CN102357842B - 一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法及装置，其方法包括如下步骤，1)主轴箱设置主轴箱倾斜补偿机构，滑枕设置滑枕下垂补偿机构，2)通过测量工具测量出滑枕的水平方向即Z轴各补偿点的滑枕下垂量及主轴箱倾斜度，将测量好的数据输入到可编程逻辑控制器中；3)机床工作时，通过检测元件检测出滑枕在Z轴上的坐标值；4)根据检测到的坐标值，在可编程逻辑控制器中查找出对应的滑枕下垂量及主轴箱倾斜度；5)根据下垂量及倾斜度计算出各补偿值，将该补偿值转换为补偿电压，并通过放大器将补偿电压信号放大后输出给电液比例阀，通过电液比例阀来控制滑枕设置的变形补偿机构及主轴箱的倾角补偿机构。

Description

一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法及装置

技术领域

本发明涉及数控机床，特别涉及一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法及装置。

背景技术

随着现代制造业的不断发展，精密和超精密加工技术的重要性日益凸显。数控机床作为制造业的重要装备，也面临了新时代的机遇和挑战。提高数控机床的精度是提高数控机床产品质量、增强市场竞争力的关键所在。

落地镗铣床最主要的结构特征是采用悬臂式滑枕工作部件。滑枕工作时处于悬伸状态，且工作行程越大，其最大悬伸量也越大。由于滑枕自身及其主轴等附件的重量因素，滑枕在伸出过程中必然会产生挠曲变形，引起机床主轴和刀具的角度误差和位移误差，从而影响机床的加工精度。因此必须对滑枕挠曲变形采取适当的补偿措施，以保证整个机床的加工精度。

现有的补偿方法有：

1.主轴箱中心位移补偿，通过油缸改变钢丝绳的长度，使重心位置在垂直面内升高。

2.滑枕下垂补偿，通过滑枕上面两对称油缸拉紧，通过作用力增加滑枕刚度，使滑枕有被拉直的趋势，减小滑枕挠曲变形量。

3.安装附件补偿，在滑枕底部设置油腔，增大其压力，抬高滑枕，起到补偿的作用。

4.主轴箱变压液压腔补偿，在主轴箱滑枕导轨板上下斜对面分别设置变压器静压腔，将其分成两组变压静压腔，并分别与两组液压阻尼体及比例减压阀相连，通过控制系统改变变压静压腔的油压实现滑枕前端抬高进行补偿。

前三种补偿方式的不足之处是，主要通过主轴箱或滑枕因外力而产生的变形来补偿，往往会产生主轴箱变形过大而滑枕却没有得到补偿的情况，而且补偿量无法精确控制，补偿精度低。第四种方式较前三种方式具有补偿范围广，精度高的特点，但其变压液压腔油压控制方式较为繁琐，不易实施。

具体的还有如中国专利申请号201010570488.3公开了“大型数控铣镗床滑枕移动倾斜的补偿方法及装置”，其方法采用以下步骤：(1)、补偿间距和补偿点的确定：通过实验方式确定滑枕移动的若干个直线度补偿点，并根据补偿点的实测数据将滑枕移动的全行程划分为数个补偿间距；(2)、电气补偿值的确定：将实验采集的直线度补偿点及补偿间距的直线度变动量转化为主轴箱滑座的角位移变动量，即左、右两侧驱动电机的角位移差值；根据实验数据确定的补偿间距，确定补偿点的位置，当滑枕伸出到该补偿点时，让系统调取左、右两侧驱动电机的角位移差值进行补偿，再次测量该的直线度误差，如不满足精度要求，尝试改变角位移差值进行调整，直至满足为止，以确定该补偿点的最佳补偿数值，并记录在数控系统中，按上述方法确定其余个补偿点的最佳补偿数值，并记录在数控系统中；(3)、电气控制：将转化后的左、右两侧驱动电机的角位移差值输入到机床的数控系统中，在滑枕工作状态下，滑枕在相邻补偿点的间距内，通过系统调取左、右两侧驱动电机的位移差值来自动补偿滑枕移动倾斜的直线度误差。

