CN112676915A - 一种三轴数控机床及三轴数控机床的误差补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种三轴数控机床及三轴数控机床的误差补偿方法，涉及数控机床技术领域，尤其是指一种三轴数控机床，包括基座、加工台、铣头加工组件、水平驱动机构、垂直驱动机构、竖直驱动机构和控制器，所述基座上端两端对称设置有Y轴横梁组件，所述Y轴横梁组件滑动安装有X轴横梁组件，所述X轴横梁组件上滑动设置有滑动块，所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构均安装有位移传感器，本发明可根据位移传感器的数据通过控制器的误差补偿方法得出误差值，且负反馈给水平驱动机构、垂直驱动机构、竖直驱动机构，可使得铣头的加工更加精准，并且本发明结构设计合理，方便组装，本发明加工误差小，可适用于高精度加工零件、仪器。

Description

一种三轴数控机床及三轴数控机床的误差补偿方法

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，尤其是指一种三轴数控机床及三轴数控机床的误差补偿方法。

背景技术

数控机床是具有高科技含量的工作母机，是制造机器的机器，是实现国家工业化、现代化、信息化、智能化的基础装备，也是实现制造强国战略的重要保障。对数控机床而言，其可靠性不仅指机床本身能够平稳运行，更重要的是能够保证长时间加工出合格的产品，因此可靠性是数控机床的重要指标。数控机床可靠性涉及数控机床的整个寿命周期，从数控机床的设计、制造、装配、安装、调试、用户使用到机床报废，都与数控机床的可靠性技术密切相关。

现有的三轴数控机床结构复杂，在使用的过程中容易产生变形，导致加工的过程铣头容易产生变形，在三轴数控机床中，各直线轴的定位和重复定位精度可由激光干涉仪补偿，但机床各部件在运动和定位过程中，各轴的直线度、运动的角度偏差，直线轴之间相互的垂直度都会影响刀尖最终的实际位置，因此需要一种高精度的三轴数控机床。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种三轴数控机床及三轴数控机床的误差补偿方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种三轴数控机床，包括基座、加工台、铣头加工组件、水平驱动机构、垂直驱动机构、竖直驱动机构和控制器，所述基座上端两端对称设置有Y轴横梁组件，所述Y轴横梁组件滑动安装有X轴横梁组件，所述X轴横梁组件上滑动设置有滑动块，所述铣头加工组件包括机床滑枕、机床主轴、铣头，所述滑动块内设置有导轨，所述机床滑枕滑动安装于所述导轨上，所述机床主轴安装于所述机床滑枕下端，所述铣头安装于所述机床主轴下端，所述水平驱动机构用于驱动所述X轴横梁组件移动，所述垂直驱动机构用于驱动滑动块移动，所述竖直驱动机构用于驱动所述机床滑枕移动，所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构均安装有位移传感器，所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构、所述位移传感器均与所述控制器电性连接。

作为优选，所述Y轴横梁组件上部设置有滑动杆，所述X轴横梁组件下端设置有与所述滑动杆配合使用的滑动固定块，所述滑动固定块滑动安装于所述滑动杆上，所述滑动杆两端设置有阻挡块。

作为优选，所述X轴横梁组件侧部设置有多个平行设置的滑动凸台，所述滑动块上设置有与所述滑动凸台配合使用的多个平行凹槽。

作为优选，所述铣头加工组件还包括冷却器，所述冷却器的出水口对准所述铣头。

作为优选，所述机床主轴上安装于千分尺，所述千分尺与所述控制器电性连接。

作为优选，所述加工台上设置有多个水流通道，所述水流通道侧部设置有水收集箱。

作为优选，所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构均为伺服电机。

一种三轴数控机床的误差补偿方法，位移传感器将采集的数据传送至控制器，控制器将三轴数控机床X、Y、Z轴的位移进行进行数据转换并与实际位移进行比较，并将千分尺的读数传送至控制器；

