[发明专利]垂直度误差可调的垂向闭式静压导轨

说明书

技术领域

本发明涉及机床的闭式静压导轨，尤其是涉及一种主要用于精密机床，垂直度误差可调的垂向闭式静压导轨。

背景技术

液体静压支撑技术因刚性好、耐冲击、耐磨损和精度保持性好等优点被广泛应用于精密机床中。目前，液体静压支撑技术较普遍的应用于精密机床水平方向的导轨装置中，其中尤以闭式静压导轨居多。由于机床水平方向的载荷较为平稳，不承受颠覆力矩，或承受的颠覆力矩较小等原因，静压导轨的刚性好，能保证机床在水平方向获得良好的几何精度，因此，水平方向的闭式静压导轨通常两侧供给相同压力的流体，并通过节流装置调节两侧的流量以控制液膜对导轨的支撑力，最终达到支撑平衡。此外，水平方向的静压导轨由于一般承受单方向的作用力，沿长度方向的载荷平稳，闭式静压导轨的油腔布置也因此常做成均匀分布。但在垂向导轨结构中，由于载荷作用方向影响，开式静压导轨的应用受到限制，而在精密机床中只能使用闭式静压导轨。由于在精密机床中，垂向导轨一般只承受单侧的载荷作用(如卧轴矩台平面磨床)，从而在导轨上形成颠覆力矩，该力矩极易引起导轨发生偏离垂向的倾斜，而影响精密机床的几何精度和加工精度，特别是在进行微量材料去除的精密加工中，这种影响尤其明显。因此，为将闭式静压导轨应用于精密机床的垂向方向上，必须解决静压导轨因单侧颠覆力矩引起的垂直度误差问题。公开号为CN201020571582、CN200620045212、CN200620166169和CN200810071351.6的中国专利申请分别公开了4种液体静压导轨的结构，公开号为CN200710070272的中国专利申请公开了一种液体静压导轨的直线度调节方法，但它们仍然无法解决闭式静压导轨承受颠覆力矩而引起变形所导致的垂直度误差过大造成的精度降低问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决精密机床垂向闭式液体静压导轨由于单侧承受颠覆力矩而刚性不足引起的垂直度误差过大问题的垂直度误差可调的垂向闭式静压导轨。

本发明设有垂向闭式静压导轨、垂直度误差检测控制单元和液压系统；

所述垂向闭式静压导轨设有立柱、立柱导轨和滑块导轨；立柱导轨由2条凹字形导轨构成，两条凹字形导轨分别固于立柱正面左侧和右侧，滑块导轨为平板式导轨，滑块导轨左右两侧的正反两面与立柱导轨间隙滑动配合，滑块导轨正面左右两侧上半部设有前上进油油腔阵列，滑块导轨正面左右两侧下半部设有前下进油油腔阵列，滑块导轨反面左右两侧上半部设有后上进油油腔阵列，滑块导轨反面左右两侧下半部设有后下进油油腔阵列；

所述垂直度误差检测控制单元设有激光干涉仪、反射镜、上位移传感器、上支架、上反射块、下位移传感器、下支架、下反射块和数据处理与控制模块；激光干涉仪固于立柱顶端正面，反射镜安装于滑块导轨的顶部，上位移传感器通过上支架安装在滑块导轨的上部，上反射块安装在立柱导轨的上侧边，下位移传感器通过下支架安装在滑块导轨的下部，下反射块固定在立柱导轨下侧边，数据处理与控制模块数据输入端与上位移传感器和下位移传感器分别电连接；

所述液压系统设有前上伺服电机、前下伺服电机、后上伺服电机、后下伺服电机、前上油泵、前下油泵、后上油泵、后下油泵、前上进油管、前下进油管、后上进油管、后下进油管和液压油箱；前上伺服电机联接前上油泵，前上油泵出油口接前上进油管一端，前上进油管另一端与所述前上进油油腔阵列连通；前下伺服电机联接前下油泵，前下油泵出油口接前下进油管一端，前下进油管另一端与所述前下进油油腔阵列连通；后上伺服电机联接后上油泵，后上油泵出油口接后上进油管一端，后上进油管另一端与所述后上进油油腔阵列连通；后下伺服电机联接后下油泵，后下油泵出油口接后下进油管一端，后下进油管另一端与所述后下进油油腔阵列连通；前上伺服电机、前下伺服电机、后上伺服电机和后下伺服电机与所述数据处理与控制模块的控制输出端分别电连接。

所述2条导轨为2条相同的凹字形导轨，2条凹字形导轨对称设置。

与现有技术比较，本发明具有以下突出优点：

1)由于滑块导轨正面左右两侧上半部设有前上进油油腔阵列，滑块导轨正面左右两侧下半部设有前下进油油腔阵列，滑块导轨反面左右两侧上半部设有后上进油油腔阵列，滑块导轨反面左右两侧下半部设有后下进油油腔阵列；这样滑块导轨可分成前、后、上、下4个不同的控制区域，即可通过对4个不同的控制区域进行分别供油的方式来控制4个区域油腔的流量和压力，来达到抵制工作时因颠覆力矩引起的滑块导轨翻转或变形，从而可有效保证(提高)导轨的垂直度。