[发明专利]应用双丝杠双电机双光栅尺检测主轴箱位置同步的方法

说明书

所属领域：

本发明属于一种采用双滚珠丝杠、双伺服电机、双光栅尺和数控系统检测位置同步的传动及控制方法，可用于机械制造领域，如落地式铣镗床主轴箱静止及上下运行时前后位置的同步。

背景技术：

在落地铣镗床的结构设计中，主轴箱升降驱动通常采用单丝杠、单电机、单光栅尺和数控系统的结构及控制来实现，该方法的优点是零部件少，制造成本低，控制方法简单，但是带来的后果是机床无法消除因重心移动带来的主轴箱偏转力矩，从而可导致主轴箱上镶条与立柱导轨长时间的接触，磨损镶条和立柱导轨。对于滑枕伸出或滑枕前端安装附件会引起主轴箱前后位置发生改变这一问题，通常采用在主轴箱上增加补偿油缸来解决，该方法存在以下不足之处：

1、通过液压伺服阀进行补偿存在响应慢、对油液清洁度要求高、系统不容易维护的不足；

2、未应用闭环检测技术，无法实时检测到补偿效果，即无法检测到主轴箱静止及上下运行过程中前后位置是否能保持同步，直接影响到滑枕伸出时的加工精度。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提出了一种应用双滚珠丝杠双伺服电机双光栅尺检测主轴箱静止及上下运行时前后位置同步的传动及控制方法，来保证落地铣镗床主轴箱在静止及上下运行时前后位置的同步，保证滑枕伸出时的加工精度。

本发明所说的应用双滚珠丝杠双伺服电机双光栅尺检测主轴箱位置同步的方法，是为保证主轴箱在静止及上下运行时前后位置同步的传动及控制方法，其构成为由双滚珠丝杠、双伺服电机、双光栅尺（包含定尺和读数头）、数控系统四部分组成。在主轴箱的前、后两处位置各设置有一根分别由独自伺服电机驱动的滚珠丝杠；光栅尺包含定尺和读数头，两对光栅尺的定尺和读数头两两配合安置在靠近前、后滚珠丝杆处，光栅尺用于对主轴箱前、后读数头安装点的位置进行实时检测。其检测调整方法为，光栅尺分别实时检测主轴箱前、后读数头安装点的位置；将实时检测到的主轴箱前、后读数头安装点的位置信息反馈给数控系统；根据反馈的数据，数控系统控制伺服电机实时微调前、后滚珠丝杠螺母座的相对位置；从而实现主轴箱静止及上下运行时前后位置的同步。

采用本发明所说的应用双丝杠双电机双光栅尺检测主轴箱位置同步的方法，通过双光栅尺的实时位置信息检测并及时反馈，可让伺服电机按照反馈信号进行微调，消除由于滑枕的伸出引起的主轴箱低头，从而保证机床的加工精度，同时也可延长镶条和立柱导轨的使用寿命。

附图说明：

附图1：整套系统总图；

附图2：双滚珠丝杠双伺服电机安装示意图；

附图3：双光栅尺（包含定尺和读数头）安装示意图。

具体实施方式：

附图1中给出的是本发明的整套系统总图。

附图2中给出的是本发明所说的双滚珠丝杠双伺服电机的安装示意图。前、后伺服电机2、2’分别驱动前、后滚珠丝杠1、1’，通过滚珠丝杠螺母座6、6’带动主轴箱3位置的升降。

附图3中给出的是本发明所说的双光栅尺安装示意图，双光栅尺分别实时检测主轴箱前、后读数头安装点的位置。

本发明所说的应用双滚珠丝杠双伺服电机双光栅尺检测主轴箱位置同步的方法，以落地铣镗床为例，其构成为由双滚珠丝杠1、1’，双伺服电机2、2’，双光栅尺（包含定尺5、5’和读数头4、4’）检测、数控系统四部分组成。主轴箱3的前、后各设置有一根滚珠丝杠1、1’；伺服电机2、2’分别驱动前、后滚珠丝杠1、1’；光栅尺包含两对定尺5、5’和读数头4、4’，两对光栅尺的定尺5、5’和读数头4、4’两两配合安置在靠近前、后滚珠丝杆1、1’处。

其检测调整方法为，光栅尺实时检测主轴箱前、后读数头4、4’安装点的位置；将其位置数据信息经过全闭环控制反馈给数控系统；根据反馈的数据，数控系统控制伺服电机2、2’实时微调前、后滚珠丝杠螺母座6、6’的相对位置；从而实现主轴箱静止及上下运行时前后位置的同步。

本发明所说的应用双滚珠丝杠双伺服电机双光栅尺检测主轴箱位置同步的方法，其中的数控系统为全闭环控制系统。其中所说的光栅尺的定尺5、5’可设置在立柱上，读数头4、4’可设置在主轴箱3上。前、后滚珠丝杠1、1’分别通过各自的丝杠螺母座6、6’与主轴箱3固定在一起，通过双伺服电机2、2’的正反转驱动前、后滚珠丝杠正反转，从而带动主轴箱3的上下移动。