一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)床的設(shè)計及制造領(lǐng)域，涉及一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)床中若干重要安裝表面在裝配后有時會由于所承載的部件重力影響而發(fā)生變 形，導(dǎo)致精度達(dá)不到工藝要求，此時往往需要重新加工或者修配以達(dá)到工藝給定的精度要 求，因此會大大降低裝配效率，甚至影響機(jī)床的定位精度和加工精度。以龍門結(jié)構(gòu)機(jī)床為 例，在各個安裝表面中橫梁受Z軸結(jié)構(gòu)重力影響最顯著，往往超出了工藝要求范圍，因此在 設(shè)計階段，需要考慮部件重力對機(jī)床精度的影響。
[0003] 橫梁部件在重力作用下會導(dǎo)致刀具和工件間的位姿誤差，為了抵消這種誤差，目 前方法通過有限元仿真分析，得到移動部件在橫梁上中間位置時導(dǎo)軌面的變形量，并根據(jù) 反變形方法設(shè)計導(dǎo)軌面。但是，該方法沒有考慮移動部件在橫梁或者框式立柱上運(yùn)動時，導(dǎo) 軌面變形量的變化，最終導(dǎo)致了橫梁導(dǎo)軌所在軸軸線運(yùn)動的直線度誤差以及角度偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè) 計方法，該方法可以有效的解決導(dǎo)軌面變形量的變化導(dǎo)致橫梁導(dǎo)軌所在軸軸線運(yùn)動的直線 度誤差及角度偏差。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法包括以下步驟：
[0006] 1)選取離散的坐標(biāo)點集，再通過所述離散的坐標(biāo)點集對導(dǎo)軌安裝面及靠面進(jìn)行表 征，并根據(jù)所述離散的坐標(biāo)點集選取移動部件在橫梁上的若干位置，有限元仿真分析移動 部件在各選取的位置點時的重力作用，得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的變形量；
[0007] 2)根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的變形量得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選 取的各位置點的反變形量，再根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的反變形量得導(dǎo)軌 安裝面及靠面的凹凸性及刮研量，然后根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性及刮研量設(shè)計微圓 弧橫梁導(dǎo)軌面。
[0008] 步驟1)中，移動部件在運(yùn)動過程中，當(dāng)移動部件上有多個滑塊經(jīng)過同一選取的位 置點時，則將各滑塊在該選取的位置點時的變形量的平均值作為該選取的位置點的變形 量；當(dāng)移動部件上只有一個滑塊經(jīng)過任意一個選取的位置點時，則將該滑塊在該選取的位 置點時的變形量作為該選取的位置點的變形量。
[0009] 步驟1)中導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的位置點i的變形量Si為：
【主權(quán)項】
1. 一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法，其特征在于，包括w下步驟： 1) 選取離散的坐標(biāo)點集，再通過所述離散的坐標(biāo)點集對導(dǎo)軌安裝面及靠面進(jìn)行表征， 并根據(jù)所述離散的坐標(biāo)點集選取移動部件在橫梁上的若干位置，有限元仿真分析移動部件 在各選取的位置點時的重力作用，得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的變形量； 2) 根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的變形量得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的 各位置點的反變形量，再根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的反變形量得導(dǎo)軌安裝 面及靠面的凹凸性及刮研量，然后根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性及刮研量設(shè)計微圓弧橫 梁導(dǎo)軌面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法，其特征在于，步驟1)中，移動 部件在運(yùn)動過程中，當(dāng)移動部件上的多個滑塊經(jīng)過同一選取的位置點時，則將各滑塊在該 選取的位置點時的變形量的平均值作為該選取的位置點的變形量；當(dāng)移動部件上只有一個 滑塊經(jīng)過任意一個選取的位置點時，則將該滑塊在該選取的位置點時的變形量作為該選取 的位置點的變形量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法，其特征在于，步驟1)中導(dǎo)軌 安裝面及靠面上選取的位置點i的變形量Si為；
其中，k= 1，2, 3……q，5U為移動部件上第j個滑塊在選取的位置點i時選取的位 置點i的變形量，X為單根導(dǎo)軌上滑塊的數(shù)量，L為兩滑塊之間的間距，W為移動部件上的滑 塊與其初始位置之間的距離，q為相鄰兩個滑塊之間的間距與相鄰兩個選取的位置點之間 的間距的比值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法，其特征在于，步驟2)中根據(jù) 導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的變形量通過反變形原理得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選 取的各位置點的反變形量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法，其特征在于，步驟2)中所述 導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性通過導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的反變形量得到； 將導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取各位置點的反變形量中最大反變形量及最小反變形量作 差運(yùn)算，將作差運(yùn)算所得結(jié)果作為導(dǎo)軌安裝面及靠面的刮研量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法，其特征在于，移動部件上的 相鄰兩個滑塊之間的間距L為相鄰兩個坐標(biāo)點之間的間距S的整數(shù)倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微圓弧橫梁導(dǎo)軌面的設(shè)計方法，包括以下步驟：1)選取離散的坐標(biāo)點集，再通過所述離散的坐標(biāo)點集對導(dǎo)軌安裝面及靠面進(jìn)行表征，并根據(jù)所述離散的坐標(biāo)點集選取移動部件在橫梁上的若干位置，得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的變形量；2)根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的變形量得導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的反變形量，再根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面上選取的各位置點的反變形量得導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性及刮研量，然后根據(jù)導(dǎo)軌安裝面及靠面的凹凸性及刮研量設(shè)計微圓弧橫梁導(dǎo)軌面。本發(fā)明可以有效的解決導(dǎo)軌面變形量的變化導(dǎo)致橫梁導(dǎo)軌所在軸軸線運(yùn)動的直線度誤差及角度偏差。
【IPC分類】B23Q1-01, G06F17-50
【公開號】CN104794279
【申請?zhí)枴緾N201510190721
【發(fā)明人】趙萬華, 張俊, 胡敏, 馬軍旭, 呂盾
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月21日