一种用于主轴的位移补偿机构及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于主轴的位移补偿机构及装置，其中，用于主轴的位移补偿机构，包括机体、轴芯，所述机体内置有信号采集模块、控制模块、执行模块和预紧机构；所述控制模块与信号采集模块和执行模块通讯连接；所述信号采集模块测量所述轴芯的位置；所述控制模块控制所述执行模块对轴芯位置进行补偿。本实用新型专利技术提供的用于主轴的位移补偿机构，通过内置的信号采集模块、控制模块、执行模块和预紧机构形成闭环，对轴芯热伸长/冷缩短形成实时控制；无需依赖外置的系统，有效降低了装置设备的配置门槛；同时也降低在零件加工时出现漏切或过切的概率，有效提升机床的加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于主轴的位移补偿机构及装置
本技术涉及机床主轴位移补偿装置领域，特别涉及一种用于主轴的位移补偿机构及装置。
技术介绍
现有的机床在短暂待机时，主轴轴芯容易出现因环境温度影响过低而收缩，即市面俗称的“冷缩短”。而机床通常工作转速较高，不可避免的存在轴承发热和电机发热(电主轴有内置电机)，同时主轴轴芯散热条件又较差，轴芯热量累积，温度较高，容易出现热变形，即市面俗称的“热伸长”。主轴热伸长并不是稳定的，会随着轴芯温升发生改变，而轴芯温升又和机台环境、加工工序、冷却条件息息相关。在机床运行过程中，当出现主轴热伸长/冷缩短的变化现象时，会造成零部件被过切或漏切的问题，导致零部件变形、精度下降。为解决上述问题，申请号为CN201821460091.7的中国专利中公开了一种具有热伸长监测的主轴结构以及热伸长补偿装置，公开日为2019年07月12日，其方案是通过设置的传感器测量轴芯因热伸长而发生的变化，同时，通过外置的数控系统，在对应的直线轴上进行位移补偿，从而达到热伸长抵消的目的。上述方案建立在传感器和系统匹配(如PLC)支持上。脱离了系统，机床将无法感知主轴热伸长的变化，直线轴也就无法做出补偿。其本质是通过高端数控系统，综合性的提高机床整机精度。这也就意味着，如果机床没有成本装备高端数控系统，这种级别的补偿就无法实现。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提到的现有的机床没有成本装备高端数控系统的情况下，无法实现主轴热伸长/冷缩短补偿的问题，本技术提供一种用于主轴的位移补偿机构及装置，其中，用于主轴的位移补偿机构，包括机体、轴芯，所述机体内置有信号采集模块、控制模块、执行模块和预紧机构；所述控制模块与信号采集模块和执行模块通讯连接；所述信号采集模块测量所述轴芯的位置；所述控制模块控制所述执行模块对轴芯位置进行补偿；所述预紧机构设于机体与轴芯之间，所述预紧机构用于给轴芯施加轴向回复力。进一步地，所述执行模块包括驱动电机、液压通道、输入活塞和输出活塞，其中：所述输出活塞环设于所述轴芯上，可控制所述轴芯轴向移动；所述输出活塞通过所述液压通道与输入活塞连接；所述输入活塞与所述驱动电机连接。进一步地，所述液压通道上设有限位台阶。进一步地，所述驱动电机为直线电机。进一步地，所述机体与轴芯之间设有轴承，所述输出活塞和预紧机构分别设于所述轴承的上侧和下侧。进一步地，所述控制模块设置在电路板上，所述电路板为扇形。进一步地，所述信号采集模块包括轴端螺母和传感器；所述轴端螺母环设于所述轴芯的端盖上；所述轴端螺母一侧设有所述传感器；所述传感器与所述控制模块通讯连接。进一步地，所述端盖开设有凹槽，所述传感器封装于所述凹槽内，所述凹槽底部对应所述轴端螺母处开设有开口。进一步地，所述预紧机构包括如下至少一种：波形弹簧、圈绕弹簧、气弹簧、磁悬浮。本技术另外提供一种装置，采用如上任意所述的用于主轴的位移补偿机构。本技术提供的用于主轴的位移补偿机构，通过内置的信号采集模块、控制模块和执行模块形成闭环，对轴芯热伸长/冷缩短形成实时控制，并通过预紧机构与执行模块配合，能够实现对轴芯热伸长/冷缩短的位移补偿；无需依赖外置的系统，有效降低了装置设备的配置门槛，使得大批量的中端甚至低端机床都能有机会享受到热伸长抑制带来的精度提升；从而解决现有机床在没有成本装备高端数控系统的情况下，无法实现主轴热伸长/冷缩短补偿的问题。本技术提供的用于补偿主轴热伸长的机构，能够对主轴的热伸长/冷缩短变化进行补偿，从而降低在零件加工时出现漏切或过切的概率，有效提升机床的加工精度。