CN1015424B - 动态补偿平衡器 - Google Patents

Abstract

一种动态补偿平衡器装置，具有数控靠模头，在高速下通过滑板位移，切削切具径向位移，切削刀具重量的变化来保持适当的平衡。靠模头内有平衡重。本发明包括一个伺服运转的第三油缸。它与第一与第二油缸的液体相通。伺服控制不平衡量的检测，推击第三油缸去改变平衡重油缸内的液体，使平衡重位移，无须滑板作相应的位移。

Description

本发明涉及平衡装置，特别是平衡旋转物体的装置，而这些旋转物体有着变化的质量中心。

不断追求更高的生产率和更高的加工精度给许多制造业提出了一些不易解决的问题。设计制造高效和准确加工圆形工件的设备的挑战已扩展到机床，该机床是用靠模头加工一个不动的工件。纽莫瑞玻TM（Numeribore·TM）机床是靠模机床的一个典型例子，它是由爱姆塞国际公司（AMCA    Interrational    Corporation）戴维斯工具部（Davis    Tool    Division制造的。

高速旋转需要新式的靠模机床，因此，靠模头必须精确地平衡。不平衡条件会导致不准确的几何形状。当用靠模头切削尺寸有变化的孔或旋转的锥表面时，刀具和刀具滑板相对旋转轴线变化的距离要求施加相应变化的平衡力。

当使用比较小的靠模头时，平衡问题会更严重。许多情况下，在用靠模头加工特殊工件而靠模头需用小包络体时，提供足够的质量以适当地平衡地削工具和滑板是十分困难的。在靠模头滑板行程较大，旋转速度比较高时，问题更为突出。

人们已经做了工作，试图解决上述问题。例如，美国4577535专利介绍了一种带有平衡的靠模头的靠模机床。在靠模头内部有一对啮合的平衡重。平衡重是沿着旋转轴线的径向方向移 动，与切削刀具和滑板的运动方向相反。虽然4577535专利系统一般说来还令人满意，但是它的最大运转速度比所要求的低一些。美国专利4620464号公开了具有平衡的镗削头，但其刀具行程十分有限。其他已知的平衡系统也不能满意地补偿径向可移动件的位置变化以及高速靠模头的径向可移动件的载荷变化。

本发明的目的是提供一种动态补偿平衡器，它适用相当广泛的速度变化以及质量偏距中心和偏心部件质量的变化。它是由流体驱动的平衡重和伺服机构控制的调谐系统这样的装置来实现的。

本发明的目的可以通过以下措施来达到，在有床头箱的、并用于在工件上加工旋转表面的机床上，床头箱内安装一个有凸缘的轴套，它可绕一中心轴线旋转;安装在轴套内的心轴可沿中心轴线往复运动使轴套内心轴往复运动的第一控制装置，一个动态平衡补偿器包括：安装在轴套上与之旋转的机架;安装在机架内，在一个垂直于中心轴线的平面内作朝和移离中心轴线往复运动的滑板，滑板包括加工工件用的切削刀具;为响应轴套内心轴的往复运动，用于使滑板往复运动的第一驱动装置;安放在机架内，在垂直于中心轴线的平面作往复运动的平衡重装置，安装在机架上的平衡系统直接把滑板联接到平衡重装置并由滑板直接往复驱动，它使平衡重装置与滑板的往复运动同步地，但方向相反地运动，从而在滑板作移向和移离中心轴线的往复运动时起平衡作用。

本发明的目的，还可以通过以下措施来达到。

动态平衡补偿器可以装在机床的靠模头内，装上的靠模头绕中心轴线旋转。靠模头可以安装到普通的床头箱转动式的轴套上。靠模头包括一个机架，机架被导入轴套并用螺钉固定在轴套上。机架形成一 个T型通道，滑板可沿着中心轴线的径向方向往复滑动。切削刀具固定在滑板上。

