CN110253308B - 一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法 - Google Patents
一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110253308B CN110253308B CN201910666525.1A CN201910666525A CN110253308B CN 110253308 B CN110253308 B CN 110253308B CN 201910666525 A CN201910666525 A CN 201910666525A CN 110253308 B CN110253308 B CN 110253308B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- displacement
- portal frame
- compensating
- end part
- driving device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 188
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 16
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/01—Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
- B23Q1/012—Portals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
本发明公开了一种补偿龙门双驱运动偏差的机床,包括底板;呈拱形的龙门架;两个设于所述底板、用以驱动所述龙门架沿前后方向运动并获取所述龙门架端部的实际位移量和输入位移量的驱动装置;用以向所述驱动装置发送驱动信号、从所述驱动装置获取所述龙门架端部的实际位移量和输入位移量并计算所述龙门架端部的位移偏差量、以及向所述驱动装置发送位移偏差量的工控机。上述机床能够消除龙门架端部的位移偏差、避免龙门架的横梁弯曲并保证直线轨道的直线度,进而解决了机床生产精度降低的问题。此外,本发明还公开了一种补偿龙门双驱运动偏差的方法。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床技术领域,特别是涉及一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法。
背景技术
二十世纪以来,随着信息技术、生物技术、新材料技术、激光技术以及光刻技术等各种新兴领域技术的科技创新,制造业领域中的数字制造、绿色制造、微纳制造以及智能制造等前沿的制造技术开始成为我国全面推进制造强国战略的重要组成部分。
其中,纳米级的高速加工已成为全球制造领域的主流发展方向,而且国际生产工程学会早在2011年的机床给进驱动传动***主题报告中指出,未来在保证高精度的基础之上,机床的给进速度会高达50m/min(米/分钟),给进加速度将至少为10g(即10倍的重力加速度),主轴转速将达到500000rpm(转/分钟)。
目前,传统的龙门双驱直线平台在高速运行的过程中,龙门架端部的实际位移量与输入位移量存在一定偏差,使得机床无法进行高精准化生产;此外,龙门架两端之间往往也会存在一定的偏差,龙门架在直线轨道的限制下会发生形变,相应地还会破坏直线轨道的结构和直线度。
因此,如何消除龙门架端部的位置偏差是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种补偿龙门双驱运动偏差的机床,该机床能够消除龙门架端部的位移偏差、避免龙门架的横梁弯曲并保证直线轨道的直线度,进而解决了机床生产精度降低的问题。本发明的另一目的是提供一种补偿龙门双驱运动偏差的方法。
为实现上述目的,本发明提供一种补偿龙门双驱运动偏差的机床,包括:底板;呈拱形的龙门架;两个设于所述底板、用以驱动所述龙门架沿前后方向运动并获取所述龙门架端部的实际位移量和输入位移量的驱动装置;用以向所述驱动装置发送驱动信号、从所述驱动装置获取所述龙门架端部的实际位移量和输入位移量并计算所述龙门架端部的位移偏差量、以及向所述驱动装置发送位移偏差量的工控机。
优选地,全部所述驱动装置均包括:与所述龙门架端部连接的移动平台,其中,所述移动平台用以根据位移偏差量调整其与所述龙门架端部之间沿前后方向的相对位置;与所述移动平台配合、用以检测所述移动平台的实际位移量的光栅导轨;与所述移动平台相连、用以根据驱动信号驱动所述移动平台沿所述光栅导轨运动的直线电机。
