机床齿轮及丝杠间隙自动补偿装置制造方法及图纸

一种机床齿轮及丝杠间隙自动补偿装置，其主要特征是在机床的变速箱和丝杠之间加装一个扭力传感器，用于检测并消除系统的间隙。在开环系统加装扭力传感器后，不用去定量的测定间隙值的大小，而是用克服系统最大静摩擦力的某一个力点作为信号发生的标准。并且该补偿装置工作性能稳定、测量精度高、成本低、价格便宜、操作简单，易于在各种高低档车床上应用。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及自控车床，特别是一种用于齿轮及丝杠间隙的自动补偿装置。在自动控制领域里，其控制方式可分为开环系统和闭环系统，对于一般机械设备的控制中，同样分为开环和闭环系统控制。从一般的控制理论框图中可以清楚看到，闭环系统比开环系统多了一个检测装置，而这类检测装置的价格一般都比较昂贵。尽管增加检测装置可使其精度提高，但在实现控制中其结构复杂，维修不便。因此只能应用在全功能、大功率、而且价格比较昂贵的机床上。由于我国的经济状况所限，一般企业很难推广这一闭环系统，因此近几年国内许多厂家致力开发开环控制系统，尽管用了许多办法，终因开环系统精度低，不稳定而无法推广应用。其主要原因是当计算机送入脉冲信号给步进电机时，必须经齿轮、丝杠使刀具动作，当变速箱和丝杠及系统间隙都已消除时，刀具随步进电机也前进一个脉冲当量，当刀具退回时，变速箱中的齿轮和丝杠螺母系统弹性却会产生反向间隙。对于现有的开环系统，对消除这种反向间隙所采取的措施如下1，采用弹簧调整齿轮；2，调整丝杠螺母付；3，把现有系统的间隙测出来，放在单元存储器内，在步进电机每次反向时，把此间隙值先加给步进电机，当间隙消除后，再调整给程序。对以上措施经过长期的实践，认为仍然不能保持其精度，并且操作复杂。因此不用一个固定的间隙值补偿装置，根据无法长期稳定的保持系统的精度。本技术的目的是在开环系统中，并在变速箱与丝杠之间增设一个固定的扭力传感器，这样可以比较精确的消除系统的间隙。本技术的技术解决方案是机床齿轮及丝杠间隙自动补偿装置，是在机床的变速箱14和丝杠15之间加装一个由丝杠接头1、应变梁2、步进电机变速端接头5、集电刷9、计算机接头10以及支板11组成的扭力传感器18，丝杠接头1和丝杠端相连，步进电机变速端接头5与由步进电机变速器出来的轴相连，并由步进电机变速端5拨动应变梁2，支板11固定在变速壳体不动，集电刷9中的两个接头，一个是电源线接头，另一个是计算机的信号端接头10，并与计算机的一个输入端相接。所述的扭力传感器18由机械装置和半导体应变片构成，采用高灵敏的半导体应变片作为传感器。扭力传感器18还可以装在步进电机13和变速箱14之间。本技术的优点是在开环系统里加装扭力传感器后，不用去定量的测定间隙值有多大，而是用克服系统最大静摩擦力的某一个力点作为信号发生的标准。因此该补偿装置工作性能稳、测量精度高、成本低、价格便宜，并且操作简单，易于推广应用。以下结合附图对本技术加以说明附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的控制电路图；图3为本技术的安装位置示意图。实施例根据图1所示，其工作原理是把步进电机变速端接头5和由步进电机变速器出来的轴相连，丝杠接头1和丝杠端相连，把支板11固定在变速壳体上不动。集电刷9中其中两个头是9伏电源线接头，一个头是计算机的信号端接头10，并与计算机的一个输入端相接。在执行元件未启动前，扭力传感器不受力，也不向计算机发信号，脉冲计数器不计数。当执行元件逐渐受力达到某一定值时，传感器向计算机给信号，脉冲计数器开始计步长。在每次反向时，计算机都连续重复检测这一信号端，当此信号端是“1”电平时，就可以调用下一个工作程序。在机床工作过程中，步进电机始终在由正转变为反转，又由反转变为正转。