要使滑板和切削刀具能够径向移动，靠模头包含一个由装在轴套内的心轴驱动的机构。心轴在传统数控系统的控制下沿着中心轴线作往复运动，在心轴与靠模头之间的驱动机构，最好是一个技术上已知的消除间隙的驱动机构，例如紧拢齿轮系。在旋转轴套中往复运动的心轴产生相应的滑板和切削刀具的径向移动，以适应正在由靠模头加工的工件的直径或轮廓的变化。

靠模加工时为补偿滑板和切削刀具径向位置的变化，本发明的靠模头包含一块平衡重，它被安装在靠模头滑板和机架凹部的位置。平衡重在与滑板组同平面内以相反方向作往复平行运动。在优先选用的实施例中，平衡重相对于滑板相反方向的往复运动，是由平衡机构来完成的。平衡机构被固定在靠模头机架上，该机构至少有两个分别带有壳体的液体油缸。其中一个油缸的活塞杆联接到滑板上，另一个油缸的活塞杆与平衡重相联。在第一个活塞侧边或滑板油缸有通孔直到第二个油缸活塞的侧面，在两个油缸之间放入了一定量的不可压缩液体。任何一个油缸活塞杆一侧没有也无须液体。

平衡重和滑板是这样设计的，使他们各自的质量中心与旋转中心轴线的径向相反，从中心轴的轴向方向观察，不考虑他们在靠模头机架中的相互位置。此外，平衡重的质量中心位于中心轴线和第二油缸或平衡重油缸之间。这样，当靠模头绕中心轴线旋转时，平衡重对第二个油缸内的液体作用一个离心力，进而在两个油缸的活塞上产生压力。由于滑板是数控控制，油缸内的压力对于滑板的位置没有影响。

当机架内的滑板由数控的心轴带动而径向移动时，第一油缸的活 塞也移动相等的距离。在两个油缸之间的流体在各自的活塞端部流动从而使第二个滑缸活塞移动一个距离。该距离与滑板和第一个油缸活塞行程成正比。在机架内的多个油缸是这样安置的，使得平衡重位移与滑板位移的方向相反。当滑板在滑离第一滑缸的方向时，于平衡重产生的对第二油缸内流体的离心力的压力，使得两个油缸都充满了流体。这样，滑板和第一油缸起着泵的作用，使得第二油缸的活塞跟着从动，平衡重平衡径向移动的滑板的刀具。

由于工业上应用的靠模头在空间上的限制，组成平衡重的某些部件最好采用高密度的材料。另外，平衡重的质量最好大于滑板和刀类的质量。因此，要适当平衡滑板，平衡重位移无须与相应滑板的位移一样大。滑板和平衡重的相对位置可以确定一个比率，而不是整数，并通过使用不等面积的油缸来完成。

此外，按照本发明，靠模头不用移动滑板，也可以在动态下进行补偿，校正不平衡状态。由于各种旋转部件假定的位置或质量，例如刀具，或滑板和平衡重油缸的定标有变化或不准确，都会引起小的但有害的不平衡。为提供动态补偿，本发明包含第三个液力油缸。这第三个或动态补偿油缸可以是单作用式，液体仅在活塞的端部。第三油缸活塞端部位于靠模头机架内，其中的液体和一个与第一、第二油缸液体封闭的系统相联。这样，在第二油缸及其油路通道内就可注入一定量的液体。

第三油缸活塞杆联接到一个补偿环上，该环被定向在床头箱轴套上，使之可以同轴套一起旋转。补偿环能相对于轴套和靠模头机架作往复运动。该环在轴套上的往复运动使第三油缸活塞相对于靠模头机架移动。第三油缸活塞的移动改变了该油缸活塞端的液体量。由旋转 的平衡重产生并作用在第二油缸上的离心力在留聚的液体上形成压力。当补偿环第三油缸活塞作往复运动时，液体的压力确保第三油缸活塞端部总是充满液体。由于滑板是数控控制，在第二和第三油缸内的液体变化时，第一油缸活塞不改变位置。在这个方法中，平衡器系统设计能力下的不平衡条件可得到补偿而无须移动滑板。当补偿环作轴向移运时，而避免补偿环联接到第三油缸所产生的集中的力，最好是三个或更多的油缸大致等距离地环绕补偿环和机架来安置。