根据位移传感器测量的点1、点2、点3的XY的坐标值以及Z轴的千分表读数：

根据方程

可得出：

求出该矩阵的后即可求得ΔX、ΔY和ΔZ，将其补入控制器，使得控制器控制相应的水平驱动机构、垂直驱动机构、竖直驱动机构。

作为优选，所述控制器为PLC控制***。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种三轴数控机床，包括基座、加工台、铣头加工组件、水平驱动机构、垂直驱动机构、竖直驱动机构和控制器，所述基座上端两端对称设置有Y轴横梁组件，所述Y轴横梁组件滑动安装有X轴横梁组件，所述X轴横梁组件上滑动设置有滑动块，所述铣头加工组件包括机床滑枕、机床主轴、铣头，所述滑动块内设置有导轨，所述机床滑枕滑动安装于所述导轨上，所述机床主轴安装于所述机床滑枕下端，所述铣头安装于所述机床主轴下端，所述水平驱动机构用于驱动所述X轴横梁组件移动，所述垂直驱动机构用于驱动滑动块移动，所述竖直驱动机构用于驱动所述机床滑枕移动，所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构均安装有位移传感器，所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构、所述位移传感器均与所述控制器电性连接，本发明可根据位移传感器的数据通过控制器的误差补偿方法得出误差值，且负反馈给水平驱动机构、垂直驱动机构、竖直驱动机构，可使得铣头的加工更加精准，并且本发明结构设计合理，方便组装，本发明加工误差小，可适用于高精度加工零件、仪器。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的正视图。

图3为本发明的侧视图。

附图标记分别为：

基座--1，加工台--2，铣头加工组件--3，水平驱动机构--4，垂直驱动机构--5，竖直驱动机构--6，Y轴横梁组件--7，X轴横梁组件--8，滑动块--9，导轨--10，滑动杆--11，滑动固定块--12，阻挡块--13，滑动凸台--14，平行凹槽--15，冷却器--16，机床滑枕--17，机床主轴--18，铣头--19，水流通道--20，水收集箱--21。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例一

如图1-3所示，本发明提供的一种三轴数控机床，包括基座1、加工台2、铣头加工组件3、水平驱动机构4、垂直驱动机构5、竖直驱动机构6和控制器，所述基座1上端两端对称设置有Y轴横梁组件7，所述Y轴横梁组件7滑动安装有X轴横梁组件8，所述X轴横梁组件8上滑动设置有滑动块9，所述铣头加工组件3包括机床滑枕17、机床主轴18、铣头19，所述滑动块9内设置有导轨10，所述机床滑枕17滑动安装于所述导轨10上，所述机床主轴18安装于所述机床滑枕17下端，所述铣头19安装于所述机床主轴18下端，所述水平驱动机构4用于驱动所述X轴横梁组件8移动，所述垂直驱动机构5用于驱动滑动块9移动，所述竖直驱动机构6用于驱动所述机床滑枕17移动，所述水平驱动机构4、所述垂直驱动机构5、所述竖直驱动机构6均安装有位移传感器，所述水平驱动机构4、所述垂直驱动机构5、所述竖直驱动机构6、所述位移传感器均与所述控制器电性连接，本发明可根据位移传感器的数据通过控制器的误差补偿方法得出误差值，且负反馈给水平驱动机构4、垂直驱动机构5、竖直驱动机构6，可使得铣头19的加工更加精准，并且本发明结构设计合理，方便组装，本发明加工误差小，可适用于高精度加工零件、仪器。

本实施例中，所述Y轴横梁组件7上部设置有滑动杆11，所述X轴横梁组件8下端设置有与所述滑动杆11配合使用的滑动固定块12，所述滑动固定块12滑动安装于所述滑动杆11上，所述滑动杆11两端设置有阻挡块13，滑动杆11和滑动固定块12的配合使用，可对X轴横梁组件8沿着Y轴横梁组件7进行进一步的限位，阻挡块13可防止X轴横梁组件8过度移动脱离Y轴横梁组件7。

本实施例中，为防止滑动块9脱离X轴横梁组件8，所述X轴横梁组件8侧部设置有多个平行设置的滑动凸台14，所述滑动块9上设置有与所述滑动凸台14配合使用的多个平行凹槽15。