附图说明为了更清楚地说明本技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提供的用于补偿主轴热伸长的机构结构示意图；图2为图1中A部分的放大图。附图标记：10机体20轴芯30信号采集模块31传感器32轴端螺母40控制模块50执行模块51驱动电机52液压通道53输入活塞54输出活塞55限位台阶60预紧机构70环氧树脂层80轴承具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。本技术实施例提供一种用于主轴的位移补偿机构及装置，其中，用于主轴的位移补偿机构，包括机体10、轴芯20，所述机体10内置有信号采集模块30、控制模块40、执行模块50和预紧机构60；所述控制模块40与信号采集模块30和执行模块50通讯连接；所述信号采集模块30测量所述轴芯20的位置；所述控制模块40控制所述执行模块50对轴芯20位置进行补偿；所述预紧机构60设于机体10与轴芯20之间，所述预紧机构60用于给轴芯20施加轴向回复力。具体实施时，如图1所示，用于主轴的位移补偿机构，包括机体10、轴芯20，该轴芯20活动穿设于该机体10内；机体10内置有信号采集模块30、控制模块40、执行模块50和预紧机构60；信号采集模块30可设于所述机体10内任意能够检测到轴芯20热伸长/冷缩短的位置，如可采集到轴芯20端部或其他部位的位置，进而测量出轴芯20的位置情况；因此，可实现当轴芯20发生伸长/缩短时，通过信号采集模块30对轴芯20进行测量，并将测量数据反馈给控制模块40；控制模块40与信号采集模块30和执行模块50通讯连接；信号采集模块30测量轴芯20的位置；当控制模块40接收到轴芯20的热伸长或冷缩短信号时，控制模块40控制执行模块50动作对轴芯20位置进行补偿，通过预紧机构60与执行模块50配合，能够实现对轴芯20的热伸长或冷收缩补偿。本实施例中，所述执行模块50包括但不限于旋转电机、气缸、丝杠、齿轮传动、带传动等。本实施例中控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于主轴的位移补偿机构，包括机体(10)、轴芯(20)，其特征在于：所述机体(10)内置有信号采集模块(30)、控制模块(40)、执行模块(50)和预紧机构(60)；/n所述控制模块(40)与信号采集模块(30)和执行模块(50)通讯连接；/n所述信号采集模块(30)测量所述轴芯(20)的位置；/n所述控制模块(40)控制所述执行模块(50)对轴芯(20)位置进行补偿；/n所述预紧机构(60)设于机体(10)与轴芯(20)之间，所述预紧机构(60)用于给轴芯(20)施加轴向回复力。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于主轴的位移补偿机构，包括机体(10)、轴芯(20)，其特征在于：所述机体(10)内置有信号采集模块(30)、控制模块(40)、执行模块(50)和预紧机构(60)；
所述控制模块(40)与信号采集模块(30)和执行模块(50)通讯连接；
所述信号采集模块(30)测量所述轴芯(20)的位置；
所述控制模块(40)控制所述执行模块(50)对轴芯(20)位置进行补偿；
所述预紧机构(60)设于机体(10)与轴芯(20)之间，所述预紧机构(60)用于给轴芯(20)施加轴向回复力。


2.根据权利要求1所述的用于主轴的位移补偿机构，其特征在于：所述执行模块(50)包括驱动电机(51)、液压通道(52)、输入活塞(53)和输出活塞(54)，其中：
所述输出活塞(54)环设于所述轴芯(20)上，可控制所述轴芯(20)轴向移动；所述输出活塞(54)通过所述液压通道(52)与输入活塞(53)连接；所述输入活塞(53)与所述驱动电机(51)连接。


3.根据权利要求2所述的用于主轴的位移补偿机构，其特征在于：所述液压通道(52)上设有限位台阶(55)。


4.根据权利要求2所述的用于主轴的位移补偿机构，其特征在于：所述驱动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯宗毅，朱贤会，尚立库，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35