优选地,所述移动平台包括:移动架,其中,所述移动架的底部与所述光栅导轨配合,所述移动架的顶部由前至后依次设有补偿槽和放置槽;设于所述补偿槽内、用以支撑连接所述龙门架端部的补偿块;设于所述放置槽内并与所述工控机电连接的压电陶瓷,其中,所述压电陶瓷的输出端从所述放置槽延伸至所述补偿槽内并与所述补偿块固定连接,以驱动所述补偿块在所述补偿槽内沿前后方向运动。
优选地,所述补偿块通过柔性铰链与所述补偿槽连接,其中,所述柔性铰链沿左右方向延伸设置以供所述补偿块在所述补偿槽内沿前后方向运动。
优选地,所述柔性铰链具体为直梁型柔性铰链。
优选地,所述直梁型柔性铰链设置四个。
优选地,所述移动平台还包括设于所述补偿槽前壁、用以检测所述补偿块与所述补偿槽前壁之间距离的位移传感器。
优选地,所述位移传感器具体为电容传感器。
相对于上述背景技术,本发明提供的补偿龙门双驱运动偏差的机床,通过驱动装置根据位移偏差量调整龙门架端部与驱动装置之间沿前后方向的相对位置来确保龙门架端部的实际位移量与输入位移量相等。具体来说,工控机通过驱动信号控制驱动装置带动龙门架沿前后方向移动,同时工控机获取龙门架的输入位移量,而驱动装置获取龙门架的实际位移量,若龙门架端部的实际位移量与输入位移量不相等,则工控机控制驱动装置调整驱动装置与龙门架端部之间沿前后方向的相对位置,以保证龙门架端部的输入位移量与最终的实际位移量相等。
本发明还提供一种补偿龙门双驱运动偏差的方法,应用于上述任一项所述的机床,包括:通过工控机向驱动装置发送驱动信号,使所述驱动装置驱动龙门架移动,所述工控机获取所述龙门架端部的输入位移量;通过所述驱动装置获取所述龙门架端部的实际位移量并将实际位移量发送给所述工控机;根据所述输入位移量和所述实际位移量计算出所述龙门架端部的位移偏差量;判断所述位移偏差量是否为零,若否,则进入下一步;根据所述位移偏差量调整所述驱动装置与所述龙门架端部之间沿前后方向的相对位置。
优选地,所述根据所述位移偏差量调整所述驱动装置与所述龙门架端部之间沿前后方向的相对位置的步骤具体包括:S51:通过所述驱动装置获取位移偏差量并调节其与所述龙门架端部之间沿前后方向的相对位置;S52:获取所述驱动装置与所述龙门架端部之间沿前后方向的相对位移量;S53:判断所述相对位移量是否等于所述位移偏差量,若否,则进入S54;S54:根据所述相对位移量与所述位移偏差量计算出所述龙门架端部的待补偏差量;S55:判断所述待补偏差量是否为零,若否,则进入S56;S56:根据所述待补偏差量调整所述驱动装置与所述龙门架端部之间沿前后方向的相对位置,并返回至S52。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种补偿龙门双驱运动偏差的机床的示意图;
图2为图1中A部分的结构示意图;
图3为图2中龙门架与驱动装置相连部分的放大图;
图4为图3中移动平台的结构示意图;
图5为本发明所提供的第一种补偿龙门双驱运动偏差的方法的流程图;
图6为本发明所提供的第二种补偿龙门双驱运动偏差的方法的流程图;
其中,
1-底板、2-龙门架、3-驱动装置、31-移动平台、311-移动架、3111-补偿槽、3112-放置槽、312-补偿块、313-压电陶瓷、314-柔性铰链、32-光栅导轨、4-工控机;
图1中的箭头表示信息和信号的发送。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图6,图1为本发明所提供的一种补偿龙门双驱运动偏差的机床的示意图;图2为图1中A部分的结构示意图;图3为图2中龙门架与驱动装置相连部分的放大图;图4为图3中移动平台的结构示意图;图5为本发明所提供的第一种补偿龙门双驱运动偏差的方法的流程图;图6为本发明所提供的第二种补偿龙门双驱运动偏差的方法的流程图。
本发明所提供的一种补偿龙门双驱运动偏差的机床,如图1和图2所示,该机床包括:底板1、龙门架2、两个驱动装置3和工控机4。
底板1用于固定支撑两个驱动装置3,并且为了减振吸震,底板1优选由大理石材料制成。
龙门架2呈拱形,其两端分别与两个驱动装置3相连,以通过驱动装置3驱动龙门架2沿前后方向移动;并且龙门架2的横梁上可以设置工业相机等部件,以实现对生产作业进行监测等功能。
