冲编码器附加到伺服电机；还有一个是全闭环系统控制位置，通过线性位置检测单元阅读刀架位置，采用线性编码器定位高精度的位置，由于机床在工作过程中，床身容易出现膨胀和/或热变形的发生，在操作机器过程中，由于切削热和/或热发射在不同的地方，从而降低加工精度，针对这一现象，市场上出现了一些机床使用冷却装置，从而降低了热变形导致的热膨胀，足够抑制热量的散开，但由于冷却装置体积较大，而且冷却装置只具备冷却，无法实现加工精度的改变。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供一种能够实现热位移纠偏的机床，其设计结构合理并且能够在机床工作过程中实现热位移的修正，提高了加工精度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能够实现热位移纠偏的机床，包括机床主体和安装在机床主体上的控制装置，所述的机床主体前部横向安装有两根相互平行的X向导轨，两根X向导轨上横向滑动连接有滑动刀架座，机床主体右部安装有设在两根X向导轨中间的X轴驱动机构，滑动刀架座X轴向滑动通过X轴驱动机构驱动，滑动刀架座上轴向安装有两根相互平行的Z轴导轨，机床主体上部安装有设在两根Z轴导轨之间的Z轴传动机构，两根Z轴导轨上轴向滑动连接有工件支承单元，Z轴传动机构输出端与工件支承单元相连接，工件支承单元通过主轴连接有用于抓住工件的卡盘爪组件，所述的机床主体右侧边上安装有参考支架，参考支架的内侧底端面上横向固定连接有位置测量杆，滑动刀架座后端面上安装有第一线性位置检测单元，第一线性位置检测单元套接在位置测量杆上，所述的机床主体后部安装有支撑托架，支撑托架上X轴向穿置有空心转轴，空心转轴与支撑托架直接设有轴承，空心转轴上转动连接有刀架圆盘，刀架圆盘上安装有刀架座，刀架座的边缘上安装有刀头，所述的参考支架的尾端部上轴向连接有第二线性位置检测单元，第二线性位置检测单元横向穿过空心转轴与刀架圆盘相轴向连接。

为了能够实现精确位移，所述的Z轴传动机构包括Z轴伺服电机、Z轴位置检测器和Z轴进给滑动丝杠机构，Z轴位置检测器与Z轴伺服电机相连接，Z轴伺服电机输出端与Z轴进给滑动丝杠机构相连接，Z轴进给滑动丝杠机构带动工件支承单元作Z轴向运动；X轴驱动机构包括X轴伺服电机、X轴位置检测器和X轴进给滑动丝杠机构，X轴位置检测器与X轴伺服电机相连接，X轴伺服电机输出端与X轴进给滑动丝杠机构相连接，X轴进给滑动丝杠机构带动滑动刀架座作X轴向运动。

所述的第二线性位置检测单元包括第二轴杆和安装在参考支架上的第二读出磁头，第二轴杆转动连接在第二读出磁头中间。

为了能够实现最佳控制状态，所述的控制装置包括计算机控制单元、程序存储单元、可编程控制器、读取控制单元、校正单元、X轴驱动控制单元以及Z轴驱动控制单元，所述的程序存储单元、可编程控制器、读取控制单元、校正单元分别与计算机控制单元相连接，计算机控制单元分别与X轴驱动控制单元和Z轴驱动控制单元相连接，校正单元分别与第一线性检测单元和第二线性位置检测单元，X轴驱动控制单元与X轴驱动机构相连接，Z轴驱动控制单元与Z轴传动机构相连接。

本实用新型的有益效果是：所述的一种能够实现热位移纠偏的机床，采用此种设计的机床，在X轴驱动机构和Z轴驱动机构上结合X轴驱动控制单元和Z轴驱动控制单元，实现了滑动刀架座的精确位移，利用线性位置检测单元结合在此机床上，实现了滑动刀架座X轴向的精确定位，从而有效的提高了加工精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的立体图。

