CN216772259U - 一种在线位置检测自动补偿系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及加工设备技术领域，公开一种在线位置检测自动补偿系统，包括基座以及于机座上设置的传送零件至目标位置的传送定位结构，传送定位结构包括于基座上往复移动设置的传送零件的传送部、控制传送部往复移动或停止的控制结构、于传送部和基座之间设置的当传送部偏移目标位置时进行修正的补偿结构以及与补偿结构和控制结构信号连接的数控系统，补偿结构包括于基座上固定设置的与数控系统信号连接的检测开关以及于传送部上设置的随着传送部的往复移动可与检测开关接触或远离检测开关的检测头，该在线位置检测自动补偿系统，在修正移动量，提高重复移动定位精度的同时，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及加工设备技术领域，具体为一种在线位置检测自动补偿系统。
背景技术
数控机床在进行高速精密加工过程中，丝杠等机械部件因温度变化产生热胀冷缩效应，随着丝杠的升温或降温，丝杠的长度会变长或缩短，进而导致冷机和热机状态下，由丝杠控制移动的部件的移动量会出现偏差，加工精度严重下降，因此需要设置补偿系统来修正部件的移动量，提高部件的重复定位精度。
申请号为CN201710536662.4的中国专利公开一种可进行误差补偿的数控机床及其误差补偿的方法，包括相互垂直的X轴横向移动装置、Y轴纵向移动装置和Z轴升降移动装置，还包括可拆卸的激光干涉仪、光栅传感器组以及与X轴横向移动装置、Y轴纵向移动装置、Z轴升降移动装置、光栅传感器组和所激光干涉仪连接的数控系统。
该误差补偿方法使用激光干涉仪、光栅传感器组等监测仪器对机床单项几何误差和定位误差进行检测或辨识，获得误差值，按数控系统空间误差补偿接口要求的格式将测得的误差值编写到补偿文件中，根据补偿文件中的误差值计算各轴的补偿量，修改坐标指令，从而实现补偿，但是激光干涉仪、光栅传感器组等价格较高，损坏维修的维修价格也较高，导致生产成本过高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种在线位置检测自动补偿系统，在修正移动量，提高重复移动定位精度的同时，降低生产成本。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种在线位置检测自动补偿系统，包括基座以及于机座上设置的传送零件至目标位置的传送定位结构，传送定位结构包括于基座上往复移动设置的传送零件的传送部、控制传送部往复移动或停止的控制结构、于传送部和基座之间设置的当传送部偏移目标位置时进行修正的补偿结构以及与补偿结构和控制结构信号连接的数控系统，补偿结构包括于基座上固定设置的与数控系统信号连接的检测开关以及于传送部上设置的随着传送部的往复移动可与检测开关接触或远离检测开关的检测头。
采用上述方案，相比于现有技术中使用激光干涉仪、光栅传感器组等仪器监测零件传送时的位置是否产生偏差，而激光干涉仪、光栅传感器组等价格较高，损坏维修的维修价格也较高，导致生产成本过高，本方案中通过利用检测头和检测开关是否接触来判断传送部是否移动至目标位置，当传送部移动至检测头和检测开关接触时，检测开关传递信号给数控系统，数控系统控制控制结构驱使传送部停止移动，将此时控制结构具体运行的数值作为修正值替换掉初始运行值，从而实现位置补偿，数控机床运行过程中温度处于变化状态，补偿结构的修正过程是一个根据温度变化自动补偿的动态循环的过程，仅需设置检测头和检测开关，大大降低生产成本。
作为优选，控制结构包括于基座上固定设置的控制传送部往复移动的滚珠丝杠传动副以及驱使滚珠丝杠传动副中的丝杠转动的驱动结构，驱动结构与数控系统信号连接。