中国专利申请号200810187286.3公开的“大型数控卧式铣镗床滑枕移动倾斜的导轨补偿方法及装置”，其方法采用如下步骤：1)、补偿间距和补偿点的确定：通过实验确定滑枕移动的数个直线度补偿点；2)、电气补偿值的确定：采集数个直线度补偿点的直线度变量和其对应A组比例减压阀及B组比例减压阀的电气补偿值；3)、电气控制：将采集的数个关键直线度补偿点直线度变量和其对应A组比例减压阀及B组比例减压阀电气补偿值通过控制面板输入到该机床数控系统的PLC中，在滑枕工作状态下，滑枕在相邻补偿点之间的距离内，通过A组比例减压阀及B组比例减压阀控制导轨腔内上下面斜对的变压液压腔对导轨直线度补偿。

中国专利申请号200710020440公开的“滑枕悬伸下垂分段变形补偿装置”。

上述现有技术中，专利号CN200810187286提供的液压补偿装置较复杂，变压液压腔油压控制方式较为复杂，不易实施；专利号CN200710020440和专利号CN201010570488，当刀具长度变化时，需要重新设定油压和伸出量之间的关系。

发明内容

本发明的目的在于一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法及装置，采用主轴箱液压补偿机构和滑枕内部的液压补偿机构双重补偿，具有补偿范围较大，补偿效果和精度好的特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其包括如下步骤：

1)主轴箱设置主轴箱倾斜补偿机构，即通过在主轴箱上端面一侧设置一补偿液压缸，对主轴箱的一侧施加一补偿力；同时，在滑枕设置滑枕下垂补偿机构，即在滑枕内上部两侧设置拉杆，该拉杆一端固定于滑枕内，另一端伸出滑枕；拉杆伸出的滑枕后端部设置油缸组，油缸组的补偿油缸的缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；上述补偿液压缸和补偿油缸的控制油路中分别设置电液比例阀，并通过放大器进而与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；还设置一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统控制单元；该位置检测元件的检测值通过可编程逻辑控制器计算将控制信号经放大器放大传送至电液比例阀对补偿液压缸和油缸组进行控制；

2)通过测量工具测量出滑枕的水平方向即Z轴各补偿点的滑枕下垂量及主轴箱倾斜度，将测量好的数据输入到可编程逻辑控制器中；

3)机床工作时，通过检测元件检测出滑枕在Z轴上的坐标值；

4)根据检测到的坐标值，在可编程逻辑控制器中查找出对应的下垂量及倾斜度；

5)根据下垂量及倾斜度计算出各补偿值，将该补偿值转换为补偿电压，并通过放大器将补偿电压信号放大后输出给电液比例阀，通过电液

比例阀来控制滑枕设置的变形补偿机构及主轴箱的倾角补偿机构。

进一步，所述的补偿点的确定为：通过实验方式确定滑枕移动的若干个滑枕变形补偿点，此步骤可通过等高量块、平尺或指示器，并以设定的补偿间距实行测量。

所述的补偿间距设定原则为：如果在某个点以后，变形量变量比较大的话，可以减小间距，间距越小，补偿精度越高，以下垂量误差变化均匀为宜。

又，所述的补偿电压即电气补偿值的确定为：每个滑枕变形补偿点对应一个滑枕下垂量和主轴箱倾斜度，采集数个补偿点的下垂量及倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值，其中两组电液比例阀分别对应主轴箱倾斜补偿机构和滑枕下垂补偿机构；根据检测到的Z轴坐标值，由可编程逻辑控制器查找出对应的滑枕下垂量及主轴箱倾斜度，根据滑枕下垂量及主轴箱倾斜度计算出相应补偿值，将该补偿值转换成补偿电压。

根据实验数据确定的补偿间距，来确定补偿点的位置，当滑枕伸出到该补偿点时，测量该点的滑枕直线度偏差及主轴箱倾斜度，尝试输入不同的电气补偿值，控制对应两组电液比例阀不同的压强值，引起两组补偿油缸不同的压力，形成不同的翻转力矩，补偿滑枕的倾斜，比较补偿的效果，以滑枕直线度最好时对应的电气补偿值为此处的补偿值，并记录在电气系统中。