图中1.机床主体，2.控制装置，21.计算机控制单元，22.程序存储单元，23.可编程控制器，24.读取控制单元，25.校正单元，26.X轴驱动控制单元，27.Z轴驱动控制单元，3.X向导轨，4.滑动刀架座，5.X轴驱动机构，51.X轴伺服电机，52.X轴位置检测器，53.X轴进给滑动丝杠机构，6.Z轴导轨，7.Z轴传动机构，71.Z轴伺服电机，72.Z轴位置检测器，73.Z轴进给滑动丝杠机构，8.工件支承单元，9.卡盘爪组件，10.参考支架，11.位置测量杆，12.第一线性位置检测单元，13.支撑托架，14.空心转轴，15.轴承，16.刀架圆盘，17.刀架座，18.刀头，19.第二线性位置检测单元，19-1.第二轴杆，19-2.第二读出磁头。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图2所示的一种能够实现热位移纠偏的机床，包括机床主体1，在机床主体1上安装有控制装置2，控制装置2包括计算机控制单元21、程序存储单元22、可编程控制器23、读取控制单元24、校正单元25、X轴驱动控制单元26以及Z轴驱动控制单元27，程序存储单元22、可编程控制器23、读取控制单元24、校正单元25分别与计算机控制单元21相连接，在机床主体1前部横向安装有两根相互平行的X向导轨3，两根X向导轨3上横向滑动连接有滑动刀架座4，在机床主体1右部安装有设在两根X向导轨3中间的X轴伺服电机51，X轴位置检测器52与X轴伺服电机51相连接，X轴伺服电机51输出端与X轴进给滑动丝杠机构53相连接，X轴进给滑动丝杠机构53带动滑动刀架座4作X轴向运动，滑动刀架座4X轴向滑动通过X轴驱动机构5驱动，滑动刀架座4上轴向安装有两根相互平行的Z轴导轨6，在机床主体1上部安装有设在两根Z轴导轨6之间的Z轴伺服电机71，Z轴位置检测器72与Z轴伺服电机71相连接，Z轴伺服电机71输出端与Z轴进给滑动丝杠机构73相连接，Z轴进给滑动丝杠机构73带动工件支承单元8作Z轴向运动，两根Z轴导轨6上轴向滑动连接有工件支承单元8，Z轴伺服电机71输出端与工件支承单元8相连接，工件支承单元8通过主轴连接有用于抓住工件的卡盘爪组件9，机床主体1右侧边上安装有参考支架10，在参考支架10的内侧底端面上横向固定连接有位置测量杆11，滑动刀架座4后端面上安装有第一线性位置检测单元12，第一线性位置检测单元12套接在位置测量杆11上，机床主体1后部安装有支撑托架13，支撑托架13上X轴向穿置有空心转轴14，空心转轴14与支撑托架13直接设有轴承15，空心转轴14上转动连接有刀架圆盘16，刀架圆盘16上安装有刀架座17，刀架座17的边缘上安装有刀头18，参考支架10的尾端部上轴向连接有第二读出磁头19-2，第二轴杆19-1转动连接在第二读出磁头19-2中间，第二轴杆19-1横向穿过空心转轴14与刀架圆盘16相轴向连接，计算机控制单元21分别与X轴驱动控制单元26和Z轴驱动控制单元27相连接，校正单元25分别与第一线性检测单元12和第二线性位置检测单元19，X轴驱动控制单元26与X轴驱动机构5相连接，Z轴驱动控制单元27与Z轴传动机构7相连接。