两个驱动装置3并列设置,使龙门架2的两端能够沿同一直线方向移动,且每一驱动装置3均用于驱动龙门架2的端部沿前后方向移动,其中,驱动装置3既可以带动龙门架2随其一起沿前后方向运动,也可以驱动龙门架2相对于驱动装置3本身沿前后方向运动,也就是说,驱动装置3可以调整其与龙门架2端部之间沿前后方向的相对位置;此外,驱动装置3还用于获取龙门架2端部的输入位移量和实际位移量。
工控机4可设于底板1或底板1之外的位置,其作用主要有三,一是用于向驱动装置3发送驱动信号,使驱动装置3带动龙门架2的端部一起沿前后方向移动;二是用于获取龙门架2端部的输入位移量的信息和实际位移量的信息并计算龙门架2端部的位移偏差量;三是用于向驱动装置3发送位移偏差量信息,使驱动装置3根据位移偏差量信息中的距离信息和方向信息来调整其与龙门架2端部之间沿前后方向的相对位置,进而使龙门架2端部的输入位移量与最终的实际位移量相等。
需要说明的是,输入位移量是指驱动装置3接收驱动信号后自身所检测的其与龙门架2端部一起运动的距离,而驱动装置3检测其输入位移的方式可参考下文,这里先不做详述;理论上讲,龙门架2端部的输入位移量应始终等于实际位移量,但是事实上输入位移量与实际位移量并非始终相等,因此需要计算二者的差值并得出位移偏差量。
可以看出,本机床能够精准地控制龙门架2的实际位移量,进而能够精准调控龙门架2的位置,以实现利用本机床进行生产加工的高精度作业;此外,由于龙门架2两端的实际位移量与输入位移量均能够保持一致,因此龙门架2的横梁不会出现形变,驱动装置3也不会遭到破坏,进而避免了生产作业的精度逐渐降低的情况。
换句话说,本申请的核心有二:一是能够通过驱动装置3调整其与龙门架2端部的相对位置,使龙门架2端部的输入位移量与最终的实际位移量相等;而是在龙门架2的两端各设置一个驱动装置3,以保证龙门架2的移动精确,以实现本机床高精度的生产作业。
这里针对驱动装置3的结构构造给出以下的具体实施例:
在第一种实施例中,如图2和图3所示,驱动装置3包括:移动平台31、直线电机(图中未示)和光栅导轨32。
移动平台31与龙门架2端部连接并与光栅导轨32配合,该移动平台31一方面用于根据位移偏差量调整其与龙门架2端部沿前后方向之间的位置,另一方面能够在直线电机的驱动下沿光栅导轨32移动,进而带动龙门架2一起沿前后方向移动。
直线电机与移动平台31相连,当收到驱动信号时,直线电机启动并驱动移动平台31沿光栅导轨32沿前后方向移动,此外,上述直线电机还用于获取龙门架2端部的输入位移量并将输入位移量信息发送给工控机4。具体来说,直线电机内部具有记录其位移输出量的行程记录器,其中,该行程记录器属于现有技术,这里不再展开,由于直线电机驱动移动平台31和龙门架2的端部一起移动,因此该行程记录器所记录的位移输出量即为龙门架2端部的输入位移量。
光栅导轨32沿前后方向设置,光栅导轨32主要包括光栅式传感器和沿前后方向设置的直线导轨,作为优选,光栅式传感器具体为光栅尺。上述直线导轨与移动平台31配合,以供移动平台31沿前后方向移动;而光栅式传感器用于检测移动平台31的实际位移量,由于直线电机驱动移动平台31和龙门架2的端部一起移动,因此光栅式传感器所检测的移动平台31的实际位移量即为龙门架2端部的实际位移量,并将该实际位移量信息发送给工控机4。
需要说明的是,光栅尺等光栅式传感器的检测精度可以达到如0.5um、1um的微米级别,以便于精准地获取移动平台31的实际位移量来精确地调整龙门架2端部与移动平台31之间的相对位置;在调整移动平台31与龙门架2端部之间相对位置之前,移动平台31的实际位移量即为龙门架2端部的实际位移量。
值得一提的是,上述位移输入量是行程记录器根据直线电机的工作参量(如通电时间等)所计算得出的理论数据,而上述实际位移量是光栅式传感器检测移动平台31在直线导轨上所处位置的实际数据。
这里针对上述实施例中移动平台31的结构构造给出以下的具体实施例:
在第二种实施例中,如图3和图4所示,移动平台31包括:移动架311、补偿块312和压电陶瓷313。
移动架311的底部与光栅导轨32的直线导轨配合,其中,移动架311底部以及直线导轨的结构构造可参考现有技术,本文对此并无改进;移动架311的顶部由前至后依次设有补偿槽3111和放置槽3112。
补偿块312设于补偿槽3111内,补偿块312的顶部与龙门架2端部固定连接,其中,补偿槽3111沿前后方向的槽宽大于补偿块312本身沿前后方向的长度,使补偿块312在补偿槽3111内具有沿前后方向移动的自由度。
压电陶瓷313设于放置槽3112内,其输出端从放置槽3112延伸至补偿槽3111并与补偿块312相连,压电陶瓷313与工控机4电连接并接收位移偏差量信息,并将位移偏差量信息所对应的电信号转化为机械能,该机械能以压电陶瓷313输出端移动的形式表现出来,也就是说,在压电陶瓷313收到位移偏差量信息之后,压电陶瓷313的输出端产生沿前后方向的位移量,使补偿块312在补偿槽3111内沿前后方向移动,进而实现龙门架2端部与移动架311之间相对位置的调整。