本实施例中，所述铣头加工组件3还包括冷却器16，所述冷却器16的出水口对准所述铣头19，所述加工台2上设置有多个水流通道20，所述水流通道20侧部设置有水收集箱21，冷却器16可将铣头19加工时产生的热量快速的散失，水流通道20和水收集箱21用于手机冷却器16喷出的冷却水。

本实施例中，所述机床主轴18上安装于千分尺，所述千分尺与所述控制器电性连接，千分尺用于测量机床主轴18转动的数据，并将数据发送至控制器进行分析处理。

本实施例中，所述水平驱动机构4、所述垂直驱动机构5、所述竖直驱动机构6均为伺服电机。

实施例二

一种三轴数控机床的误差补偿方法，位移传感器将采集的数据传送至控制器，控制器将三轴数控机床X、Y、Z轴的位移进行进行数据转换并与实际位移进行比较，并将千分尺的读数传送至控制器；

根据位移传感器测量的点1、点2、点3的XY的坐标值以及Z轴的千分表读数：

根据方程

可得出：

求出该矩阵的后即可求得ΔX、ΔY和ΔZ，将其补入控制器，使得控制器控制相应的水平驱动机构4、垂直驱动机构5、竖直驱动机构6。

本实施例中，所述控制器为PLC控制***。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种三轴数控机床，其特征在于：包括基座、加工台、铣头加工组件、水平驱动机构、垂直驱动机构、竖直驱动机构和控制器，所述基座上端两端对称设置有Y轴横梁组件，所述Y轴横梁组件滑动安装有X轴横梁组件，所述X轴横梁组件上滑动设置有滑动块，所述铣头加工组件包括机床滑枕、机床主轴、铣头，所述滑动块内设置有导轨，所述机床滑枕滑动安装于所述导轨上，所述机床主轴安装于所述机床滑枕下端，所述铣头安装于所述机床主轴下端，所述水平驱动机构用于驱动所述X轴横梁组件移动，所述垂直驱动机构用于驱动滑动块移动，所述竖直驱动机构用于驱动所述机床滑枕移动，所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构均安装有位移传感器，所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构、所述位移传感器均与所述控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种三轴数控机床，其特征在于：所述Y轴横梁组件上部设置有滑动杆，所述X轴横梁组件下端设置有与所述滑动杆配合使用的滑动固定块，所述滑动固定块滑动安装于所述滑动杆上，所述滑动杆两端设置有阻挡块。

3.根据权利要求1所述的一种三轴数控机床，其特征在于：所述X轴横梁组件侧部设置有多个平行设置的滑动凸台，所述滑动块上设置有与所述滑动凸台配合使用的多个平行凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种三轴数控机床，其特征在于：所述铣头加工组件还包括冷却器，所述冷却器的出水口对准所述铣头。

5.根据权利要求1所述的一种三轴数控机床，其特征在于：所述机床主轴上安装于千分尺，所述千分尺与所述控制器电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种三轴数控机床，其特征在于：所述加工台上设置有多个水流通道，所述水流通道侧部设置有水收集箱。

7.根据权利要求1所述的一种三轴数控机床，其特征在于：所述水平驱动机构、所述垂直驱动机构、所述竖直驱动机构均为伺服电机。

8.一种三轴数控机床的误差补偿方法，其特征在于：位移传感器将采集的数据传送至控制器，控制器将三轴数控机床X、Y、Z轴的位移进行进行数据转换并与实际位移进行比较，并将千分尺的读数传送至控制器；

根据位移传感器测量的点1、点2、点3的XY的坐标值以及Z轴的千分表读数：

根据方程

可得出：

求出该矩阵的后即可求得ΔX、ΔY和ΔZ，将其补入控制器，使得控制器控制相应的水平驱动机构、垂直驱动机构、竖直驱动机构。

9.根据权利要求8所述的一种三轴数控机床的误差补偿方法，其特征在于：所述控制器为PLC控制***。

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