采用上述方案，通过驱动结构驱使滚珠丝杠传动副中的丝杠转动，结合滚珠丝杠传动副中的结构可控制传送部往复移动，当丝杠的温度升高，长度变长，根据初始设置的丝杠转动圈数，会导致传送部最终停下的位置超过目标位置，设置检测头和检测开关，当传送部移动至检测头和检测开关接触时，检测开关传递信号给数控系统，数控系统控制驱动结构停止丝杠的转动，传送部停止移动，将此时丝杠的转动圈数作为修正值替换掉初始设置的丝杠转动圈数，根据修改后的转动圈数运行即可保证传送部在该温度下能传动至目标位置，从而实现温度升高时的位置补偿；当丝杠的温度降低，长度变短，根据初始设置的丝杠转动圈数，导致传送部最终停下的位置未达到目标位置，检测头未与检测开关触碰，数控系统未接受到信号，数控系统控制驱动结构继续驱使丝杠转动，直至检测头和检测开关接触，检测开关传递信号给数控系统，数控系统控制驱动结构停止丝杠的转动，传送部停止移动，将此时丝杠的转动圈数作为修正值替换掉初始设置的丝杠转动圈数，根据修改后的转动圈数运行即可保证传送部在该温度下能传动至目标位置，从而实现温度降低时的位置补偿，数控机床运行过程中温度处于变化状态，补偿结构的修正过程是一个根据温度变化自动补偿的动态循环的过程。
作为优选，驱动结构包括驱使滚珠丝杠传动副中的丝杠转动的伺服电机。
采用上述方案，伺服电机开启即可驱动滚珠丝杠传动副中的丝杠的转动，且伺服电机的转动圈数和丝杠的转动圈数相同，因此，只需要检测伺服电机的转动圈数即可得知丝杠的转动圈数，修正伺服电机的转动圈数即可修正丝杠的转动圈数。
作为优选，传送部包括可放置零件的拖板。
采用上述方案，设置拖板便于放置或安装零件，便于传送零件。
作为优选，基座上设置有检测开关安装座，检测开关设置于检测开关安装座上。
采用上述方案，设置检测开关安装座便于检测开关的安装、拆卸或更换。
作为优选，传送部上设置有检测头安装支架，检测头设置于检测头安装支架上。
采用上述方案，设置检测头安装支架便于检测头的安装、拆卸或更换，且由于支架的形状可根据需求定制，从而保证检测头的位置与检测开关正对。
作为优选，检测头安装支架的横截面呈倒“L”形设置。
采用上述方案，检测头设置于倒“L”形检测头安装支架的横边上，即可实现检测头和检测开关的正对。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：由于滚珠丝杠传动副中丝杠因温度变化导致了长度变化，初始设定的伺服电机的转动圈数会导致拖板移动量发生变化，从而产生误差值，仅需设置检测头和检测开关，利用检测头和检测开关是否接触来判断传送部是否移动至目标位置，当传送部移动至检测头和检测开关接触时，检测开关传递信号给数控系统，数控系统控制伺服电机停止转动，拖板停止移动，将此时伺服电机的输出轴具体转动的圈数作为修正值替换掉初始设置的伺服电机的输出轴的转动圈数，从而实现位置补偿，数控机床运行过程中温度处于变化状态，补偿结构的修正过程是一个根据温度变化自动补偿的动态循环的过程，在修正移动量，提高重复移动定位精度的同时，降低生产成本。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是实施例中在线位置检测自动补偿系统的轴测图。
图中：1-基座；2-检测开关；3-检测头；4-滚珠丝杠传动副；5-伺服电机；6-拖板；7-检测开关安装座；8-检测头安装支架。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例
一种在线位置检测自动补偿系统，参照图1，包括基座1以及于机座上设置的传送定位结构，传送定位结构传送零件至目标位置，传送定位结构包括于基座1上往复移动设置的传送零件的传送部，本实施例中传送部为拖板6，拖板6便于放置或安装零件，从而便于传送零件，传送部往复移动或停止受控于一控制结构，控制结构包括于基座1上固定设置的滚珠丝杠传动副4(滚珠丝杠传动副4采用昆山欣舜机电设备有限公司的型号为DFU的滚珠丝杠副，滚珠丝杠传动副4为现有技术，在此不做赘述)以及驱使滚珠丝杠传动副4中的丝杠转动的驱动结构，本实施例中驱动结构为伺服电机5(伺服电机5采用MITSUBISHI/三菱的型号为HG-KN73J-S100的伺服电机)，拖板6设置于滚珠丝杠传动副4的传动块上，传送定位结构还包括数控系统，伺服电机5与数控系统信号连接，数控系统通过控制伺服电机5启动或停止即可驱动滚珠丝杠传动副4中的丝杠的转动或停止，从而控制拖板6的移动或停止。
伺服电机5输出轴的转动圈数和丝杠的转动圈数相同，因为热涨冷缩的关系，随着丝杠的温度变化，丝杠的长度会发生变化，若丝杠根据初始设定的伺服电机5的转动圈数进行转动，势必导致冷机和热机状态下，拖板6的移动量会出现偏差，加工精度严重下降，因此于拖板6和基座1之间设置有补偿结构，当拖板6偏移目标位置时，通过补偿结构进行位置的修正，补偿结构包括于基座1上固定设置的检测开关2，检测开关2与数控系统信号连接，基座1上设置有检测开关安装座7，检测开关2设置于检测开关安装座7上，便于检测开关2的安装、拆卸或更换，传送部上设置有检测头安装支架8，便于检测头3的安装、拆卸或更换，检测头安装支架8的横截面呈倒“L”形设置，于倒“L”形检测头安装支架8的横边上设置有检测头3，使检测头3和检测开关2正对，随着拖板6的往复移动，检测头3可与检测开关2接触，或脱离检测开关2。