针对本实施例需要说明的是,上述补偿槽3111优选与放置槽3112连通,以简化压电陶瓷313输出端的结构设计;上述补偿槽3111也可以设于放置槽3112的后方,压电陶瓷313仍能够驱动补偿块313在补偿槽3111内沿前后方向移动。
可以理解的是,若补偿槽3111沿左右方向的槽宽大于补偿块312沿左右方向的长度,则龙门架2的两端容易沿左右方向晃动,但若是补偿槽3111沿左右方向的槽宽等于补偿块312沿左右方向的长度,则补偿块312在相对补偿槽3111沿前后方向移动的过程将受到很大的摩擦力,进而难以使补偿块312在补偿槽3111内移动位移偏差量所对应的距离,为了避免上述情况,这里在第三种实施例的基础上做出以下改进:
在第四种实施例中,如图4所示,补偿块312通过柔性铰链314与补偿槽3111连接,其中,柔性铰链314沿左右方向延伸设置,使柔性铰链314的一端与补偿块312的侧壁相连,而另一端与补偿槽3111的侧壁相连,以供补偿块312在补偿槽3111内仅能够沿前后方向移动。
作为优选,上述柔性铰链314选用直梁型柔性铰链,其中,直梁型柔性铰链在其延伸方向(即左右承载方向)刚度高且不易发生形变,进而限制补偿块312在补偿槽3111中沿左右方向移动;而在垂直于直梁型柔性铰链延伸方向的方向(即前后工作方向)刚度底且容易发生弹性形变,进而便于补偿块312在补偿槽3111中沿前后方向移动。
作为进一步优选,如图4所示,上述直梁型柔性铰链设置四个,且分别与补偿块312的左前、左后、右前以及右后四种方位的四个部分连接,以保证补偿块312在补偿槽3111内运动的稳定性。
这里再针对上述移动平台31的结构构造给出以下的具体实施例:
在第五种实施例中,如图4所示,上述补偿槽3111的前壁还设有位移传感器(图中未示),该位移传感器用于检测补偿块312与补偿槽3111前壁之间的距离,并将该距离信息发送给工控机4,使工控机4根据该距离和当不受压电陶瓷313作用时补偿块312与补偿槽3111前壁之间的初始距离计算出龙门架2端部相对于移动平台31移动的相对位移量,以便于判断龙门架2端部实际位移量是否已经等于输入位移量,若上述相对位移量与位移偏差量不相等,则继续根据相对位移量与位移偏差量之间的差值(即待补偏差量)来调节补偿块312在补偿槽3111内沿前后方向的位置,直至上述待补偏差量为零,以使龙门架2端部的输入位移量与其最终的实际位移量相等。作为优选,上述位移传感器具体为与工控机4电连接的电容传感器。
可以理解的是,若补偿槽3111位于放置槽3112之后,则优选将上述位移传感器设于补偿槽3111的后壁,以便于压电陶瓷313的输出端与补偿块312相连。
需要说明的是,以上内容中除特别说明之外,为了实现与工控机4之间传输信号和信息,如驱动装置3以及直线电机等部件可以通过数据线与工控机4电连接实现数据交换,也可以通过无线通信技术(如ZigBee无线通信技术)来实现数据交换。
本发明所提供的一种补偿龙门双驱运动偏差的方法,适用于如上所述的机床,如图5所示,该方法包括:
步骤S1:通过工控机4向驱动装置3发送驱动信号,使驱动装置3驱动龙门架2移动,工控机4获取龙门架2端部的输入位移量。在接收到来自工控机4发送的驱动信号之后,驱动装置3带动龙门架2沿前后方向移动,工控机4从驱动装置3处获取龙门架2端部的实时输入位移量。
需要说明的是,驱动装置3的输入位移量即为龙门架2端部的输入位移量。
步骤S2:通过驱动装置3获取龙门架2端部的实际位移量并将实际位移量发送给工控机4。以上述第一种实施例具体来说,光栅导轨32中的光栅式传感器检测移动平台31沿直线导轨的实际位移量,由于在移动平台31运动的过程中,龙门架2的端部与移动平台31一起运动,因此移动平台31的实际位移量即为龙门架2端部的实际位移量,然后光栅式传感器再将其所测得的实际位移量信息发送给工控机4。
步骤S3:根据输入位移量和实际位移量计算出所述龙门架2的位移偏差量。工控机4根据输入位移量与实际位移量进行差值计算,得出龙门架2端部的位移偏差量,也即龙门架2的端部还需移动位移偏差量的距离才能使龙门架2端部的实际位移量与输入位移量一致。
需要说明的是,上述位移偏差量包含两种信息,一是需要龙门架2端部相对于驱动装置3移动的距离,而是需要龙门架2端部相对于驱动装置3移动的前后方向。