补偿环的往复运动可以通过固定在床头箱上的带螺纹的部件来实现。有螺纹的环形部件联接到一个套环的螺纹上。套环与齿轮装配在一起，齿轮则通过适当的驱动轮系与伺服马达相联接。伺服马达通电后，使套环相对于床头箱和带有螺纹的环形部件转动，从而使套环相对于床头箱作轴向移动。补偿环通过一个止推轴承与套环耦联，这样补偿环就随套环一起作轴向移动。结果，通电的伺服马达使套环相对于床头箱转动，通过螺纹的联接，使套环、补偿环和第三油缸活塞作轴向移动，改变平衡重的径向位置而无须靠模头滑板的移动。在伺服马达的作用下，套环和补偿环之间的止推轴承允许在这两部件间作相对转动。

本发明为了控制伺服马达以便维持靠模头的动态平衡，在机床床头箱上可以安装一个众所周知的加速度计。加速度计安装在控制线路内，以此来检测至少在最大床头箱柔量的平面内的不平衡力。来自加速度计的信号送入跟踪滤波器，去掉除了心轴速度以外的所有频率。滤波后的信号用来控制伺服马达。结果是动态补偿系统仅仅对这类的振动起补偿作用，该类振动与心轴的旋转频率相同，并在床头箱最大柔量的平面产生振动。

下面结合附图对本发明作更详细的说明。可以更清楚地理解本发明相比已有技术的优点和特点。

图1是一台典型机床的侧视图，该机床使用了本发明的动态补偿平衡器;

图2是图1中沿2-2线箭头方向的视图;

图3是图2中沿3-3线的截面视图;

图4是过本发明靠模头的旋转中心轴线的截面视图;

图5是沿图4中5-5线的截面视图;

图6是沿图4中6-6线的截面视图;

图7是沿图4中7-7线的截面视图;

图8是为本发明的平衡系统提供动态补偿机构的视图，其中部分是断开面，部分是剖面，

图9是本发明的动态补偿平衡器的控制框图。

虽然下面将对本发明作详细的说明，并能够使普通技术人员实现本发明。但是在这里的具体结构仅是作为本发明的例示，本发明也可能采用其他特殊结构。本发明的保护范围由权利要求限定。

图1中，靠模头1即包含有本发明。靠模头安装在一台数控机床5的床头箱3上。然而，本发明不仅限于在机床上应用。

机床5包括床身7，它通过水平支撑物11固定在地基9上。垂直立柱13紧固到床身上。立柱13上有垂直滑道15，在床头箱3沿Y轴方向作往复运动时起导向作用。立柱滑道面确定了一个垂直平面。座架17安装在床身7上，它可以沿W轴在第一水平向向往复移动，并平行于立柱滑道15面所确定的平面。床架17包括为装配和导向平盘19，使之作往复运动的导轨。平盘的运动沿X轴水平方 向，垂直于床架17的运动方向。

工件21可以直接固定在机床平盘19上，如图所示，工件21也可以固定在一个夹紧装置23上，象已知技术中的旋转平盘或机件可换托板架。图示的工件是一有水平轴线27的象征性的旋转锥面25，并将由机床5加工。锥面25是作孔来说明的，但是，使用本发明同样可以加工外旋转面。

如图4所示，轴套37安装在床头箱3上并可绕中心轴线31旋转。中心轴线31定义一个Z轴。轴套37的轴颈安放于床头箱上轴承39内。轴套的旋转运动是由带键的大齿轮41提供的。为使大齿轮41转动，它与一个由马达43驱动的适当的驱动轮系（未画出）相啮合（图1）。