本实用新型的一种能够实现热位移纠偏的机床，在使用此机床时，将需要加工的工件通过卡盘爪组件9夹紧，利用Z轴传动机构7和X轴驱动机构5分别将工件支承单元8作Z轴和X轴运动，此时，分别通过Z轴位置检测器72和X轴位置检测器52将信号传输给Z轴驱动控制单元27和X轴驱动控制单元26，通过Z轴驱动控制单元27和X轴驱动控制单元26发出指令给Z轴伺服电机71和X轴伺服电机51，从而实现工件支承单元8的Z轴和X轴的精确定位，定位好工件位置后，利用参考支架10上的第二线性位置检测单元19实现刀架圆盘16的旋转位置，从而使刀头18精确加工，提高了加工精度，在热膨胀时，也不会产生加工不精确的现象产生。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种能够实现热位移纠偏的机床，其特征是：包括机床主体(1)和安装在机床主体(1)上的控制装置(2)，所述的机床主体(1)前部横向安装有两根相互平行的X向导轨(3)，两根X向导轨(3)上横向滑动连接有滑动刀架座(4)，机床主体(1)右部安装有设在两根X向导轨(3)中间的X轴驱动机构(5)，滑动刀架座(4)X轴向滑动通过X轴驱动机构(5)驱动，滑动刀架座(4)上轴向安装有两根相互平行的Z轴导轨(6)，机床主体(1)上部安装有设在两根Z轴导轨(6)之间的Z轴传动机构(7)，两根Z轴导轨(6)上轴向滑动连接有工件支承单元(8)，Z轴传动机构(7)输出端与工件支承单元(8)相连接，工件支承单元(8)通过主轴连接有用于抓住工件的卡盘爪组件(9)，所述的机床主体(1)右侧边上安装有参考支架(10)，参考支架(10)的内侧底端面上横向固定连接有位置测量杆(11)，滑动刀架座(4)后端面上安装有第一线性位置检测单元(12)，第一线性位置检测单元(12)套接在位置测量杆(11)上，所述的机床主体(1)后部安装有支撑托架(13)，支撑托架(13)上X轴向穿置有空心转轴(14)，空心转轴(14)与支撑托架(13)直接设有轴承(15)，空心转轴(14)上转动连接有刀架圆盘(16)，刀架圆盘(16)上安装有刀架座(17)，刀架座(17)的边缘上安装有刀头(18)，所述的参考支架(10)的尾端部上轴向连接有第二线性位置检测单元(19)，第二线性位置检测单元(19)横向穿过空心转轴(14)与刀架圆盘(16)相轴向连接。

2.根据权利要求1所述的一种能够实现热位移纠偏的机床，其特征是：所述的Z轴传动机构(7)包括Z轴伺服电机(71)、Z轴位置检测器(72)和Z轴进给滑动丝杠机构(73)，Z轴位置检测器(72)与Z轴伺服电机(71)相连接，Z轴伺服电机(71)输出端与Z轴进给滑动丝杠机构(73)相连接，Z轴进给滑动丝杠机构(73)带动工件支承单元(8)作Z轴向运动；X轴驱动机构(5)包括X轴伺服电机(51)、X轴位置检测器(52)和X轴进给滑动丝杠机构(53)，X轴位置检测器(52)与X轴伺服电机(51)相连接，X轴伺服电机(51)输出端与X轴进给滑动丝杠机构(53)相连接，X轴进给滑动丝杠机构(53)带动滑动刀架座(4)作X轴向运动。

3.根据权利要求1所述的一种能够实现热位移纠偏的机床，其特征是：所述的第二线性位置检测单元(19)包括第二轴杆(19-1)和安装在参考支架(10)上的第二读出磁头(19-2)，第二轴杆(19-1)转动连接在第二读出磁头(19-2)中间。

4.根据权利要求1所述的一种能够实现热位移纠偏的机床，其特征是：所述的控制装置(2)包括计算机控制单元(21)、程序存储单元(22)、可编程控制器(23)、读取控制单元(24)、校正单元(25)、X轴驱动控制单元(26)以及Z轴驱动控制单元(27)，所述的程序存储单元(22)、可编程控制器(23)、读取控制单元(24)、校正单元(25)分别与计算机控制单元(21)相连接，计算机控制单元(21)分别与X轴驱动控制单元(26)和Z轴驱动控制单元(27)相连接，校正单元(25)分别与第一线性检测单元(12)和第二线性位置检测单元(19)，X轴驱动控制单元(26)与X轴驱动机构(5)相连接，Z轴驱动控制单元(27)与Z轴传动机构(7)相连接。