[发明专利]一种数控机床热误差补偿装置及方法

权利要求书

1.一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：该补偿装置包括底座(1)、水平方向滑块、垂直方向滑块(8)、垂直方向导向块、水平方向滑块驱动元件、垂直方向滑块驱动元件；水平方向滑块包括X方向滑块(7)和Y方向滑块(6)，Y方向滑块(6)安装在底座(1)上，X方向滑块(7)安装在Y方向滑块(6)上；垂直方向滑块(8)安装在X方向滑块(7)上；

所述水平方向滑块、垂直方向滑块(8)分别由水平方向滑块驱动元件、垂直方向滑块驱动元件进行驱动和控制。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：水平方向滑块驱动元件包括第一堆叠型压电陶瓷微位移致动器(5)、第三堆叠型压电陶瓷微位移致动器(18)、第四堆叠型压电陶瓷微位移致动器(23)、第五堆叠型压电陶瓷微位移致动器(25)；垂直方向滑块驱动元件包括第二堆叠型压电陶瓷微位移致动器(12)、第六堆叠型压电陶瓷微位移致动器(28)、封装型压电陶瓷微位移致动器(27)；

水平方向滑块的底部移动中轴线两端均开有槽，槽内分别固定有第一堆叠型压电陶瓷微位移致动器(5)、第三堆叠型压电陶瓷微位移致动器(18)、第四堆叠型压电陶瓷微位移致动器(23)、第五堆叠型压电陶瓷微位移致动器(25)，四枚压电陶瓷分别由第一X方向压电陶瓷固定块(4)、第一Y方向压电陶瓷固定块(19)、第二X方向压电陶瓷固定块(24)、第二Y方向压电陶瓷固定块(26)固定。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：垂直方向滑块(8)的底部开有四个对称槽，槽内各固定一枚封装型压电陶瓷微位移致动器(27)；垂直方向滑块(8)的顶部开有两对称槽，槽内分别固定有第二堆叠型压电陶瓷微位移致动器(12)、第六堆叠型压电陶瓷微位移致动器(28)，两枚压电陶瓷分别由第一垂直方向压电陶瓷固定块(13)、第二垂直方向压电陶瓷固定块(15)固定。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：Y方向滑块(6)与底座(1)通过第一个燕尾槽连接，Y方向滑块(6)能够在底座(1)上滑动，第一个燕尾槽一侧安装有Y方向滑块燕尾槽镶条(20)，通过底座(1)上的第一Y方向滑块燕尾槽间隙调整螺栓(3)、第二Y方向滑块燕尾槽间隙调整螺栓(22)调整Y方向滑块燕尾槽镶条(20)；X方向滑块(7)与Y方向滑块(6)通过第二个燕尾槽连接，X方向滑块(7)能够在Y方向滑块(6)上滑动，第二个燕尾槽一侧安装有X方向滑块燕尾槽镶条(21)，通过Y方向滑块(6)上的两个X方向滑块燕尾槽间隙调整螺栓(17)调整X方向滑块燕尾槽镶条(21)；X方向滑块(7)的顶部与垂直方向滑块(8)相对处开有四个对称槽及四个引线槽，封装型压电陶瓷微位移致动器(27)的信号线通过压电陶瓷引线槽(16)连接到数控机床热误差补偿装置外部。

5.根据权利要求1所述的一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：垂直方向导向块(14)固定在X方向滑块(7)顶部，垂直方向滑块(8)与垂直方向导向块(14)通过第三个燕尾槽连接，垂直方向滑块(8)能够在垂直方向导向块(14)上滑动，第三个燕尾槽一侧安装有垂直方向滑块燕尾槽镶条(10)，通过垂直方向导向块(14)上的一个垂直方向滑块燕尾槽间隙调整螺栓(9)调整垂直方向滑块燕尾槽镶条(10)。

6.根据权利要求1所述的一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：底座(1)两端设有两凸台，每个凸台开有两个和机床工作台T形槽间距相等的U形槽(2)，用于将底座(1)固定在数控机床工作台上，垂直方向滑块顶部开有均匀分布的夹具固定孔(11)，所述夹具固定孔(11)为螺纹孔，通过螺纹连接固定夹具。

7.一种数控机床热误差补偿方法，其特征在于：数控机床热误差补偿方法是通过若干温度传感器采集数控机床温度敏感区温度信息，通过总线将温度数据传入计算机并预报出热误差值及补偿量，通过A/D转化装置将补偿量转化成不同的输出电压，通过驱动放大装置放大电压信号，用于驱动压电陶瓷微位移致动器。