所述的步骤5)中滑枕下垂补偿的电气控制为：将采集的数个补偿点变形量及倾斜度变量和其对应电液比例阀的电气补偿值通过控制面板输入到机床数控系统的可编程逻辑控制器中，设定电气补偿值为0～10V电压；在滑枕工作状态下，要求滑枕在相邻补偿点之间的距离内，通过电液比例阀控制补偿油缸对滑枕下垂量和主轴箱倾斜度补偿；通过多次实验(即根据检测到的坐标值，计算出下垂量及倾斜度，根据下垂量及倾斜度计算出补偿值，将该补偿值转换成补偿电压)，对所采集的下垂量及倾斜度变量和其对应电液比例阀的电气补偿值0～10V进行处理，得到数个关键补偿点下垂量及倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值0～10V的对应关系，下垂量和倾斜度变量越大，对应的电气补偿值越大；并将采集关键补偿点直线度及倾斜度变量值输入到机床数控系统，数控系统程序控制在不同的位置以不同的电气补偿值输出直流电压值，经放大器放大后，控制两组电液比例阀的阀芯位置，进而控制两组电液比例阀输出压力，最终控制两组补偿油缸内液压油压强，对滑枕下垂量及主轴箱倾斜度误差实时进行补偿。

所述的步骤5)中主轴箱倾斜补偿控制为：每个滑枕补偿点的下垂量对应一个主轴倾斜度，通过多次实验得出对所采集的倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值0～10V进行处理，得到数个关键直线度补偿点直线度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值0～10V的对应关系。

所述的主轴箱设置的主轴箱倾斜补偿机构，包括一补偿液压缸，设置于主轴箱上端面一侧，并通过钢丝绳及两个定滑轮及滑座连接于立柱侧面上。

所述的滑枕设置的下垂补偿机构，包括，两根拉杆，分别设置于滑枕内上部两侧，拉杆一端固定于滑枕内，另一端伸出滑枕；两个油缸组，分别对应两根拉杆，每个油缸组至少两个补偿油缸，两个补偿油缸串联设置于拉杆伸出的滑枕端部，缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；若干电液比例阀，分别设置于上述补偿液压缸和补偿油缸的控制油路，并与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统可编程逻辑控制器。

所述的滑枕行程在0～400mm内不需要补偿，倾斜的影响不超标。

所述的直线度误差数据通过千分表、高精度平尺以及等高量块进行测量，分滑枕上不安装及安装附件头测量；若配置多个不同质量的附件头，则应进行多次测量。

另外，实验过程中，在某个补偿点的直线度误差变化较大，则可以减小间隔，直至直线度误差变化比较均匀为宜，确定关键直线度补偿点对后续的电气补偿至关重要。

本发明的一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，其特征在于，包括，主轴箱倾斜补偿机构和滑枕下垂补偿机构；主轴箱倾斜补偿机构，包括，补偿液压缸，设置于运行于立柱导轨上的主轴箱上端面一侧，即相对于主轴箱吊点的另一侧，该吊点设置于在主轴不伸出状态的主轴箱重心位置；第一、第二定滑轮，其中，第一定滑轮通过固定支架设置于对应补偿液压缸侧的立柱一侧顶部或上部，第二定滑轮通过固定支架设置于与第一定滑轮对角侧的立柱顶部或上部；滑座，设置于对应第二定滑轮的立柱侧面底部；钢丝绳，一端连接于补偿液压缸的活塞杆端部，另一端绕过第一、第二定滑轮及滑座连接于立柱侧面上；滑枕下垂补偿机构，包括，两根拉杆，分别设置于滑枕内上部两侧，拉杆一端位于滑枕前端孔内，另一端通过锁紧螺母固定于滑枕内部后端；两个油缸组，分别对应两根拉杆，每个油缸组至少两个补偿油缸，两个补偿油缸串联设置于拉杆伸出的滑枕端部，缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；若干电液比例阀，分别设置于上述补偿液压缸和补偿油缸的控制油路，并与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统可编程逻辑控制器；该可编程逻辑控制器根据位置检测元件的检测值经计算将控制信号经功率放大器放大传送至电液比例阀对补偿液压缸和油缸组补偿油缸进行控制。