步骤S4:判断所述位移偏差量是否为零,若否,则进入步骤S5。工控机4判断其计算得出的位移偏差量是否为零,若是,则表示龙门架2端部的实际位移量与输入位移量相等,否则表示龙门架2端部的实际位移量与输入位移量不一致,并进入步骤S5。
步骤S5:驱动装置3根据位移偏差量调整其与龙门架2端部之间沿前后方向的相对位置。工控机4将位移偏差量信息发送给驱动装置3,使驱动装置3调节其与龙门架2端部之间的相对位置,使龙门架2端部相对于驱动装置3沿前后方向移动上述位移偏差量的距离,进而使龙门架2端部的输入位移量等于其最终的实际位移量。
需要说明的是,如图6所示,上述步骤S5具体包括:
步骤S51:通过驱动装置3获取位移偏差量并调节其与龙门架2端部之间沿前后方向的相对位置。驱动装置3从工控机4处获取位移偏差量信息,并根据位移偏差量信息来确定龙门架2端部所需相对驱动装置3移动的方向,进而相对于驱动装置3按该方向驱动龙门架2端部。
步骤S52:获取驱动装置3与龙门架2端部之间沿前后方向的相对位移量。以上述第五种实施例具体来说,位移传感器检测补偿块312与补偿槽3111前壁之间的距离并将该距离信息发送给工控机4,工控机4根据该距离与当不受压电陶瓷313作用时补偿块312与补偿槽3111前壁之间的初始距离计算出龙门架2端部相对于移动平台31移动的相对位移量。
步骤S53:判断所述相对位移量是否等于所述位移偏差量,若否,则进入步骤S54。工控机4判断相对位移量与位移偏差量是否相等,若是,则表示龙门架2端部的实际位移量已经与输入位移量相等,进而可以控制停止龙门架2端部相对于驱动装置3的移动,否则进入步骤S54。
步骤S54:根据相对位移量与位移偏差量计算出所述龙门架2端部的待补偏差量。工控机4根据相对位移量和位移偏差量进行差值计算,并得出龙门架2端部还需相对驱动装置3移动的待补偏差量。以上述第五种实施例具体来说,上述待补偏差量即补偿块312需相对于补偿槽3111沿前后方向移动使龙门架2端部的实际位移与输入位移相等的距离,也就是说,待补偏差量应能够反映出补偿块312需相对于补偿槽3111移动的距离,以及补偿块312需相对于补偿槽3111移动的前后方向。
步骤S55:判断待补偏差量是否为零,若否,则进入步骤S56。工控机4判断待补偏差量是否为零,若是,则表示无需进一步控制龙门架2端部相对于驱动装置3移动,否则,进入步骤S56。
步骤S56:根据待补偏差量调整驱动装置3与所述龙门架2端部之间沿前后方向的相对位置,并返回至S52。工控机4继续通过驱动装置3调整龙门架2端部与驱动装置3之间沿前后方向的位置,也即根据待补偏差量所对应的龙门架2端部应相对于驱动装置3移动的方向,使龙门架2端部继续相对于驱动装置3移动,并返回至步骤S52。
需要说明的是,在本发明的描述中,所采用的“前”、“后”、“左”以及“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是限定所指的元件或部分必须具有特定的方位,因此不能理解为对本发明的限制。
以上对本发明所提供的补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种补偿龙门双驱运动偏差的机床,其特征在于,包括:
底板(1);
呈拱形的龙门架(2);
两个设于所述底板(1)、用以驱动所述龙门架(2)沿前后方向运动并获取所述龙门架(2)端部的实际位移量和输入位移量的驱动装置(3);
用以向所述驱动装置(3)发送驱动信号、从所述驱动装置(3)获取所述龙门架(2)端部的实际位移量和输入位移量并计算所述龙门架(2)端部的位移偏差量、以及向所述驱动装置(3)发送位移偏差量的工控机(4);
所述驱动装置(3)既可以带动所述龙门架(2)随其一起沿前后方向运动,也可以驱动所述龙门架(2)相对于所述驱动装置(3)本身沿前后方向运动;
全部所述驱动装置(3)均包括:
与所述龙门架(2)端部连接的移动平台(31),其中,所述移动平台(31)用以根据位移偏差量调整其与所述龙门架(2)端部之间沿前后方向的相对位置;
与所述移动平台(31)配合、用以检测所述移动平台(31)的实际位移量的光栅导轨(32),所述光栅导轨(32)包括光栅式传感器和沿前后方向设置的直线导轨,所述直线导轨与所述移动平台(31)配合,以供所述移动平台(31)沿前后方向移动,所述光栅式传感器用于检测所述移动平台(31)的实际位移量;
与所述移动平台(31)相连、用以根据驱动信号驱动所述移动平台(31)沿所述光栅导轨(32)运动的直线电机,当收到驱动信号时,所述直线电机启动并驱动所述移动平台(31)沿所述光栅导轨(32)前后方向移动,所述直线电机还用于获取所述龙门架(2)端部的输入位移量并将输入位移量信息发送给所述工控机(4),所述直线电机具有记录其位移输出量的行程记录器;
