CN201012415Y - 数字智能反馈螺纹磨削补偿装置 - Google Patents

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王兆坦
宋现春
刘宪银
李保民
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Shandong Bote Precision Industrial Co., Ltd.
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Abstract

一种数字智能反馈螺纹磨削补偿装置，在磨床上装有光栅读数装置和校正机构，校正机构是在壳体上装有步进电机，壳体内装有滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的丝杠轴向固定，丝杠与步进电机输出轴通过联轴器连接，滚珠丝杠副的螺母周向固定，该螺母与装置在原机床母丝杠螺母上的摆杆相关联；光栅读数装置是安装在磨床主轴处的光栅读数头。对欲加工工件进行动态检测并根据工件的最终精度形成补偿数据输入到反馈校正装置的存储器数据表中，在加工时利用主轴的位置信号调出存储器数据表中对应点的丝杠误差，处理后通过步进电机带动驱动装置带动工作台产生微量轴向移动，校正加工丝杠螺纹精度。它能显著提高滚珠丝杠产品的磨削加工精度，降低废品率，降低成本、提高生产率，提高经济效益；并相应促进其它机械制造水平的提高。

Description

数字智能反馈螺纹磨削补偿装置
技术领域：
本实用新型涉及一种数字智能反馈螺纹磨削补偿装置，用于在磨床上磨削丝杠螺纹时消除误差。
背景技术：
丝杠属于细长轴类零件，刚性很差。为了保证丝杠在使用中具有较高的精度保持性，实际加工中在粗加工后进行表面淬硬，最后进行精密磨削。磨削加工过程中磨削热引起的热变形是丝杠加工的重要误差来源之一，这些都增加了提高丝杠加工精度的难度。为提高零件的加工精度，一般采用误差预防和误差补偿两种措施。误差预防就是在加工工艺***中，从机床、刀具、工艺和材料等方面考虑尽量减少误差的产生，但随着精度要求的提高，这条途径的难度也越来越大，精度的提高受到了限制，代价也很大。误差补偿是通过专门设计的误差补偿***来校正加工***中存在的误差，减少误差输出，这是一条经济而实用的加工途径。但早期的误差补偿方法主要是靠机械校正尺，采用人工补偿控制。操作人员通过加工后的丝杠误差曲线来修刮和调整机械校正尺，从而达到误差补偿的目的。虽然这种方法能补偿掉大部分机床的静态几何误差，但对于周期误差以及局部累积误差则不能有效补偿。激光-光栅反馈校正装置、光栅-光栅反馈校正装置、容栅-感应同步反馈校正装置以及光栅-磁栅反馈校正装置等等，虽说能对加工件局部误差进行实时随机修正，也取得了一定的效果，但由于加工环境恶劣，使得测量***稳定性受到限制，反馈校正的效果大打折扣。由于测量***只是对机床传动链误差进行了测定，对加工过程中磨削热(或车削热)产生的误差、安装误差、人为操作误差无法测定，也就是说反馈校正装置只是解决了机床传动链误差的影响，而对其它误差产生的影响没能很好解决。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种数字智能反馈螺纹磨削补偿装置，解决在磨床上磨削丝杠螺纹时难以消除误差的问题。
本实用新型的目的是以如下方式实现的：在磨床上装有光栅读数装置和校正机构，校正机构是在壳体上装有步进电机，壳体内装有滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的丝杠轴向固定，丝杠与步进电机输出轴通过联轴器连接，滚珠丝杠副的螺母周向固定，该螺母与装置在原机床母丝杠螺母上的摆杆相关联；光栅读数装置是安装在磨床主轴处的光栅读数头。利用丝杠激光动态检测仪，对欲加工工件进行动态检测，并对检测曲线进行分析、编辑、处理，根据工件的最终精度，形成新的补偿数据文件，将补偿数据输入到反馈校正装置的存储器数据表中。在反馈加工时，利用主轴编码器提供的位置信号，调出存储器数据表中对应点的丝杠误差，送至步进电机驱动器，由驱动器驱动步进电机运动。步进电机输出轴通过带动滚珠丝杠转动，使滚珠丝杠螺母沿导向套上下移动，通过触点驱动摆杆使原机床母丝杠螺母作微小的附加转动，工作台由此产生微量的轴向移动，从而达到校正加工丝杠螺纹精度的目的。
滚珠丝杠副的螺母前部有顶杆顶在固定于原机床母丝杠螺母上的摆杆的一面，摆杆的另一面压有弹簧，由顶杆和弹簧的作用使螺母作微小转动，从而达到校正工作台位移的目的。
该数字智能反馈螺纹磨削补偿装置，只需对欲加工件的检测曲线进行分析、编辑、处理，根据工件的最终精度，形成新的文件，再将形成新的文件送至反馈校正装置，以实现消除加工误差的目的。这种反馈校正装置与激光动态检查仪的信号传输，可用软盘拷贝，也可用传输线传送，十分方便。在实际应用中表现的主要优点是：(1)能显著提高滚珠丝杠产品的磨削加工精度，降低废品率，从而降低成本、提高生产率，为企业带来较大的经济效益；(2)由于精密丝杠是各类机械和仪器的传动和定位元件，其产品质量的提高可以使数控机床的加工精度得到提高，促使整个机械制造水平的普遍提高；(3)可推广应用到其他类机械零件(如齿轮、蜗轮等)的加工控制当中，为机械产品的精度提高提供一条有效的途径。
附图说明：
图1是本实用新型数字智能反馈螺纹磨削补偿装置的结构示意图。
图2是校正机构的简图。
具体实施方式：
参照图1、图2，磨床工作台一端为主轴1，另一端为尾座6，主轴1和尾座6的顶尖支撑丝杠4，丝杠4端部固定拨叉3与主轴旋转动力连接，丝杠4侧面有磨床砂轮5用于磨削丝杠4的螺旋槽，床身内装有前支撑10和后支撑13用于固定磨床母丝杠11，母丝杠11端部通过挂轮9与动力连接，母丝杠11上有丝杠螺母12，螺母12上固定补偿用的摆杆8，在磨床上装有光栅读数装置2和校正机构7，光栅读数装置2是安装在磨床主轴1处的光栅读数头，可以检测主轴1的转动角度；校正机构7是在与床身固定的壳体上装有步进电机15，壳体内装有滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的丝杠17轴向固定，丝杠17与步进电机15输出轴通过十字滑块联轴器16连接，滚珠丝杠副的螺母18周向固定，该螺母18前部有顶杆19顶在固定于原机床母丝杠螺母12上摆杆8的一面，摆杆8的另一面压有弹簧20，另有螺纹磨床数字反馈装置14用于处理数据及输出步进电机15驱动电源，通过信号线和电机驱动线连接光栅读数装置2和步进电机15。

Claims (2)

1.一种数字智能反馈螺纹磨削补偿装置，在磨床上装有光栅读数装置和校正机构，其特征在于：校正机构(7)是在壳体上装有步进电机(15)，壳体内装有滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的丝杠(17)轴向固定，丝杠(17)与步进电机(15)输出轴通过联轴器(16)连接，滚珠丝杠副的螺母(18)周向固定，该螺母(18)与装置在原机床母丝杠螺母(12)上的摆杆(8)相关联；光栅读数装置(2)是安装在磨床主轴(1)处的光栅读数头。
2.根据权利要求1所述的数字智能反馈螺纹磨削补偿装置，其特征在于：滚珠丝杠副的螺母(18)前部有顶杆(19)顶在固定于原机床母丝杠螺母(12)上摆杆(8)的一面，摆杆(8)的另一面压有弹簧(20)。
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