[實(shí)用新型]一種用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820157196.5
• 申請日: 2008-12-16
• 公開（公告）號: CN201324962Y
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程松;周吉;楊家榮;尹冠群;于忠海
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣集團(tuán)股份有限公司;上海電機(jī)學(xué)院
• 主分類號: B23Q11/00
• 分類號: B23Q11/00
• 代理公司: 上海兆豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 章蔚強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，尤其涉及一種用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)。

技術(shù)背景

金屬材料具有“熱脹冷縮”的性質(zhì)，該特性在物理學(xué)上通常用熱膨脹系數(shù)描述。目前，數(shù)控機(jī)床的床身、立柱、拖板等導(dǎo)軌基礎(chǔ)件和滾珠絲杠等傳動部件都是由金屬材料制成，由于驅(qū)動電機(jī)的發(fā)熱、運(yùn)動部件摩擦發(fā)熱以及環(huán)境溫度等的變化，均會對機(jī)床運(yùn)動軸位置產(chǎn)生附加誤差，這將直接影響機(jī)床的定位精度，從而影響工件的加工精度。

對于在普通車間環(huán)境條件下使用的數(shù)控機(jī)床尤其是行程比較長的大型機(jī)床，熱膨脹系數(shù)的影響更不容忽視。比如對行程5米的進(jìn)給軸來說，金屬材料的熱膨脹系數(shù)為10ppm(10μm/每1m每1度)，理論上溫度每上升1度，5m的行程的X軸就“脹長”50μm。日溫差和冬夏季節(jié)溫差的影響便可想而知。因此高精度機(jī)床要求在規(guī)定的恒溫條件下制造或使用，普通條件下使用的數(shù)控機(jī)床為保證較高定位精度和加工精度，必須采取措施消除其誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，它能夠進(jìn)行有效的溫度補(bǔ)償，提高數(shù)控機(jī)床的定位精度和加工精度。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，大型數(shù)控機(jī)床包括機(jī)床、伺服電機(jī)、驅(qū)動伺服電機(jī)的驅(qū)動器，其中，包括若干安裝于所述的機(jī)床上的溫度傳感器、與所述的溫度傳感器依次相連的變送器、PLC模塊、軸模塊，所述的軸模塊的一端與一進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)控單元相連，另一端與所述的驅(qū)動器相連。

上述的用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其中，所述的PLC模塊包括一A/D接口，該A/D接口與所述的變送器相連以進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

上述的用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其中，所述的PLC模塊和數(shù)控單元均通過總線接口與所述的軸模塊相連以傳輸數(shù)據(jù)。

上述的用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其中，所述的軸模塊包括有一輸出模擬量信號給驅(qū)動器的D/A轉(zhuǎn)換模塊和一接受驅(qū)動器位置反饋信號的位置反饋模塊。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型通過溫度傳感器獲取機(jī)床各位置的實(shí)際溫度曲線，通過溫度補(bǔ)償將補(bǔ)償量輸出給驅(qū)動器，帶動伺服電機(jī)進(jìn)行位置補(bǔ)償，該系統(tǒng)克服了在普通車間環(huán)境條件下使用的數(shù)控機(jī)床易產(chǎn)生誤差的缺點(diǎn)，提高了加工精度及定位精度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

請參閱圖1，圖中示出了本實(shí)用新型的一種用于大型數(shù)控機(jī)床的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，大型數(shù)控機(jī)床包括機(jī)床8、伺服電機(jī)7、驅(qū)動伺服電機(jī)7的驅(qū)動器6，本實(shí)用新型包括若干安裝于機(jī)床8上的溫度傳感器1、與溫度傳感器1依次相連的變送器2、PLC模塊3、軸模塊4，軸模塊4的一端與一進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)控單元5相連，另一端與驅(qū)動器6相連，本實(shí)施例中，溫度傳感器1采用PT100傳感器。

PLC模塊3包括一A/D接口31，該A/D接口31與變送器2相連以進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

軸模塊4包括有一輸出模擬量信號給驅(qū)動器6的D/A轉(zhuǎn)換模塊41和一接受驅(qū)動器6位置反饋信號的位置反饋模塊42。

PLC模塊3和數(shù)控單元5均通過總線接口9與軸模塊4相連以傳輸數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型的工作原理為：將大量的溫度傳感器1需要安裝于機(jī)床8各個位置，以獲取機(jī)床8各位置的實(shí)際溫度曲線圖，而機(jī)床坐標(biāo)軸的定位誤差隨溫度變化會附加一定偏差，對每一給定溫度可測出相應(yīng)的定位誤差曲線；通過變送器2將溫度傳感器1信號傳輸?shù)絇LC模塊3的A/D接口31，進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，精度為12位的數(shù)字量；PLC模塊3的總線接口9和數(shù)控單元的總線接口9將數(shù)據(jù)傳送到軸模塊4；數(shù)控單元5進(jìn)行溫度補(bǔ)償計(jì)算；計(jì)算結(jié)果通過總線傳送到軸模塊4，軸模塊4上的D/A轉(zhuǎn)換模塊41轉(zhuǎn)換成16位精度的模擬量，給驅(qū)動器6，帶動伺服電機(jī)7進(jìn)行位置補(bǔ)償。

以上實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。有關(guān)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，而所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)歸屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范疇之內(nèi)，由各權(quán)利要求所限定。