由靠模头1来完成工件上的孔25的加工，靠模头安装在床头箱3上，并可绕中心轴线31旋转。靠模头包括紧固在刀架32上的切削刀具29，而刀架32又固定在滑板33上。如图2所示，滑板33可在机架35内一个垂直于中心轴线的平面内作往复运动。滑板可在机架开放端36与关闭端38之间，按箭头34所示的方向作往复运动。下面将介绍使得滑板作往复运动的机构。

为将靠模头1可转动地安装到靠模机床床头箱3上，靠模头机架35被联接到床头箱轴承37上。如图4所示，靠模头机架35有一异向45，它准确地定位在轴套的一个孔内。为了旋转的要求，螺钉47将机架联接到轴套上。

为使滑板33作往复运动，心轴49可在轴套37内轴向滑动，通过一个驱动轮系51驱动滑板。由图示的结构可见，驱动轮系51由一组固定在滑板内表面54的一组齿条53所组成。两组啮合的齿 轮55和57安放在心轴49和滑板齿条53之间。为了驱动齿轮53和57以及滑板，齿条59联接到加工成平的心轴的延长部58上。

齿轮系51最好是采用消除齿隙的设计。如图5所示，齿轮组55是由安装在同一轴61上的两个齿轮55a和55b所组成，轴61安装在靠模头机架35上。第二个齿轮组57是由安装在同一轴63上的两个齿轮57a和57b所组成。齿轮57a与齿条组53的齿条53a相啮合，齿条固定在滑板内表面54上。齿条53b在滑板上是可调整的。为此，一个楔形物60（图4）放入齿条53b的一端与在滑板33上形成的斜面62之间。螺栓80将楔形物60固定。紧固螺栓80，楔形物沿表面62滑动并移动齿条53b。结果齿轮57a、57b和55a、55b相对于心轴齿条59、和滑动齿条53a转动，从而去除驱动轮系51的所有齿轮间隙。如果需要可以通过楔形物将预先规定的初载加到驱动轮系上。

消除齿隙的驱动轮系51的结构，使心轴49沿Z轴的轴向移动带来十分精确的靠模头滑板33的相应运动。该滑板是在垂直于Z轴的垂直平面内。为了提供在机架35内滑板位置的反馈，靠模头1包含一个安装在机架上的感应式传感器标度64和安装在滑板上的滑板66（图5）。正如在技术上已知的，感应式传感器标度64和滑块66被并进靠模机床的数控系统。

为在机架35内准确卡住并定向滑板33，靠模头1包含几个夹条，如图2，图5和图6所示。夹条68和70倚着机架在平行于Z轴的方向卡住滑板。夹条72在Z轴的横向方向倚着固定在机架上的平板74夹持住滑板。滑板、夹条和平板74之间配合表面的润滑， 是通过在这些部件和机架上的钻出的通道来完成的。向机架提供润滑是通过在心轴49和滑板之间的柔性导管77来完成的（图4）。使用常规刮油器和封条使心轴的润滑油的泄漏和机架入口的污染减至到最小程度（图2）。

由图3、图4和图5可见，靠模头滑板33有四个内腔。第一个内腔65提供的空间用于这样一个机构，使刀架32刚性但又可移动地安装到滑板上。这样的机构并不构成本发明的任何部分，因此不再进一步讨论它。滑板33进一步限定一个中心腔67和一对小的侧腔69和71。内腔65，67，69和71在滑板外端73处敞开，由平架75封盖住。内腔在滑板里端79处敞开。

当滑板33，刀架32和其它安装在滑板上的部件，由于心轴数控系统的作用相对中心轴线31作径向移动时，为补偿滑板、刀架和其它部件的质量，本发明组成平衡系统81。在选用的结构中，平衡系统81包括一对液力油缸83和85以及平衡重87。根据靠模头1的尺寸，可以不只使用一个油缸83和/或85。液力油缸83或85可以是单作用式，即液体仅作用在各自活塞的端面。每个油缸壳都联到一个共同的支管86上，该支管又固定在靠模头机架35上。支管86造有内通道88，将两个油缸的活塞端部联接起来。然后，一定量的液体被放入油缸活塞端和支管通道88内。