当丝杠的温度升高，长度变长，丝杠根据初始设置的伺服电机5转动圈数进行转动，会导致传送部最终停下的位置超过目标位置，设置检测头3和检测开关2，当传送部移动至检测头3和检测开关2接触时，检测开关2传递信号给数控系统，数控系统控制伺服电机5停止，丝杠停止转动，拖板6停止移动，将此时伺服电机5的转动圈数作为修正值替换掉初始设置的伺服电机5的转动圈数，根据修改后的转动圈数运行即可保证拖板6在该温度下能传动至目标位置，从而实现温度升高时的位置补偿；当丝杠的温度降低，长度变短，丝杠根据初始设置的伺服电机5转动圈数进行转动，导致拖板6最终停下的位置未达到目标位置，检测头3未与检测开关2触碰，数控系统未接受到信号，因此控制伺服电机5继续驱使丝杠转动，直至检测头3和检测开关2接触，检测开关2传递信号给数控系统，数控系统控制伺服电机5停止，丝杠停止转动，拖板6停止移动，将此时伺服电机5的转动圈数作为修正值替换掉初始设置的伺服电机5的转动圈数，根据修改后的转动圈数运行即可保证拖板6在该温度下能传动至目标位置，从而实现温度降低时的位置补偿，数控机床运行过程中温度处于变化状态，补偿结构的修正过程是一个根据温度变化自动补偿的动态循环的过程，所涉及到的检测开关2信号传输、伺服电机5启闭的时机以及修正值替换初始值均由逻辑编程实现，不属于实用新型的范围，且涉及到的逻辑编程均属于现有技术，在此不做赘述。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种在线位置检测自动补偿系统，包括基座(1)以及于机座上设置的传送零件至目标位置的传送定位结构，其特征在于：传送定位结构包括于基座(1)上往复移动设置的传送零件的传送部、控制传送部往复移动或停止的控制结构、于传送部和基座(1)之间设置的当传送部偏移目标位置时进行修正的补偿结构以及与补偿结构和控制结构信号连接的数控系统，补偿结构包括于基座(1)上固定设置的与数控系统信号连接的检测开关(2)以及于传送部上设置的随着传送部的往复移动可与检测开关(2)接触或远离检测开关(2)的检测头(3)。
2.根据权利要求1所述的一种在线位置检测自动补偿系统，其特征在于：控制结构包括于基座(1)上固定设置的控制传送部往复移动的滚珠丝杠传动副(4)以及驱使滚珠丝杠传动副(4)中的丝杠转动的驱动结构，驱动结构与数控系统信号连接。
3.根据权利要求2所述的一种在线位置检测自动补偿系统，其特征在于：驱动结构包括驱使滚珠丝杠传动副(4)中的丝杠转动的伺服电机(5)。
4.根据权利要求1所述的一种在线位置检测自动补偿系统，其特征在于：传送部包括可放置零件的拖板(6)。
5.根据权利要求1所述的一种在线位置检测自动补偿系统，其特征在于：基座(1)上设置有检测开关安装座(7)，检测开关(2)设置于检测开关安装座(7)上。
6.根据权利要求1所述的一种在线位置检测自动补偿系统，其特征在于：传送部上设置有检测头安装支架(8)，检测头(3)设置于检测头安装支架(8)上。
7.根据权利要求6所述的一种在线位置检测自动补偿系统，其特征在于：检测头安装支架(8)的横截面呈倒“L”形设置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114986240A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-02 | 浙江创世纪机械有限公司 | 一种机床丝杆热膨胀误差的补偿装置 |
| CN115793566A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-14 | 广东中聪智能装备有限公司 | 机床冷启动电主轴加工的自动补偿方法 |
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2022
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