进一步，所述的滑枕下垂补偿机构中每油缸组设三个补偿油缸，串联设置于拉杆伸出的滑枕端部。

所述的位置检测元件采用光栅尺。

在上述技术方案中，有关电气补偿值的确定及相应的电气控制等技术内容均为现有常规技术，在中国专利申请号201010570488.3、200810187286.3的说明书中已有详细阐述，本发明在此不再赘述。

本发明的优点是：

1.采用主轴箱液压补偿机构和滑枕内部的液压补偿机构相结合，双重补偿，避免了主轴箱变形过大而滑枕却没有得到补偿的情况，补偿精度高，效果好。

2.采用多级串联油缸，体积小、出力大，产生的力量几倍于单机油缸，适合安装在滑枕的狭小空间中。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例中滑枕的结构示意图。

图3为本发明实施例中滑枕的局部放大剖视图。

图4为本发明主轴箱倾斜补偿液压结构示意图。

图5为本发明实施例的控制流程图。

具体实施方式

参见图1～图5，本发明的一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，包括主轴箱10倾角补偿机构1和滑枕20变形补偿机构2。

主轴箱倾斜补偿机构1，包括，补偿液压缸11，设置于运行于立柱30导轨40上的主轴箱10上端面一侧，即相对于主轴箱吊点101的另一侧，该吊点101设置于在主轴不伸出状态的主轴箱重心位置；第一、第二定滑轮12、13，其中，第一定滑轮12通过固定支架设置于对应补偿液压缸11侧的立柱30一侧顶部或上部，第二定滑轮13通过固定支架设置于与第一定滑轮11对角侧的立柱30顶部或上部；滑座14，设置于对应第二定滑轮13的立柱侧面底部；钢丝绳15，一端连接于补偿液压缸11的活塞杆端部，另一端绕过第一、第二定滑轮12、13及滑座14连接于立柱30侧面上.

滑枕下垂补偿机构2，包括，两根拉杆21、21’，分别设置于滑枕20内上部两侧，拉杆21、21’一端位于滑枕20前端孔内，另一端通过锁紧螺母固定于滑枕20内部后端；两个油缸组22、22’，分别对应两根拉杆21、21’，每个油缸组设三个补偿油缸221、222、223(以拉杆21为例，下同)，串联设置于拉杆21伸出的滑枕20端部，缸体连接于滑枕20，油缸活塞套设于拉杆21，并与拉杆21连接。

电液比例阀3、4，分别设置于上述补偿液压缸11和油缸组22的补偿油缸221、222、223的控制油路，并与数控系统可编程逻辑控制器PLC电气连接。

一检测滑枕20伸出时前端下垂变形量的位置检测元件5，连接数控系统可编程逻辑控制器PLC；该可编程逻辑控制器PLC根据位置检测元件5的检测值经计算将控制信号经功率放大器6放大传送至电液比例阀3、4对补偿液压缸11和补偿油缸221、222、223进行控制。

当滑枕20向前伸出时，其前端有下垂变形量，位置检测元件5检测到Z轴坐标值，并提供给数控系统可编程逻辑控制器PLC，数控系统可编程逻辑控制器根据Z轴坐标值计算补偿电压，并输出补偿电压，补偿电压经功率放大器6放大，控制电液比例阀4，液压油经出油口23接滑枕补偿油缸221、222、223有杆腔，进而控制补偿油缸221、222、223的压力，液压油从进油口24进入后推动补偿油缸活塞移动，使活塞杆变长(微变量)，拉杆21给滑枕20提供一个拉力，通过补偿油缸221、222、223和拉杆21对滑枕20上部产生拉力，使滑枕20产生向上的弯曲变形。

这样就可以根据滑枕伸出的长度不同，装的附件不一样，给定信号的大小不同来调整滑枕补偿油缸，从而消除滑枕伸出后的挠度。

机床工作时，通过位置检测元件检测出滑枕在Z轴上的坐标值；根据检测到的坐标值，可编程逻辑控制器计算出各下垂量及倾斜度的补偿值，将该补偿值转换为补偿电压；将补偿电压信号通过功率放大器进行放大；将放大后的信号输出给两电液比例阀，通过电液比例阀来控制补偿液压缸和补偿油缸，实现主轴箱倾角补偿和滑枕下垂补偿。