平衡重87由三个主块和几个小部件所组成。由图6、图7可见第一主平衡重块90有一截面可滑动地装配在滑块中心内腔67内。U形导轨93a和93b固定在内腔67的里面，为平衡重块90导向。同样，主平衡重块89和91由分别在机架内腔69和71的导轨95和97导向。为了减小在平衡重和导轨93a，93b，95 和97之间的摩擦，三个主块89，90和91的滑动表面最好镀上一层低摩擦力材料，例如如陇（Rulon）抗摩擦材料。

下面结合图4、图5、图6和图7，说明滑板33和平衡重87之间的相互联接。指示号99表示有一底面支腿100的U形座架。油缸85的活塞杆108联接到U形座架底面支腿100上。U形座架99的前面紧固在顶部平板102上。一个较小的底板104固定在有适当切口的U形座架的背面。延伸过U形座架，前平板102和背平板104的紧固器将一对底板106和108紧固起来。底板106和108的安放大致分别与滑板内腔69和71对正。调整垫107和110分别放在底板106、108和平衡重块89和91的端部之间。螺栓112分别将平衡重块固定在底板上。于是，平衡重87包括座架99;平板102，104，106和108;调整垫107和110。调整垫的厚度107和110可以变化，以便改变平衡重块89和91的位置。这样就可以得到最佳平衡重的位置以适应在改变滑板33上刀具位置时的变化。油缸83的活塞杆101联接到滑板上，并通过螺母114紧固到滑板内端79上。

当数控心轴49通过驱动机构51使滑板33作往复运动，在油缸83里的液体，被迫排除或吸入其活塞端。同时，液体被迫进入或排出油缸85的活塞端。结果，U形座架99;平板102，104    106，108;调整垫107和110以及平衡重主块89，90和91一起与滑板作往复运动，但与滑板运动方向相反。

在图1至图6中，靠模头滑板33和刀架32都显示在最大径向的位置，即到中心轴线31最远的设计距离。在这种情况下，油缸83的活塞杆101完全伸出，油缸85的活塞杆103则完全收回 通过心轴49将活塞杆101推入油缸83，使滑板向中心轴线移动油缸83受压的液体通过支管通道83进入油缸85的活塞端部。活塞杆103被挤压出油缸85，使平衡重87向中心线移动，滑板则力图吸收平衡重相反方向的运动。由于平衡重87与滑板位于同一个旋转总平面内，高速旋转引起的动态不平衡问题被减到最低程度。

当靠模头1不旋转时，在油缸83和85以及支管86内的液体压力为每平方吋零磅。平衡重块89、90和91是这样设计的，使其各自的质量中心位于中心轴线31和油缸85之元。于是，当靠模头旋转时，平衡重87对活塞杆103施加一个离心力。接着，活塞杆力在液压液体中产生压力。当滑板从机架封密端38和油缸83移离时，液体的压力确保液体适当地充满油缸83。由于作用在油缸85液体上的力是随着靠模头旋转速度的平方而增加，因此，总有足够的液压力保证适当的平衡运转。

本发明的特点是，滑板33和平衡重87各自的位移无须相等。

平衡重位移相对于滑板位移可以定出一个比例，最好这个比例由所设计具有适当面积的油缸83和85来达到。在附图说明的实例中油缸85活塞的面积比油缸83的要大一些，因此，给定的滑板位移导致平衡重较小的位移。

