【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及龙门机构，具体提供一种龙门机构及其同步误差补偿方法。
技术介绍
1、在精密加工领域中，对于有大行程、高定位精度需求的设备，通常会应用到龙门机构。龙门机构一般由两个x轴机构和一个y轴机构组成，其中，两个x轴机构平行设置，y轴机构也被称作龙门架，垂直设置于两个x轴机构的上方，双x轴机构的设置可以保证大行程范围运动时，龙门机构的稳定性和定位的高精度。
2、现有的龙门机构按照驱动方式一般分为单驱龙门和双驱龙门，其中，单驱龙门是由单侧的x轴通过电机使其驱动，其中设有电机的x轴为主动轴，起到驱动作用，另一个x轴为从动轴，起到支撑作用。双驱龙门是由两侧的x轴同步驱动，其中，两侧的x轴均设置有电机使其驱动。此外，无论是单驱龙门还是双驱龙门，在现有的龙门机构中，y轴与双x轴的运动部分连接状态均为为固定连接。由于龙门机构在制造时存在加工误差和装配误差，龙门机构的y轴与x轴难以做到完全垂直，又由于y轴与双x轴的运动部分为固定连接，设备出厂后，y轴与x轴之间的垂直度误差难以修正，这造成了龙门机构定位精度的永久性偏差。
3、此外，单驱龙门由于只有一侧x轴具有驱动，另一侧x轴需要受迫运动，因此，两侧x轴会存在运动状态不同步的问题。而双驱龙门，在双x轴前期制造和装配的差异以及后期磨损和保养的区别、以及y轴在双x轴之间的机械耦合、发热等因素的共同影响下，并行的双x轴之间可能存在电气、机械等动力学特性上的差异，这种差异会造成龙门机构运动过程中双轴运动状态的不同步。由此可知，无论是单驱龙门还是双驱龙门，双x轴的运动均会产生一定
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提供了一种龙门机构，通过弹簧片实现龙门架与横梁的柔性连接，弹簧片既有足够的强度支撑龙门架，同时也能承受一定的弹性变形，用于满足双轴龙门不同步时提供一定的弹性变形，保护龙门架不受影响；并且还提出了龙门机构的同步误差补偿方法，通过主从控制模式，对从动电机的位置偏差进行补偿，有效实现了位置信息与电机实现闭环控制，从而实现了龙门架两侧的精确同步。
2、本专利技术提供的龙门机构，包括：第一横梁、第二横梁和龙门架，其中，第一横梁和第二横梁平行，龙门架垂直于第一横梁和第二横梁；
3、第一横梁包括第一底座、第一滑动板、第一电机、第一光栅尺和第一读数头，第一滑动板设置在第一底座的上方，通过第一电机驱动第一滑动板沿第一底座运动，第一光栅尺沿第一底座设置，第一读数头设置在第一滑动板上，用于确定第一滑动板的位置坐标；
4、第二横梁包括第二底座、第二滑动板、第二电机、第二光栅尺和第二读数头，第二滑动板设置在第二底座的上方，通过第二电机驱动第二滑动板沿第二底座运动，第二光栅尺沿第二底座设置，第二读数头设置在第二滑动板上，用于确定第二滑动板的位置坐标；
5、龙门架的两端均设置有固定板，固定板沿龙门架的轴线设有向内凹槽，凹槽两侧的凸起通过弹簧片连接，第一横梁和第二横梁均与弹簧片的外表面连接，以实现与龙门架的柔性连接。
6、优选的，第一横梁和第二横梁分别通过固定块与弹簧片连接。
7、优选的，还设置有调节机构，调节机构设置在第一滑动板和/或第二滑动板上，调节机构包括调节基座和调节螺栓，调节螺栓与调节基座螺纹连接，并穿过调节基座与固定块抵接，通过旋转调节螺栓推动固定块及龙门架，以调节龙门架与第一横梁及第二横梁之间的垂直关系。
8、优选的，弹簧片采用1.4310不锈钢材料。
9、优选的，龙门架包括第三底座、第三滑动板和第三电机，第三滑动板设置在第三底座的上方，通过第三电机驱动第三滑动板沿第三底座运动。
10、一种龙门机构的同步误差补偿方法，包括以下步骤：
11、s1：在龙门架的第三滑动板上设有相机，并在龙门机构的工作区放置标定板；