由于采用了上述装置，解决了因主轴箱倾斜变形导致滑枕倾斜得不到补偿的问题，提高了补偿精度，最终大大提高了机床加工质量和效率，为企业取得良好的经济效益发挥了重要作用。

本发明的一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其包括如下步骤：

1)主轴箱设置主轴箱倾斜补偿机构1，即通过在主轴箱上端面一侧设置一补偿液压缸，对主轴箱的一侧施加一补偿力；同时，在滑枕设置滑枕下垂补偿机构2，即在滑枕内上部两侧设置拉杆，该拉杆一端固定于滑枕内，另一端伸出滑枕；拉杆伸出的滑枕后端部设置油缸组，油缸组的补偿油缸的缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；上述补偿液压缸和补偿油缸的控制油路中分别设置电液比例阀，并通过放大器进而与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；还设置一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统控制单元；该位置检测元件的检测值通过可编程逻辑控制器计算将控制信号经放大器放大传送至电液比例阀对补偿液压缸和油缸组进行控制；

2)通过测量工具测量出滑枕的水平方向即Z轴各补偿点的滑枕下垂量及主轴箱倾斜度，将测量好的数据输入到可编程逻辑控制器中；

3)机床工作时，通过检测元件检测出滑枕在Z轴上的坐标值；

4)根据检测到的坐标值，在可编程逻辑控制器中查找出对应的下垂量及倾斜度；

5)根据下垂量及倾斜度计算出各补偿值，将该补偿值转换为补偿电压，并通过放大器将补偿电压信号放大后输出给电液比例阀，通过电液比例阀来控制滑枕设置的变形补偿机构及主轴箱的倾角补偿机构。

进一步，所述的补偿点的确定为：通过实验方式确定滑枕移动的若干个滑枕变形补偿点，此步骤可通过等高量块、平尺或指示器，并以设定的补偿间距实行测量。

所述的补偿间距设定原则为：如果在某个点以后，变形量变量比较大的话，可以减小间距，间距越小，补偿精度越高，以下垂量误差变化均匀为宜。

又，所述的补偿电压即电气补偿值的确定为：每个滑枕变形补偿点对应一个滑枕下垂量和主轴箱倾斜度，采集数个补偿点的下垂量及倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值，其中两组电液比例阀分别对应主轴箱倾斜补偿机构和滑枕下垂补偿机构；根据检测到的Z轴坐标值，由可编程逻辑控制器查找出对应的滑枕下垂量及主轴箱倾斜度，根据滑枕下垂量及主轴箱倾斜度计算出相应补偿值，将该补偿值转换成补偿电压。

根据实验数据确定的补偿间距，来确定补偿点的位置，当滑枕伸出到该补偿点时，测量该点的滑枕直线度偏差及主轴箱倾斜度，尝试输入不同的电气补偿值，控制对应两组电液比例阀不同的压强值，引起两组补偿油缸不同的压力，形成不同的翻转力矩，补偿滑枕的倾斜，比较补偿的效果，以滑枕直线度最好时对应的电气补偿值为此处的补偿值，并记录在电气系统中。

所述的步骤5)中滑枕下垂补偿的电气控制为：将采集的数个补偿点变形量及倾斜度变量和其对应电液比例阀的电气补偿值通过控制面板输入到机床数控系统的可编程逻辑控制器中，设定电气补偿值为0～10V电压；在滑枕工作状态下，要求滑枕在相邻补偿点之间的距离内，通过电液比例阀控制补偿油缸对滑枕下垂量和主轴箱倾斜度补偿。

在本实施例中，通过多次实验，对所采集的下垂量及倾斜度变量和其对应电液比例阀的电气补偿值为0～10V进行处理，得到数个关键补偿点下垂量及倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值0～10V的对应关系，下垂量和倾斜度变量越大，对应的电气补偿值越大；并将采集关键补偿点直线度及倾斜度变量值输入到机床数控系统，数控系统程序控制在不同的位置以不同的电气补偿值输出直流电压值，经放大器放大后，控制两组电液比例阀的阀芯位置，进而控制两组电液比例阀输出压力，最终控制两组补偿油缸内液压油压强，对滑枕下垂量及主轴箱倾斜度误差实时进行补偿。