在保持平衡条件下，为使平衡重的位移比相应的滑板位移小，平衡重块89，90和91由高密度材料制成。一种合适的材料是碳钨合金粉末，溶化为平衡重块的特殊形状。这种材料的密度大约是钢的2.6倍。为使平衡部件质量达到最大值，前板102，后板104，侧板106和108以及调整垫107均由这种高密度材料制成。这种高密度平衡重件提供的显著优点是在滑板33和机架35 内占据空间最小，并且在相当接近中心轴31的径向位置时也能发挥正常作用。高密度机件和位移比例在设计靠模头1时是十分重要的，可以使之有较小的壳套但有较大的滑板位移。

当滑板33在最大径向位移位置时，平衡重87从滑板内端79凸出一个相当大的距离。为导向凸出的平衡重，一对键105固定到靠近密封端38的机架35上，正如图6所示。在平衡重底板106和108上形成的槽口在键105上滑移。这样为凸出在滑板导向轨93，95和97之外的平衡重部分提供导向。

此外，按照本发明，动态补偿平衡器能够调整平衡重87的径向位置，而无须滑板33作相应的移动。不平衡会在工件孔25（图1）产生失圆几何形状，为取得在这种条件下的最佳平衡，这种平衡重的调整是重要的。

在选用的实例中，动态补偿是由这样的装置完成的，它包括至少一个，最好是多个通向油缸83和85的补偿油缸。由图8可见，液体油缸109具有活塞端部111，被牢固地夹持在靠模头机架35内。补偿油缸109是单作用式，因此在活塞杆117侧没有液体存在。最好是使用三个补偿油缸，并且等距离环绕机架排列。但是，如果有特殊应用的要求，用的油缸数也可以多于三个。在每个活塞端部111的液体经过带有密封（例如O形环113）的孔分别通向机架内钻加工的通道115。如果需要，也可使用与机架非一体式的液体通道。所有的补偿油缸的通道115彼此相联。因此，油缸之间是液力相联的。此外，在机架内的补偿油缸通道有内通到支管36的通道88（如图4所示）。这样，滞留在油缸83和85之间的液体也包括滞留在联接补偿油缸通道115的液体。由于滞留液体体积不可压 缩，任何一个活塞的位移都会引起其他活塞相应的位移。

为使油缸109的活塞位移，杆117联接到补偿环119上。在图示的结构中，补偿环119的形状基本是环形，它套在轴套凸缘123的周缘121上补偿环上形成有突齿125，突齿对应于各油缸活塞杆，突齿处并安放油缸活塞杆。突齿125分别装在轴套凸缘周围121上加工的切口127中。补偿环通过在两个部件间延长的销（未画出）与靠模头机架35一同旋转。

补偿环119可以在机架35上沿Z轴作轴向移动。这种轴向移动改变了在补偿油缸活塞端部111液体的容积，并会对油缸83和85的液体容积有相应的影响。但是，在加工状态下，滑板33是在心轴49和紧拢齿轮系51的数控下。因此，没有额外的液体由油缸109进入或离开油缸83。在补偿油缸中液体容积的总的变化仅收纳在平衡重油缸85中。这样，在轴套上的补偿环的轴向移动使油缸85的活塞杆103移动，从而影响平衡重87的位置。

为使补偿环119相对于靠模头机架35作轴向的往复运动，可以使用各种方法，例如齿条和齿杆。在图示中，轴向运动是通过在床头箱3和补偿环之间的螺纹联接件实现的。安装在补偿环119上的是止推轴承129。一个环形套环131（结构上可能是两块，即131a和131b）安装在轴承129外径。套环块131b有内螺纹135。安装到床头箱3的表面是有外螺纹的环137，与套环块131b的螺纹135联接。为从补偿环和补偿油缸109获快速响应，螺纹最好有相对高的螺距，大约1.27cm。这样，当套环与轴承和补偿环119一起绕中心轴线31旋转时，套环将沿中心轴线31作轴向移动。这样，使活塞杆117移动，并使油缸85连带 驱动。