例如电机在某一瞬间反向，则应先把齿轮的间隙消除，这时系统尚未受力或者说电机的变速端5尚未被齿轮带动。如果齿轮间隙消除后，电机的变速端5开始转动，并拨动应变梁2，而应变梁2又拨动丝杠接头1，使丝杠开始转动。如果丝杠有间隙，这时装应变梁2上的半导体应变片12不受力，计算机信号端10无信号输出。待丝杠间隙消除后，应变梁2开始受力，这时要克服刀具溜板的静摩擦力，溜板才能够动，因此这时步进电机连续转动，就使应变梁2上的受力逐渐加大。经反复试验证明，应变梁上的受力最好在最大静摩擦力的一半时，半导体应变片向计算机接头10送出一个“1”信号，这时即可以消除一部分系统的弹性变形，又可以不使刀具储蓄的能量太大而产生突跳。如果电机再反向时，又重复以上过程。如图2所示，其控制电路的工作原理是采用高灵敏系数的半导体应变片作为扭矩测量传感器，当电机正转时，半导体应变片R×1，产生正应变，阻值增加，A点电位降低，当VA＜VB时，由电压比较器U1输出一个正电平，经过或门输出为高电平“1”。当电机反转时，半导体应变片R×2产生负应变，阻值减少，C点电位增加，当Vc＞VD时，U2输出一个正电平，经过或门输出为高电平“1”，当系统存在间隙时，R×1和R×2均不产生应变，V1和V2输出均为低电平，经或门输出为“0”。其中W1和W2为微调电位器，可以对不同负荷的机床，调整受扭矩的大小，并输出“1”电平。图1中的3为印刷线路板；4为挡盖；6为顶丝；7为绝缘环；8为集电环；12为应变片。图3中16为溜板箱；17为刀架；19为主轴箱；20为尾座。权利要求1.一种机床齿轮及丝杠间隙自动补偿装置，其特征是在机床的变速箱14和丝杠15之间加装一个由丝杠接头1、应变梁2、步进电机变速端接头5、集电刷9、计算机接头10以及支板11组成的扭力传感器18，丝杠接头1和丝杠端相连，步进电机变速端接头5与由步进电机变速器出来的轴相连，并由步进电机变速端接头5拨动应变梁2，支板11固定在变速壳体上不动，集电刷9中的两个接头，一个是电源线接头，另一个是计算机的信号端接头10，并与计算机的一个输入端相连。2.根据权利要求1所述的机床齿轮及丝杠间隙自动补偿装置，其特征是所述的扭力传感器是采用高灵敏半导体应变片作为传感器。3.根据权利要求1或2所示的自动补偿装置，其特征是扭力传感器18还可以装在步进电机13和变速箱14之间。专利摘要一种机床齿轮及丝杠间隙自动补偿装置，其主要特征是在机床的变速箱和丝杠之间加装一个扭力传感器，用于检测并消除系统的间隙。在开环系统加装扭力传感器后，不用去定量的测定间隙值的大小，而是用克服系统最大静摩擦力的某一个力点作为信号发生的标准。并且该补偿装置工作性能稳定、测量精度高、成本低、价格便宜、操作简单，易于在各种高低档车床上应用。文档编号B23Q5/00GK2131646SQ9220976公开日1993年5月5日 申请日期1992年5月8日 优先权日1992年5月8日专利技术者付天章 申请人:付天章本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机床齿轮及丝杠间隙自动补偿装置，其特征是：在机床的变速箱１４和丝杠１５之间加装一个由丝杠接头１、应变梁２、步进电机变速端接头５、集电刷９、计算机接头１０以及支板１１组成的扭力传感器１８，丝杠接头１和丝杠端相连，步进电机变速端接头５与由步进电机变速器出来的轴相连，并由步进电机变速端接头５拨动应变梁２，支板１１固定在变速壳体上不动，集电刷９中的两个接头，同个是电源线接头，另一个是计算机的信号端接头１０，并与计算机的一个输入端相连。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：付天章，
申请(专利权)人：付天章，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]