进一步，所述的步骤5)中主轴箱倾斜补偿控制为：每个滑枕补偿点的下垂量对应一个主轴倾斜度，通过多次实验得出对所采集的倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值为0～10V进行处理，得到数个关键直线度补偿点直线度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值0～10V的对应关系。

所述的滑枕行程在0～400mm内不需要补偿，倾斜的影响不超标。

上述直线度误差数据通过千分表、高精度平尺以及等高量块进行测量，分滑枕上不安装及安装附件头测量；若配置多个不同质量的附件头，则应进行多次测量。

另外，实验过程中，在某个补偿点的直线度误差变化较大，则可以减小间隔，直至直线度误差变化比较均匀为宜，确定关键直线度补偿点对后续的电气补偿至关重要。

Claims (15)

1.一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其包括如下步骤：

1)主轴箱设置主轴箱倾斜补偿机构，即通过在主轴箱上端面一侧设置一补偿液压缸，对主轴箱的一侧施加一补偿力；同时，在滑枕设置滑枕下垂补偿机构，即在滑枕内上部两侧设置拉杆，该拉杆一端固定于滑枕内，另一端伸出滑枕；拉杆伸出的滑枕后端部设置油缸组，油缸组的补偿油缸的缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；上述补偿液压缸和补偿油缸的控制油路中分别设置电液比例阀，并通过放大器进而与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；还设置一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统控制单元；该位置检测元件的检测值通过可编程逻辑控制器计算将控制信号经放大器放大传送至电液比例阀对补偿液压缸和油缸组进行控制；

2)通过测量工具测量出滑枕的水平方向即Z轴各补偿点的滑枕下垂量及主轴箱倾斜度，将测量好的数据输入到可编程逻辑控制器中；

3)机床工作时，通过检测元件检测出滑枕在Z轴上的坐标值；

4)根据检测到的坐标值，在可编程逻辑控制器中查找出对应的下垂量及倾斜度；

5)根据下垂量及倾斜度计算出各补偿值，将该补偿值转换为补偿电压，并通过放大器将补偿电压信号放大后输出给电液比例阀，通过电液比例阀来控制滑枕设置的下垂补偿机构及主轴箱的倾角补偿机构。

2.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，所述的补偿点的确定为：通过实验方式确定滑枕移动的若干个滑枕变形补偿点，此步骤通过等高量块、平尺或指示器，并以设定的补偿间距实行测量。

3.如权利要求2所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，所述的补偿间距设定原则为：如果在某个点以后，变形量变量比较大的话，则减小间距，间距越小，补偿精度越高，确保下垂量误差变化均匀。

4.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，所述的补偿电压即电气补偿值的确定为：每个滑枕变形补偿点对应一个滑枕下垂量和主轴箱倾斜度，采集数个补偿点的下垂量及倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值，其中两组电液比例阀分别对应主轴箱倾斜补偿机构和滑枕下垂补偿机构；根据检测到的Z轴坐标值，由可编程逻辑控制器查找出对应的滑枕下垂量及主轴箱倾斜度，根据滑枕下垂量及主轴箱倾斜度计算出相应补偿值，将该补偿值转换成补偿电压。

5.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，根据实验数据确定的补偿间距，来确定补偿点的位置，当滑枕伸出到该补偿点时，测量该点的滑枕直线度偏差及主轴箱倾斜度，尝试输入不同的电气补偿值，控制对应两组电液比例阀不同的压强值，引起两组补偿油缸不同的压力，形成不同的翻转力矩，补偿滑枕的倾斜，比较补偿的效果，以滑枕直线度最好时对应的电气补偿值为此处的补偿值，并记录在电气系统中。

6.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，所述的步骤5）具体控制为：将采集的数个补偿点变形量及倾斜度变量和其对应电液比例阀的电气补偿值通过控制面板输入到机床数控系统的可编程逻辑控制器中，设定电气补偿值为0～10V电压；在滑枕工作状态下，要求滑枕在相邻补偿点之间的距离内，通过电液比例阀控制补偿油缸对滑枕下垂量和主轴箱倾斜度补偿；通过多次实验即根据检测到的坐标值，计算出下垂量及倾斜度，根据下垂量及倾斜度计算出补偿值，将该补偿值转换成补偿电压，对所采集的下垂量及倾斜度变量和其对应电液比例阀的电气补偿值进行处理，得到数个关键补偿点下垂量及倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值的对应关系，下垂量和倾斜度变量越大，对应的电气补偿值越大；并将采集关键补偿点直线度及倾斜度变量值输入到机床数控系统，数控系统程序控制在不同的位置以不同的电气补偿值输出直流电压值，经放大器放大后，控制两组电液比例阀的阀芯位置，进而控制两组电液比例阀输出压力，最终控制两组补偿油缸内液压油压强，对滑枕下垂量及主轴箱倾斜度误差实时进行补偿。

