[实用新型]数控机床滑枕热伸长变形误差实时在线检测与闭环反馈补偿装置

权利要求书

1.一种数控机床滑枕热伸长变形误差实时在线检测与闭环反馈补偿装置，其特征在于：装置由实时在线检测和实时闭环反馈补偿两大部分组成，主要包括检测杆（2）的前端固定于滑枕（1）上，与检测杆（2）后端相固连的光栅尺读数头安装座（15）、光栅尺读数头（16）以及固定安装在滑枕座上的光栅尺定尺（17）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，装置由固定在滑枕（1）上的的检测杆（2）、固定螺钉（3）、垫圈（4、6、8、10）、支撑螺钉（5、7、9）、连接螺钉（11、12、13、14）、光栅尺读数头安装座（15）、光栅尺读数头（16）以及用于闭环反馈的光栅尺定尺（17）和光栅尺紧固螺钉（18）共同构成；其中，所述紧固螺钉（3）将检测杆（2）与滑枕（1）在前端固定连接；所述垫圈（4、6、8、10）将检测杆（2）与滑枕（1）隔开以减小接触面积从而减小摩擦力；所述支撑螺钉（5、7、9）用于限制检测杆（2）沿垂直于杆长方向的运动，同时保证检测杆（2）沿检测杆（2）长方向可自由运动；所述连接螺钉（11、13）用于将检测杆（2）与光栅尺读数头安装座（15）固连在一起；所述连接螺钉（12、14）用于将光栅尺读数头安装座（15）与光栅尺读数头（16）固连在一起。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，检测杆（2）采用热膨胀系数极小的因瓦合金材料，检测杆（2）前端与滑枕（1）的前端通过紧固螺钉（3）固连在一起，检测杆（2）后端与光栅尺读数头安装座（15）通过连接螺栓（11、13）固连在一起，检测杆（2）除在前端固定点之外，可相对于滑枕（1）在轴向进行自由相对运动，而在垂直于轴向方向的运动被限制，保证检测杆（2）与光栅尺读数头安装座（15）同步运动。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，检测杆（2）的中间部分开有键槽，通过支撑螺钉（5、7、9）可以增强其刚性，同时又能保证检测杆（2）相对于滑枕（1）仅作杆长方向的运动，而不作垂直于杆长方向的运动。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的因瓦合金为镍钢合金，其热膨胀系数约为1.2×10^-6/℃。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的光栅尺读数头（16）固定在与滑枕在前端相互固连的检测杆（2）的后端，光栅尺定尺（17）固定在支撑滑枕装置的滑枕座上。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过在滑枕（1）一角处开槽，槽内安装检测杆（2）；检测杆（2）的前端通过固定螺钉（3）与滑枕（1）刚性连接在一起，检测杆（2）的后端通过连接螺栓和光栅尺读数头安装座（15）与光栅尺读数头（16）形成刚性连接；在限制检测杆（2）沿垂直于杆长方向运动的同时，保证检测杆（2）可沿杆长方向自由运动，为减小相对运动时的摩擦力，在检测杆（2）和滑枕（1）之间加装了垫圈（4、6、8、10）。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，光栅尺读数头（16）通过光栅尺读数头安装座（15）以及连接螺钉（11、12、13、14）固连于检测杆（2）上，当滑枕（1）产生热变形时，通过检测杆（2）将变形量传递给光栅尺读数头（16），光栅尺读数头（16）感知到滑枕（1）的热伸长变形后，反馈给数控系统，控制伺服进给电机进行相应的动作，使整个滑枕系统向滑枕（1）热伸长变形的反方向运动，完成滑枕（1）热伸长变形误差的实时在线检测与闭环反馈补偿，让滑枕（1）前端的精度不受滑枕热伸长变形的影响，保证机床的加工精度。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补偿是通过数控系统的闭环反馈功能自动实现补偿。