【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种在三个方向产生微小位移以补偿数控机床热误差的装置及补偿方法。本技术属于精密加工技术和工业自动化控制领域。
技术介绍
热误差是数控机床最大的误差源之一，占总误差的40％-70％。机床热误差是由于机床内外热源的作用而使机床组成部件发生热变形而导致的，越精密的机床，热误差占总误差的比例越大。热误差不仅使产品的尺寸精度下降，而且因尺寸超差调整而影响生产率。因此，有效控制热误差对提高数控机床加工精度至关重要。目前可采用的减小热误差的方法主要有三种：温度场补偿法、热稳定性设计和热误差补偿。温度场补偿法是通过在一定部位布置加热元件或在一些构件内流动循环冷却油，实现热量补偿，以消除或减小热误差。此方法很难实现对空间各项热误差全部进行有效的补偿。热稳定性设计法是通过提高机床设计、制造和装配精度来满足机床的精度要求，可靠性高，但存在很大的局限性，而且经济代价往往非常昂贵。当加工精度高于某一程度后，利用此方法来提高加工精度所花费的成本按指数规律增长。误差补偿法是分析机床误差来源，建立误差模型，人为制造出新误差以抵消原始误差。此法投入费用低，可用于现有机床，尤其是很难进行结构调整的老化机床，大大提高经济效益。目前所采用的热误差补偿技术大多使用温度监控的位移补偿法，需要在数控系统中装入补偿信号输入接口，通过系统软件的控制，使补偿信号经由总线输至伺服进给系统做补偿运动。此方法的不利之处<...
【技术保护点】
一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：该补偿装置包括底座(1)、水平方向滑块、垂直方向滑块(8)、垂直方向导向块、水平方向滑块驱动元件、垂直方向滑块驱动元件；水平方向滑块包括X方向滑块(7)和Y方向滑块(6)，Y方向滑块(6)安装在底座(1)上，X方向滑块(7)安装在Y方向滑块(6)上；垂直方向滑块(8)安装在X方向滑块(7)上；所述水平方向滑块、垂直方向滑块(8)分别由水平方向滑块驱动元件、垂直方向滑块驱动元件进行驱动和控制；水平方向滑块驱动元件包括第一堆叠型压电陶瓷微位移致动器(5)、第三堆叠型压电陶瓷微位移致动器(18)、第四堆叠型压电陶瓷微位移致动器(23)、第五堆叠型压电陶瓷微位移致动器(25)；垂直方向滑块驱动元件包括第二堆叠型压电陶瓷微位移致动器(12)、第六堆叠型压电陶瓷微位移致动器(28)、封装型压电陶瓷微位移致动器(27)；水平方向滑块的底部移动中轴线两端均开有槽，槽内分别固定有第一堆叠型压电陶瓷微位移致动器(5)、第三堆叠型压电陶瓷微位移致动器(18)、第四堆叠型压电陶瓷微位移致动器(23)、第五堆叠型压电陶瓷微位移致动器(25)，四枚压电陶瓷分别由第一X方向压...
【技术特征摘要】
1.一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：该补偿装置包括底座(1)、水平方向滑块、垂直方向滑块(8)、垂直方向导向块、水平方向滑块驱动元件、垂直方向滑块驱动元件；水平方向滑块包括X方向滑块(7)和Y方向滑块(6)，Y方向滑块(6)安装在底座(1)上，X方向滑块(7)安装在Y方向滑块(6)上；垂直方向滑块(8)安装在X方向滑块(7)上；
所述水平方向滑块、垂直方向滑块(8)分别由水平方向滑块驱动元件、垂直方向滑块驱动元件进行驱动和控制；水平方向滑块驱动元件包括第一堆叠型压电陶瓷微位移致动器(5)、第三堆叠型压电陶瓷微位移致动器(18)、第四堆叠型压电陶瓷微位移致动器(23)、第五堆叠型压电陶瓷微位移致动器(25)；垂直方向滑块驱动元件包括第二堆叠型压电陶瓷微位移致动器(12)、第六堆叠型压电陶瓷微位移致动器(28)、封装型压电陶瓷微位移致动器(27)；
水平方向滑块的底部移动中轴线两端均开有槽，槽内分别固定有第一堆叠型压电陶瓷微位移致动器(5)、第三堆叠型压电陶瓷微位移致动器(18)、第四堆叠型压电陶瓷微位移致动器(23)、第五堆叠型压电陶瓷微位移致动器(25)，四枚压电陶瓷分别由第一X方向压电陶瓷固定块(4)、第一Y方向压电陶瓷固定块(19)、第二X方向压电陶瓷固定块(24)、第二Y方向压电陶瓷固定块(26)固定。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床热误差补偿装置，其特征在于：垂直方向滑块(8)的底部开有四个对称槽，槽内各固定一枚封装型压电陶瓷微位移致动器(27)；垂直方向滑块(8)的顶部开有两对称槽，槽内分别固定有第二堆叠型压电陶瓷微位移致动器(12)、第六堆叠型压电陶瓷微位移致动器(28)，两枚压电陶瓷分别由第一垂直方向压电陶瓷固定块(13)、第二垂直方向压电陶...
【专利技术属性】
技术研发人员：范晋伟，唐宇航，王鸿亮，张兰清，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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