为使套环131转动从而推动活塞杆117，套环块131b上形成有外齿牙139。齿轮牙139与安装在轴143上的齿轮141相啮合。轴143是安装在机壳144上。机壳144可以联接到床头箱3下面，由大盖板146封盖（图1）。齿轮141由另一个齿轮145驱动，齿轮145是在零齿隙减速器147的输出端接着，减速器147通过一个防齿隙偶联器151，由伺服马达149驱动。啮合到轴143端的是一个解算器153。

在第一个方向运转伺服马达149，使齿轮141和145转动套环131，并使补偿环119从床头箱3移离，在图8中是向左。解算器153控制伺服马达转动的量以及补偿环的移动。补偿环移离床头箱有利于从补偿油缸109压迫液体进入油缸85。结果，活塞杆103和平衡重89被迫进一步朝向外端73的方向进入滑板33。由于平衡重的质量中心位于油缸85和中心轴线31之间，作用在靠模头1上的平衡力减小。

用同样的方法，在与第一个方向相反的第二个方向转动伺服马达149，使补偿环119向床头箱3移动。补偿环牵拉补偿油缸109的活塞。平衡重87作用在油缸85液体上的离心力保证补偿油缸充满液体。同时，由于滑板33上伺服锁的作用，没有额外液体进入油缸83。结果，平衡重向着滑板内端79轻微移动。离开中心轴线31：平衡重引起的平衡力有些增加，而滑板也并无运动。

伺服马达149的作用是来补偿靠模机床的振动，这种振动不能单靠径向移动滑板33的位置来平衡。检测这个振动并给予补偿，本发明把一个常规加速度计155安装在机床5上。在本例中，由于靠 模头1是安装在床头箱上，加速度计155联接到床头箱3上（图1）。加速度计最好设计成可检测多个平面的振动，在最初准备在各不平衡面调整平衡重时，可使用多平面检测。本发明的动态补偿平衡器工作时，通常要求相对机床地基9的最大柔量平面的不平衡。因此如果需要的说，可以用加速度计送出为补偿仅在一个平面对应的加速度力的信号。本发明应用于靠模头1时，床头箱3的柔量在一个水平面最大。所以，在靠模头工作时，平衡重的动态补偿可以局限于在水平面产生的不平衡。

在所需平面作不平衡力补偿是由加速度计155来检测，它的信号送给跟踪滤波器157（图9）。跟踪滤波器是这样设计的，它只让与旋转轴套37有相同频率的振动信号通过。结果，与轴套频率相同，作用在所要求的不平衡面，相应于床头箱振动的信号，也只有这些信号，被送给伺服马达149，使之旋转来补偿振动。以这种方法无须滑板33径向移位，平衡重87就可使振动得到补偿。

显然，本发明提供了一种动态补偿平衡器，它能满足的目标和优点比上面叙述的还要多。本发明用一个特殊的实例来说明。按照上述说明，普通技术人员还可进行很多选择、修改和变动，而这些修改都应包括在本发明的权利要求的范围内。

Claims (9)

1、一种动态平衡补偿器，它包括：在有床头箱(3)的、并且于在工件(21)上加工旋转表面的机床(5)上：床头箱(3)内安装一个有凸缘的轴套(37)它可绕一中心轴线(31)旋转；安装在轴套(37)内的心轴(49)可沿中心轴线(31)往复运动；使轴套内心轴(49)往得运动的第一控制装置，安装在轴套上与之旋转的机架(35)，安装在该机架(35)内在一个垂直于中心轴线一平面内作朝向和移离中心轴线(31)往复运动的滑板(33)滑板包括加工工件(21)用的切削刀具(29)；为响应轴套(37)内轴(49)的往复运动，用于使滑板(33)往复运动的第一驱动装置(51)；安放在机架(35)内、在垂直于中心轴线(31)的平面作往复运动的平衡重装置(87)，该动态平衡补偿器的特征在于：安装在机架(35)上的平衡系统(81)直接把滑板(33)联接到平衡重装置(87)，并由滑板(33)驱动直接往复它使平衡重装置(87)，并由滑板(33)的往复运动同步地、但方向相反地片复运动从而在滑板(33)作移向、移离中心轴线(31)的往复运动时起平衡作用。