所述移动平台(31)包括:
移动架(311),其中,所述移动架(311)的底部与所述光栅导轨(32)配合,所述移动架(311)的顶部由前至后依次设有补偿槽(3111)和放置槽(3112);
设于所述补偿槽(3111)内、用以支撑连接所述龙门架(2)端部的补偿块(312),所述补偿块(312)的顶部与所述龙门架(2)端部固定连接,所述补偿槽(3111)沿前后方向的槽宽大于所述补偿块(312)本身沿前后方向的长度,使所述补偿块(312)在所述补偿槽(3111)内具有沿前后方向移动的自由度,所述补偿槽(3111)与所述放置槽(3112)连通;
设于所述放置槽(3112)内并与所述工控机(4)电连接的压电陶瓷(313),其中,所述压电陶瓷(313)的输出端从所述放置槽(3112)延伸至所述补偿槽(3111)内并与所述补偿块(312)固定连接,以驱动所述补偿块(312)在所述补偿槽(3111)内沿前后方向运动;
所述补偿块(312)通过柔性铰链(314)与所述补偿槽(3111)连接,其中,所述柔性铰链(314)沿左右方向延伸设置以供所述补偿块(312)在所述补偿槽(3111)内沿前后方向运动;
所述移动平台(31)还包括设于所述补偿槽(3111)前壁的位移传感器,所述位移传感器用以检测所述补偿块(312)与所述补偿槽(3111)前壁之间的距离,并将该距离信息发送给所述工控机(4),使所述工控机(4)根据该距离和当不受所述压电陶瓷(313)作用时所述补偿块(312)与所述补偿槽(3111)前壁之间的初始距离计算出所述龙门架(2)端部相对于所述移动平台(31)移动的相对位移量,以便于判断所述龙门架(2)端部实际位移量是否已经等于输入位移量,若上述相对位移量与位移偏差量不相等,则继续根据相对位移量与位移偏差量之间的差值调节所述补偿块(312)在所述补偿槽(3111)内沿前后方向的位置,直至待补偏差量为零,以使所述龙门架(2)端部的输入位移量与其最终的实际位移量相等。
2.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,所述柔性铰链(314)具体为直梁型柔性铰链。
3.根据权利要求2所述的机床,其特征在于,所述直梁型柔性铰链设置四个。
4.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,所述位移传感器具体为电容传感器。
5.一种补偿龙门双驱运动偏差的方法,应用于上述权利要求1至4任一项所述的机床,其特征在于,包括:
通过工控机(4)向驱动装置(3)发送驱动信号,使所述驱动装置(3)驱动龙门架(2)移动,所述工控机(4)获取所述龙门架(2)端部的输入位移量;
通过所述驱动装置(3)获取所述龙门架(2)端部的实际位移量并将实际位移量发送给所述工控机(4);
根据所述输入位移量和所述实际位移量计算出所述龙门架(2)端部的位移偏差量;
判断所述位移偏差量是否为零,若否,则进入下一步;
根据所述位移偏差量调整所述驱动装置(3)与所述龙门架(2)端部之间沿前后方向的相对位置。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述位移偏差量调整所述驱动装置(3)与所述龙门架(2)端部之间沿前后方向的相对位置的步骤具体包括:
S51:通过所述驱动装置(3)获取位移偏差量并调节其与所述龙门架(2)端部之间沿前后方向的相对位置;
S52:获取所述驱动装置(3)与所述龙门架(2)端部之间沿前后方向的相对位移量;
S53:判断所述相对位移量是否等于所述位移偏差量,若否,则进入S54;
S54:根据所述相对位移量与所述位移偏差量计算出所述龙门架(2)端部的待补偏差量;
S55:判断所述待补偏差量是否为零,若否,则进入S56;
S56:根据所述待补偏差量调整所述驱动装置(3)与所述龙门架(2)端部之间沿前后方向的相对位置,并返回至S52。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910666525.1A CN110253308B (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910666525.1A CN110253308B (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110253308A CN110253308A (zh) | 2019-09-20 |