7.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，所述的步骤5）中主轴箱倾斜补偿控制为：每个滑枕补偿点的下垂量对应一个主轴倾斜度，通过多次实验得出对所采集的倾斜度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值进行处理，所述电气补偿值设定为0～10V；得到数个关键直线度补偿点直线度变量和其对应两组电液比例阀的电气补偿值的对应关系，所述电气补偿值设定为0～10V。

8.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，所述的主轴箱设置的主轴箱倾斜补偿机构，包括一补偿液压缸，设置于主轴箱上端面一侧，并通过钢丝绳及两个定滑轮及滑座连接于立柱侧面上。

9.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，所述的滑枕设置的下垂补偿机构，包括，两根拉杆，分别设置于滑枕内上部两侧，拉杆一端固定于滑枕内，另一端伸出滑枕；两个油缸组，分别对应两根拉杆，每个油缸组至少两个补偿油缸，两个补偿油缸串联设置于拉杆伸出的滑枕端部，缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；若干电液比例阀，分别设置于上述补偿液压缸和补偿油缸的控制油路，并与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统可编程逻辑控制器。

10.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，所述的滑枕行程在0～400mm内不需要补偿，倾斜的影响不超标。

11.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，滑枕直线度误差数据通过千分表、高精度平尺以及等高量块进行测量，该测量在滑枕上不安装和安装附件头时均进行测量；若配置多个不同质量的附件头，则应进行多次测量。

12.如权利要求1所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿方法，其特征在于，在某个补偿点的直线度误差变化较大，则减小间隔，直至直线度误差变化比较均匀，确定关键直线度补偿点对后续的电气补偿至关重要。

13.一种数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，其特征在于，包括，主轴箱倾斜补偿机构和滑枕下垂补偿机构；

主轴箱倾斜补偿机构，包括，

补偿液压缸，设置于运行于立柱导轨上的主轴箱上端面一侧，即相对于主轴箱吊点的另一侧，该吊点设置于在主轴不伸出状态的主轴箱重心位置；

第一、第二定滑轮，其中，第一定滑轮通过固定支架设置于对应补偿液压缸侧的立柱一侧顶部或上部，第二定滑轮通过固定支架设置于与第一定滑轮对角侧的立柱顶部或上部；滑座，设置于对应第二定滑轮的立柱侧面底部；钢丝绳，一端连接于补偿液压缸的活塞杆端部，另一端绕过第一、第二定滑轮及滑座连接于立柱侧面上；

滑枕下垂补偿机构，包括，

两根拉杆，分别设置于滑枕内上部两侧，拉杆一端位于滑枕前端孔内，另一端通过锁紧螺母固定于滑枕内部后端；

两个油缸组，分别对应两根拉杆，每个油缸组至少两个补偿油缸，两个补偿油缸串联设置于拉杆伸出的滑枕端部，缸体连接于滑枕，油缸活塞套设于拉杆，并与拉杆连接；

若干电液比例阀，分别设置于上述补偿液压缸和补偿油缸的控制油路，并与数控系统可编程逻辑控制器电气连接；

一检测滑枕伸出时前端下垂变形量的位置检测元件，连接数控系统可编程逻辑控制器；该可编程逻辑控制器根据位置检测元件的检测值经计算将控制信号经功率放大器放大传送至电液比例阀对补偿液压缸和油缸组补偿油缸进行控制。

14.如权利要求13所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，其特征在于，所述的滑枕下垂补偿机构中每油缸组设三个补偿油缸，串联设置于拉杆伸出的滑枕端部。

15.如权利要求13所述的数控落地镗铣床滑枕移动倾斜的双重补偿装置，其特征在于，所述的位置检测元件采用光栅尺。

Images