2、根据权利要求1的动态补偿平衡器，其特征在于：

a.安装在机架（35）上的至少一个第一液体油缸（83），它有一个活塞杆（101）联接到滑板（33）上;

b.安装在机架上的至少一个第二液体油缸（85），它有一个活塞杆（103）联接到平衡重装置（87）上;

c.使第一油缸和第二油缸之间的液体连通的通道;

这样，滑板的位移产生相应的第一油缸活塞杆（101）的相应位移，排出第一油缸和第二油缸之间的液体，因此，引起第二油缸活塞杆（103）和联接在上的平衡重装置的相应位移。

3、根据权利要求2所述的动态补偿平衡器，其特征是：

a.滑板（33）中至少形成一个内腔;

b.平衡重装置至少包括一个平衡重块，该平衡重块至少部分安置在滑块内腔中;

因此，当滑板在机架35内往复运动时，平衡重90至少部分在滑板（33）内复运动。

4、根据权利要求2的动态补偿平衡器，其特征是第一油缸装置包括：

a.至少一个第一液体油缸（83），它带有联接到滑板（33）上的活塞杆（101），以便响应滑板（33）的往复运动;

b.至少一个第二液体油缸（85），它有联接到平衡重装置（87）的活塞杆（103）;

c.在第一油缸（83）和第二油缸（85）之间为滞留一定容积的液体的液体联接装置（88）;

因此，滑板（33）使第一液体油缸活塞杆（101）的位移，将产生第二液体油缸活塞杆（103）和平衡重装置（87）的相应位移。

5、根据权利要求4的动态补偿平衡器其特征是还包括一补偿装置，它在机架（35）内使平衡重装置（87）位移，而无须滑板（33）位移。

6、根据权利要求5的动态补偿平衡器，其特征是补偿装置包括：

a.安装在轴套凸缘（123），并与其一同旋转的补偿环（119），补偿环还可在轴套上往复运动;

b.为使补偿环（119）相对于机架（35）往复运动的装置;

c.为移动平衡重装置（87）的第二油缸装置，它安装在机架（35）上并响应补偿环（119）的往复运动。

7、根据权利要求6的动态补偿平衡器，其特征是第二油缸装置包括至少一个安装在机架（35）上的补偿油缸（109），它有联接到补偿环（119）的活塞杆（117）;补偿油缸（109）与第一与第二液体油缸之间（83，85）的液体联接装置（88）液体连通。

这样，当滑板（33）在第一控制装置控制下不发生位移时，补偿环（119）的往复运动排出在补偿油缸（109）内的液体，移动第二液体油缸活塞杆（103）和平衡重装置（87）。

8、根据权利要求7的动态补偿平衡器，其特征是使补偿环（119）往复运动的装置包括：

a.固定在床头箱（3）的螺纹件（137）;

b.与螺纹件（137）的螺纹啮合的套环装置（131b）;

c.为转动联接补偿环（119）到套环装置（131b）的轴承装置（129）;

d.第二驱动装置，它是为有选择地在相反方向转动螺纹件（137）上的套环装置（131b），从而使套环装置（131b）轴承装置（129）及补偿环（119）往复运动。

9、根据权利要求8的动态补偿平衡器，其特征是使补偿环往复运动的装置包括：

a.安装在床头箱（3）的伺服马达（149）;

b.安装在床头箱（3）的加速度计装置（155），它可随床头箱（3）不平衡而产生信号;

c.为驱动伺服马达（149）的第二控制装置，它响应加速度计装置（155）产生的不平衡信号;

d.根据伺服马达（149）的启动，为使补偿环（119）往复运动的第二驱动装置。

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