CN110253308B true CN110253308B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=67927833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910666525.1A Active CN110253308B (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110253308B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI726498B (zh) * | 2019-11-22 | 2021-05-01 | 財團法人工業技術研究院 | 龍門機構線上慣量匹配同步控制方法 |
CN111716110A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-09-29 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种龙门平台 |
CN112705866B (zh) * | 2021-01-20 | 2022-08-05 | 奔腾激光科技(山东)有限公司 | 一种激光切割机横梁宽度补偿装置 |
CN114473631B (zh) * | 2022-01-19 | 2023-05-05 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种双驱***龙门同步调整方法 |
CN115752239B (zh) * | 2022-11-25 | 2023-06-27 | 杭州光尺科技有限公司 | 一种运动机构同步性测量装置及其测量方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5730643A (en) * | 1993-07-30 | 1998-03-24 | Western Atlas Uk, Limited | Machine tool |
CN103170845A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-06-26 | 广东工业大学 | 一种同轴宏微复合直线运动平台装置及其精度补偿方法 |
CN104801987A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-29 | 广东工业大学 | 一种大型五面体龙门加工中心及补偿移动横梁变形的方法 |
CN107627292A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-26 | 广东工业大学 | 一种多自由度大行程高精度运动平台 |
EP3303204A1 (en) * | 2015-06-02 | 2018-04-11 | Marine Electrical Consulting Limited | Method and apparatus for adaptive motion compensation |
CN108983701A (zh) * | 2017-06-01 | 2018-12-11 | 北大方正集团有限公司 | 同步驱动装置及驱动方法 |
CN210209409U (zh) * | 2019-07-23 | 2020-03-31 | 广东工业大学 | 一种补偿龙门双驱运动偏差的机床 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005003322B3 (de) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Verfahren zum Bestimmen einer Raumkoordinate eines Messpunktes an einem Messobjekt sowie entsprechendes Koordinatenmessgerät |
-
2019
- 2019-07-23 CN CN201910666525.1A patent/CN110253308B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5730643A (en) * | 1993-07-30 | 1998-03-24 | Western Atlas Uk, Limited | Machine tool |