12、s2：控制第一电机和第二电机移动至工作零位；控制龙门机构移动，使相机的中心移动至标定板的第一标定点；通过第三电机使相机沿龙门架移动至标定板的第二标定点，调整标定板，保证第一标定点的空间位置不变，使相机的中心与第二标定点重合；
13、s3：在标定板上选定第三标定点，第三标定点与第一标定点所在直线垂直于第二标定点与第一标定点所在直线，计算第一标定点和第三标定点间的参考距离xn；
14、使相机的中心移动至标定板的第一标定点，控制第一电机和第二电机均移动参考距离xn，测量相机的中心移动与第三标定点间的误差距离δxn；
15、s4：控制第一电机或第二电机为主动电机，第二电机或第一电机为从动电机；以第一电机或第二电机为基准，对第二电机或第一电机进行线性补偿，单位距离补偿值为δxn/xn。
16、与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：
17、本专利技术通过设置弹簧片来实现龙门架与横梁之间的柔性连接，这种连接方式使得两者之间的运动能够承受一定范围的缓冲，从而降低了龙门机构的装配精度要求和龙门架材料的刚性要求，整体上简化了龙门机构的设计难度，龙门架与横梁之间垂直度的修正也更容易，同时，在龙门机构运动过程中，弹簧片也可以吸收龙门架两侧电机不同步的力矩，以消除同步误差。此外，本专利技术龙门架的两个驱动电机采用主从控制方式，以主动电机为基准，对从动电机的位置偏差进行补偿，位置信息与电机实现闭环控制，从而实现双轴精确同步，保护龙门架不受不平衡力矩的持续影响，从而提高了其使用寿命。
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1.一种龙门机构，包括：第一横梁、第二横梁和龙门架，其中，所述第一横梁和所述第二横梁平行，所述龙门架垂直于所述第一横梁和所述第二横梁，其特征在于：
2.如权利要求1所述的龙门机构，其特征在于，所述第一横梁和所述第二横梁分别通过固定块与所述弹簧片连接。
3.如权利要求1所述的龙门机构，其特征在于，还设置有调节机构，所述调节机构设置在所述第一滑动板和/或所述第二滑动板上，所述调节机构包括调节基座和调节螺栓，所述调节螺栓与所述调节基座螺纹连接，并穿过所述调节基座与所述固定块抵接，通过旋转所述调节螺栓推动所述固定块及所述龙门架，以调节所述龙门架与所述第一横梁及所述第二横梁之间的垂直关系。
4.如权利要求1所述的龙门机构，其特征在于，所述弹簧片采用1.4310不锈钢材料。
5.如权利要求1所述的龙门机构，其特征在于，所述龙门架包括第三底座、第三滑动板和第三电机，所述第三滑动板设置在所述第三底座的上方，通过所述第三电机驱动所述第三滑动板沿所述第三底座运动。
6.一种龙门机构的同步误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种龙门机构，包括：第一横梁、第二横梁和龙门架，其中，所述第一横梁和所述第二横梁平行，所述龙门架垂直于所述第一横梁和所述第二横梁，其特征在于：
2.如权利要求1所述的龙门机构，其特征在于，所述第一横梁和所述第二横梁分别通过固定块与所述弹簧片连接。
3.如权利要求1所述的龙门机构，其特征在于，还设置有调节机构，所述调节机构设置在所述第一滑动板和/或所述第二滑动板上，所述调节机构包括调节基座和调节螺栓，所述调节螺栓与所述调节基座螺纹连接，并穿过所述调节基座与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张德龙，孙斌，
申请(专利权)人：中科长光精拓智能装备苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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