[实用新型]可进行误差补偿的数控机床

说明书

技术领域

本实用新型涉及数控机床，具体涉及可进行误差补偿的数控机床。

背景技术

现代机械制造技术正朝着高效、高质、高精度、高集成和高智能方向发展，精密和超精密加工技术已成为现代机械制造中最重要的组成部分和发展方向，并成为提高国际竞争能力的关键技术。

数控机床行业为了提高测量的精确度，都会做误差修正，目前，提高机床精度的方法主要分为误差避免法和误差补偿法，前者主要靠通过机床的制造、安装等方法来保证，需要投入大量成本；后者主要通过人为地制造一种新的误差来抵消原始误差，从而达到提高精度的目的，设置简单。因此，误差补偿法是一种经济有效的方法。

然而，普遍的数控机床仍然具有以下问题：

(1)一个三轴机床每个轴有6项误差，包括3项直线度误差和3项转角误差，3个轴就有18项误差，另外每两个轴之间有1项垂直度误差，这样共有3项垂直度误差，如此总共有21项空间误差。这21项误差相互关联与影响，给误差建模与补偿带来了不便。目前，绝大多数误差补偿采取分开的办法进行，如对21项误差，分成三个轴单独进行，对每个轴的定位误差、直线度误差又分别独立处理，这样处理的结果是补好了某一项误差，却又可能增大了另一项新的误差，很难兼顾到各个误差的补偿；

(2)绝大多数的补偿将几何误差和热误差分开进行，由于机床误差的复杂性，如定位误差等实质上既是几何误差，一般将这些误差作为几何误差进行补偿，但实际上，这些误差在不同的温度下是变化的，故对这种既是几何误差又是热误差的复合误差，要进行几何误差和热误差的综合建模和动态补偿，目前尚无有效的几何误差和热误差的综合建模和动态补偿方法；

(3)针对数控机床在生产和组装过程中，存在机械装配误差和滚动丝杆、线性导轨及光栅传感器本身的误差等等，这种误差是没有确切的测量和记录的，因此也很难做到补偿的精度。

由此可见，目前的数控机床的误差补偿存在误差补偿精度低的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是目前的数控机床的误差补偿存在误差补偿精度低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供了一种可进行误差补偿的数控机床，包括相互垂直的X轴横向移动装置、Y轴纵向移动装置和Z轴升降移动装置，所述Y轴纵向移动装置设置在基座上，所述X轴纵向移动装置设置在龙门横梁的正面，所述Y轴纵向移动装置上滑动设有工作台，所述Z轴升降移动装置设置在所述X轴纵向移动装置上，所述Z轴升降移动装置上设有加工主轴，还包括：

可拆卸的激光干涉仪，包括激光头、分光镜和反射镜，所述激光头可移动地设置在所述基座的一侧，所述分光镜设置在所述工作台上，所述反射镜设置在所述加工主轴上；

光栅传感器组，包括X向光栅传感器、Y向光栅传感器和Z向光栅传感器，分别设置在所述龙门横梁、所述基座和所述Z轴升降移动装置上，且分别与X轴横向移动装置、Y轴纵向移动装置、Z轴升降移动装置的移动方向平行；

数控系统，与所述X轴横向移动装置、Y轴纵向移动装置、Z轴升降移动装置、光栅传感器组和所述激光干涉仪连接。

在上述方案中，所述激光干涉仪还包括支架和两个磁座,所述激光头的底面上设有可调高螺栓,所述激光头通过所述可调高螺栓设置在所述支架的顶面上,所述磁座上设有连接杆,所述分光镜和所述反射镜分别通过所述连接杆设置在所述磁座上，所述磁座活动设置在所述工作台或所述加工主轴上。

在上述方案中，所述龙门横梁的下端设有水平的安装孔,所述螺栓由上向下穿过所述安装孔并与所述基座固定。

在上述方案中，所述X轴横向移动装置、Y轴纵向移动装置、Z轴升降移动装置分别通过滚珠丝杆与对应的伺服电机连接，并分别滑动设置在对应的导轨上。

在上述方案中，所述基座的底部设有多对且对称设置的支撑脚，每对所述支撑脚包括两个相对设置的支撑块。

本实用新型，利用激光干涉仪对光栅传感器组、X轴横向移动装置、Y轴纵向移动装置和Z轴升降移动装置的直线度进行测量，数控系统根据激光位置值、光栅传感器组的位置值和各轴的直线度，进行记录并推理计算得到X轴、Y轴和Z轴的误差模型并最终拟合形成空间误差处理模型以及补偿文件，并把误差文件补于数控系统中，实现实时补偿，解决了加工过程中导致的直线度误差、装配误差以及温度导致的热胀冷缩的热误差等问题，并对三个轴向的误差进行综合建模，实现加工过程的实时误差修正，达到提高数控机床加工精度的目的。

附图说明

图1为本实用新型测量X轴的误差数据时的结构示意图；