CN103170845A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-06-26 | 广东工业大学 | 一种同轴宏微复合直线运动平台装置及其精度补偿方法 |
CN104801987A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-29 | 广东工业大学 | 一种大型五面体龙门加工中心及补偿移动横梁变形的方法 |
EP3303204A1 (en) * | 2015-06-02 | 2018-04-11 | Marine Electrical Consulting Limited | Method and apparatus for adaptive motion compensation |
CN108983701A (zh) * | 2017-06-01 | 2018-12-11 | 北大方正集团有限公司 | 同步驱动装置及驱动方法 |
CN107627292A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-26 | 广东工业大学 | 一种多自由度大行程高精度运动平台 |
CN210209409U (zh) * | 2019-07-23 | 2020-03-31 | 广东工业大学 | 一种补偿龙门双驱运动偏差的机床 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
宏微复合平台的微运动动态模型研究;高健;陈小国;张揽宇;周志强;;机械设计与制造(第02期);第62-66页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110253308A (zh) | 2019-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110253308B (zh) | 一种补偿龙门双驱运动偏差的机床和方法 | |
CN210209409U (zh) | 一种补偿龙门双驱运动偏差的机床 | |
CN100410623C (zh) | 移动龙门式光学坐标测量仪 | |
CN104364893B (zh) | 一种平面定位***与使用该平面定位***的方法 | |
EP2643129B2 (de) | Verfahren zur steuerung eines koordinatenmessgeräts | |
CN102629122B (zh) | 一种大行程高速双重驱动纳米定位*** | |
CN204788282U (zh) | 一种快速高精度平面度测量装置 | |
CN107283828B (zh) | 3d打印装置、打印方法及其运动控制方法 | |
CN101419044B (zh) | 微纳米级三维测量“331”***及其测量方法 | |
CN105149645A (zh) | 一种用于机器人制孔***锪窝深度控制的装置及制孔方法 | |
CN103353368A (zh) | 一种扭矩测试平台 | |
CN102023021A (zh) | 归位处理的龙门平台正交性误差测量方法和误差补偿方法 | |
CN111026166B (zh) | 平面二自由度宏微复合定位***及控制方法 | |
CN108519759A (zh) | 一种切割机床锯切型材的长度补偿方法 | |
CN107655416B (zh) | 一种轴的直径检测装置及检测方法 | |
CN109158596B (zh) | 一种sls金属3d打印机自动调平装置 | |
CN110900305B (zh) | 一种机床工作台定位误差测量方法 | |
CN213674444U (zh) | 一种闭环控制的上冲模 | |
TWI726498B (zh) | 龍門機構線上慣量匹配同步控制方法 | |
CN210589272U (zh) | 一种二自由度宏微精密定位平台装置 | |
CN112432617A (zh) | 一种钢轨非接触式激光测量平台 | |
CN210318185U (zh) | 一种新型精密滚动直线导轨装置 | |
TWI228449B (en) | Press forming method | |
JP2008059016A (ja) | 位置決め制御装置および位置決め制御方法 | |
CN212806939U (zh) | 跨尺度激光三坐标测量装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |