多工位机床切削精度不一致的补偿方法及其装置

摘要

多工位机床切削精度不一致的补偿方法及其装置，其方法是;在多工位机床上增加主轴识别装置，编制主轴位置识别编码表，并将各工位刀架改为数控刀架;对各工位加工精度不一致性进行实际试切，找到机床的原始制造误差，形成刀具补偿值数据表;机床工作时，当机床主轴转到某一工位，数控系统在运行程序之前，先根据主轴识别编码表，找到主轴的切削位置，再从刀具补偿值数据表中提取补偿值，对刀具位进行修正后再运行加工程序，使主轴误差得到修正；其装置由多轴自动车床主轴位置识别装置、刀具补偿数据表，数控刀具驱动装置构成。本发明通过控制刀具进行主轴误差补偿，不但保留了车床原有功能，还提高了被加工件的精度，缩短了生产周期。

权利要求

1.多工位机床切削精度不一致的补偿方法，包括有多工位机床或多轴自动机，其特征在于；

在多工位机床或多轴自动机上增加多工位机床切削精度不一致的补偿装置的主轴识别装置，编制主轴位置识别编码表，并将各工位刀架改为数控刀架，增加数控系统；

对各工位加工精度不一致性进行实际试切，从而找到机床的原始制造误差，形成刀具补偿值数据表；

机床工作时，当机床主轴转到某一工位，数控系统在运行程序之前，先根据主轴位置识别编码表，找到主轴的切削位置，再从刀具补偿值数据表中提取补偿值，对刀具位置进行修正后再运行加工程序，使主轴误差得到修正。

2.多工位机床切削精度不一致的补偿装置,其特征在于由多轴自动车床主轴位置识别装置、刀具补偿数据表，数控刀具驱动装置构成，其中：主轴位置识别装置包括有开关架（5）、无触点开关（4）和装在机床主轴鼓（1）上的感应块（3)，其中开关架(5)设置在主轴鼓(1)的一侧，开关架(5)上设置有3 个无触点开关(4)，装在主轴鼓(1)上的感应块(3)共有6组，通过3个无触点开关(4)和6组感应块(3)的信号组合编制主轴位置识别编码表，来识别主轴（2）的工作位置；

刀具补偿数据表中的数据来源是通过机床实际试切零件尺寸误差的统计得来的，通过主轴位置识别编码表和刀具补偿数据，在某一根主轴上的零件在这个工位切削时，数控系统对这把刀具位置给一修正值，使加工零件的尺寸得以修正；

数控刀具驱动装置中的伺服电机（6）固定在刀架座（7）上，滚珠丝杠（8）的螺母固定在导轨（9）上，导轨上固定有刀架（10），刀架上安装切削刀具（11），当主轴（2）转到数控刀架切削位时，数控系统按补偿数修正刀具位置，从而修正零件的加工尺寸。

说明书

多工位机床切削精度不一致的补偿方法及其装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种多工位金属切削机床提高零件加工精度的方法及其装置，特别涉及是一种多工位机床切削精度不一致的补偿方法及其装置，属于多工位机床的设计制造技术领域。

背景技术

[0002] 目前我国有几百万台机床，其中多轴车床、组合机等在我国国民经济建设中发挥了重要作用，在汽车、轴承、军工、纺织机械等行业得到广泛应用。

[0003] 高精度、高效率是机械加工长期追求的目标，但在多轴自动车床、转台组合机等高效机床上，精度和效率又是相对矛盾的目标，高效机床一般是多主轴、多工位同时加工，用工序重合的方法达到高效率，由於多主轴、多工位机床在制造时就存在加工的原始误差和装配误差等，使机床各工位加工的零件尺寸产生不一致，机床的加工精度下降。

[0004] 以多轴自动车床为列，多轴自动车床主轴毂在制造过程中产生的误差会影响到机床加工零件时的精度，而普通的数控系统只能对刀具的磨损进行补偿，而不能补偿车床制造带来的各工位主轴的原始误差。

发明内容

[0005] 本发明的目的就在于针对现有技术存在的普通的数控车床只能靠系统对刀具的磨损进行补偿，而不能补偿多工位机床制造带来的原始误差问题，经过反复试验和研究后，提供一种多工位机床切削精度不一致的补偿方法及其装置。本发明在机床切削时，各主轴原始制造误差分别用数控补偿的办法，对刀具进行修正，达到零件加工尺的一致，从而提高了加工零件的精度。本发明以多轴自动车床为列，给出的这种位置误差补偿装置，是通过三联开关进行主轴识别，将每根主轴工作时的位置信息传递给车床的数控系统，再由系统给刀具一个主轴误差补偿量，通过刀具对每根主轴位置误差的修正从而达到零件尺寸的一致性。

[0006] 本发明给出的这种多工位机床切削精度不一致的补偿方法，包括有多工位机床或多轴自动机，其特点是。

[0007] 在多工位机床或多轴自动机上增加主轴识别装置，编制主轴位置识别编码表，并将各工位刀架改为数控刀架，增加数控系统 。

[0008] 对各工位加工精度不一致性进行实际试切，从而找到机床的原始制造误差，形成刀具补偿值数据表 。

[0009] 机床工作时，当机床主轴转到某一工位，数控系统在运行程序之前，先根据主轴识别编码表，找到主轴的切削位置，再从刀具补偿值数据表中提取补偿值，对刀具位进行修正后再运行加工程序，使主轴误差得到修正。

[0010] 本发明给出的这种多工位机床切削精度不一致的补偿装置,其特点是由多轴自动车床主轴位置识别装置、刀具补偿数据表，数控刀具驱动装置构成。

[0011] 主轴位置识别装置包括有开关架5、无触点开关4和装在机床主轴鼓1上的感应块3，其中开关架5设置在主轴鼓1的一侧，开关架5上设置有3 个无触点开关4，装在主轴鼓1上的感应块3共有6组，通过3个无触点开关4和6组感应块3的信号组合，来识别主轴2 的工作位置，机床每完成一个工序，感应块3随主轴鼓1转60度，感应块3转到无触点开关4的位置，无触点开关4发出一个电信号。3 个无触点开关4和六组感应块3有多种组合，本发明采用其中的6种组合来代表6根主轴，编制主轴位置识别编码表，这样，机床数控系统就会知道是那一个主轴在那一个工位进行切削。

[0012] 刀具补偿数据表中的数据来源是通过机床实际试切零件尺寸误差的统计得来的，有了主轴位置识别编码表和刀具补偿数据，在某一根主轴上的零件在这个工位切削时，数控系统对这把刀具位置给一修正值，使加工零件的尺寸得以修正。

[0013] 数控刀具驱动装置中的伺服电机1固定在刀架座2上，滚珠丝杠3的螺母固定在导轨4上，导轨上固定有刀架5，刀架上安装切削刀具6。当主轴1转到数控刀架切削位时，数控系统按补偿数修正刀具位置，从而修正零件的加工尺寸。

[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是。

[0015] 本发明在普通数控车床补偿刀具磨损的基础上加了开关识别主轴位置误差，控制刀具进行主轴误差补偿，不但保留了车床原有功能，还在技术上有了全新的提升，提高了被加工件的精度，缩短了生产周期，提高生产效率。

附图说明

[0016] 图1为主轴位置识别装置结构示意图。

[0017] 图2A和图2B为主轴位置识别原理示意图及主轴位置识别编码表。

[0018] 图3A和图3B为刀具补偿数据表。

[0019] 图4为数控刀具驱动装置结构示意图。

[0020] 图5为机床主轴误差补偿前后加工精度的比较。

[0021] 图中标记：主轴鼓1﹑主轴2﹑感应块3、无触点开关4﹑开关架5﹑伺服电机6﹑刀架座7﹑滚珠丝杠8﹑导轨9﹑刀架10﹑切削刀具11。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

[0023] 实施例1。

[0024] C2150X6六轴自动车床是凸轮控制的棒料加工多轴自动机，经数控化改造，六个刀架改为数控刀架，凸轮轴改由伺服电机驱动，同时增加了主轴识别装置和多工位误差补偿功能，使机床的性能和加工精度得到全面提高。

[0025] 首先在C2150X6六轴自动车床上增加主轴识别装置，编制主轴位置识别编码表，并将各工位刀架改为数控刀架，增加数控系统 ;对各工位加工精度不一致性进行实际试切，从而找到机床的原始制造误差，形成刀具补偿值数据表 ;机床工作时，当机床主轴转到某一工位，数控系统在运行程序之前，先根据主轴识别编码表，找到主轴的切削位置，再从刀具补偿值数据表中提取补偿值，对刀具位进行修正后再运行加工程序，使主轴误差得到修正。

[0026] C2150X6六轴自动车床切削精度不一致的补偿装置由多轴自动车床主轴位置识别装置、刀具补偿数据表，数控系统和刀具驱动装置构成。

[0027] 如图1所示，主轴位置识别装置包括有开关架5、无触点开关4和装在机床主轴鼓1上的感应块3，其中开关架5设置在主轴鼓1的一侧，开关架5上设置有3 个无触点开关4，装在主轴鼓1上的感应块3共有6组。

[0028] 如图2所示，主轴位置识别原理及主轴位置识别编码表，通过3个无触点开关4和6组感应块3的信号组合，来识别主轴2 的工作位置，机床每完成一个工序，感应块3随主轴鼓1转60度，感应块3转到无触点开关4的位置，无触点开关4发出一个电信号。3 个无触点开关
4和六组感应块3有多种组合，本发明采用其中的6种组合来代表6根主轴，编制主轴位置识别编码表，这样，机床数控系统就会知道是那一个主轴在那一个工位进行切削。

[0029] 如图3A和图3B所示，为某多轴自动车床切削时，在一个工位上的刀具补偿数据表。刀具补偿数据表中的数据来源是通过机床实际试切零件尺寸误差的统计得来的，有了主轴位置识别编码表和刀具补偿数据，在某一根主轴上的零件在这个工位切削时，数控系统对这把刀具位置给一修正值，使加工零件的尺寸得以修正。对于六轴自动车床，有六个工位同时加工，有6个刀具补偿数据表，共有6组36个补偿值，图3A为其中的一组补偿值，图3B为其余5组30个补偿值。

[0030] 如图4所示，数控刀具驱动装置中的伺服电机6固定在刀架座7上，滚珠丝杠8的螺母固定在导轨9上，导轨上固定有刀架10，刀架上安装切削刀具11。当主轴2转到数控刀架切削位时，数控系统按补偿数修正刀具位置，从而修正零件的加工尺寸。与普通数控车床“刀补”只能进行一个固定的修正值不同的是，对于本发明给出的这把刀具，当其它主轴转到时，数控系统提取另一根主轴的补偿值来修正刀具，这样机床完成一个加工循环，刀具对六个主轴补偿6个不同的数值，6根主轴对6把刀具就有36个不同的补偿值。

[0031] 图5为机床主轴误差补偿前后加工精度的比较，C2150X6六轴自动车床，改造前加工零件尺寸一致性为0.1mm，数控化改造后用数控刀架精加工并使用多工位机床误差补偿功能，加工零件尺寸一致性提高到0.02mm。