[实用新型]机床位置环热变形的补偿装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种机床位置环热变形的补偿装置。

背景技术

目前在现有的各种高精度机床中，其位置环检测装置，包括固定部件、运动部件、固设于固定部件上的光栅尺、固定于运动部件上的光栅尺读数头；使用时，由于环境温度变化和零部件发热，运动部件会发生热变形，光栅尺读数头的位置会随之变化，从而导致其真实的位置精度误差远高于机床出厂的位置精度标准，严重影响机床的实际工作精度，降低了机床的性能。

实用新型内容

   本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种机床位置环热变形的补偿装置，它能大幅提高机床位置精度的稳定性，从而大幅提高机床的加工精度。

为达到上述目的，本实用新型的机床位置环热变形的补偿装置，包括配套的固定部件和运动部件，其特征在于还包括设于其中一部件上的补偿尺，补偿尺为热不敏感金属材料，补偿尺的一端与该部件固联，另一端为浮动端，与该部件可相对移动；在未安装补偿尺相配套的另一部件上还固设有光栅尺传感器中光栅尺或读数头中的任一元件，在补偿尺的浮动端固设有光栅尺传感器中的另一元件；

上述补偿尺材料为因瓦合金，其热膨胀系数1.6*10^-6 /C⁰；

作为本实用新型的进一步改进，在补偿尺的浮动端和对应的部件之间还通过导轨副连接；

使用时，由热不敏感金属材料制成的补偿尺其热膨胀系数很低，其一端与一部件固联，而另一端则与光栅尺或读数头固联，这样补偿尺的受热膨胀量与该部件相比可忽略，该部件上与补偿尺对应的一段其热变形量和环境温度变化位移就被补偿尺给过滤掉了，补偿尺可选择安装在固定部件和运动部件中热变形较大的一个部件上，从而保证光栅尺和读数头位置的相对稳定，可大幅提高机床位置精度的稳定性，从而大幅提高机床的加工精度；在补偿尺的浮动端和对应的部件之间还通过导轨副连接，当固定部件、运动部件和补偿尺在纵平面内呈水平设置时，既可实现浮动端和对应的部件之间相对移动的灵活性，又能对补偿尺提供支撑，避免其自重引起的变形。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的立体图。

图2为本实用新型实施例二的主视图。

图3为图2的A-A剖视图。

具体实施方式

  下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，该实施例的机床位置环热变形的补偿装置，包括配套的固定部件1和运动部件2、设于运动部件2上的补偿尺4（运动部件2的热变形量较固定部件1更大），补偿尺4采用属于热不敏感金属材料的因瓦合金，补偿尺4的一端与运动部件2通过螺钉固联，另一端为浮动端，与运动部件2可相对移动，并在其上固设有光栅尺传感器的读数头5；在固定部件1还固设有光栅尺传感器的光栅尺3；

使用时，由于补偿尺4其热膨胀系数很低，其热变形可以忽略，补偿尺4的一端与运动部件2固联，可将与运动部件2连接的下一个部件运动（如铣头）尽量靠近此端，而另一端则与读数头5固联，这样补偿尺4的受热膨胀量与运动部件2相比可忽略，运动部件2上与补偿尺4对应的一段其热变形量和环境温度变化位移就被补偿尺4给过滤掉了，从而保证光栅尺3和读数头5位置的相对稳定，可大幅提高机床位置精度的稳定性，从而大幅提高机床的加工精度；

实施例二

如图2和图3所示，该实施例的机床位置环热变形的补偿装置，包括在纵平面内呈水平配套设置的固定部件6和运动部件7、设于固定部件6上的补偿尺8（此例中运动部件7的热变形量较固定部件6更小），补偿尺4采用属于热不敏感金属材料的因瓦合金，补偿尺8的一端与固定部件6通过螺钉固联，另一端和固定部件6之间还通过导轨副11连接，与固定部件6可沿导轨方向相对移动，并在补偿尺8上固设有光栅尺传感器的光栅尺9；在运动部件7还固设有读数头10；

与实施例一相比，本实施例除了可以将固定部件6的热变形量和环境温度变化位移通过补偿尺8过滤掉，从而保证光栅尺9和读数头10位置的相对稳定，可大幅提高机床位置精度的稳定性，从而大幅提高机床的加工精度，且在补偿尺8的一端和固定部件6之间还通过导轨副11连接，既可实现该端和固定部件6之间相对移动的灵活性，又能对补偿尺8提供支撑，避免其自重引起的变形。

本实用新型不限于上述实施方式，比如光栅尺也可装于运动部件上，读数头装于固定部件上，但只要采用权利要求1或4所述的技术方案，均落入本实用新型的保护范围。

本实用新型是来源于国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项中的 《高速龙门五轴加工中心（AC摆角）》课题（2009ZX04002-013）的研究成果。