一种机床自适应支撑系统的制作方法

本发明属于机床领域，涉及一种支撑系统，特别涉及一种机床自适应支撑系统。

背景技术：

1、随着制造业向大型化、高精度方向发展，大跨距机床对支撑系统的稳定性和适应性提出了更高要求。目前，机床底脚通常采用三个呈三角形分布的支撑点与主支撑底脚连接，以实现稳定支撑，该布局方式已成为本领域的通用设计。然而，对于大跨距机床底座而言，由于其长度方向的尺寸远大于宽度方向，在机床自重及动态切削载荷的共同作用下，底座中段部位极易产生向下的弯曲变形即下榻现象，该变形会破坏机床水平精度，导致加工误差增大，并加速导轨、丝杠等关键零部件的磨损。

2、现有机床底脚的水平调节依赖人工操作，调试人员需参照水平仪逐一调节地脚螺栓，操作繁琐且效率低下。调节单个支撑点时，由于各支撑点通过刚性底座相互关联，会产生“撬动”效应，导致其他点位的高度和受力状态连锁变化，需要反复测量和迭代，调平精度难以保证。

3、更关键的是，在长期加工过程中，地基会因温度变化、振动累积或局部沉降产生不均匀变形，导致已调平的机床再次倾斜。传统刚性支撑体系缺乏对动态载荷和地基时变扰动的自适应调节能力，无法在加工过程中实时响应并自动校正，难以满足大型精密机床对水平精度长期稳定性的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种机床自适应支撑系统，来解决以上问题。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现： 一种机床自适应支撑系统,包括机床底座，其底部设有底脚连接部,其特征在于，还包括：

3、自适应柔性支撑，设置于所述机床底座下方，用于对机床底座施加大小可调的自适应支撑力，并具有竖直方向的弹性浮动行程，以补偿所述机床底座因跨距大而产生的下榻变形；

4、水平监测模块，设置于所述机床底座上，包括分布于机床底座不同部位的多个水平传感器，用于实时监测所述机床底座各部位的水平度数据；

5、主动调平单元，设置于所述机床底座的各支撑点位处，用于受控地输出垂向位移以调整对应支撑点位的高度；

6、控制系统，分别与水平监测模块和主动调平单元通讯连接；

7、其中，所述控制系统在机床加工运行的全过程中持续采集水平监测模块的实时水平度数据，当根据实时水平度数据判断机床底座的水平度偏差超出预设阈值时，所述控制系统根据各支撑点位的空间位置关系和水平度偏差，分别计算各主动调平单元各自对应的目标调整量，并向各所述主动调平单元分别发出独立的驱动指令，使各所述主动调平单元同步执行垂向位移输出，以实时调整所述机床底座至目标水平状态；

8、所述控制系统在加工过程中循环执行上述监测、判断与调整步骤，实现全时段的动态水平保持。

9、在上述的一种机床自适应支撑系统中，所述水平传感器为数字倾角传感器，用于感知所述机床底座的整体平面倾斜角度。

10、在上述的一种机床自适应支撑系统中，所述主动调平单元包括顶升油缸，所述顶升油缸的缸体与所述机床底座固定连接，其活塞杆端部作用于地面，或过渡垫铁上；

11、所述顶升油缸通过电磁换向阀与液压源连接，所述电磁换向阀的电气控制端与控制系统通讯连接，用于根据控制系统的指令切换供油方向，控制所述顶升油缸的顶升动作、保压保持动作或回缩动作。

12、在上述的一种机床自适应支撑系统中，所述顶升油缸的活塞杆上设置有位移传感器，所述位移传感器与控制系统通讯连接，用于实时监测顶升油缸的实际顶升位移量并提供位置反馈信号。

13、在上述的一种机床自适应支撑系统中，所述顶升油缸的活塞杆上设置有位移传感器，所述位移传感器与控制系统通讯连接，用于实时监测所述顶升油缸的实际顶升位移量并提供位置反馈信号。

14、在上述的一种机床自适应支撑系统中，所述控制系统采用闭环控制策略驱动各所述主动调平单元进行同步姿态调整，所述闭环控制策略包括：将各所述位移传感器实时反馈的实际位移量分别与各自对应的目标调整量进行比对，形成闭环调节回路；当实时误差小于预设的误差阈值时判定该点位调整完成；否则继续输出驱动指令直至误差收敛。

15、在上述的一种机床自适应支撑系统中，所述主动调平单元还设置于所述自适应柔性支撑所在的支撑点位处，其所述水平监测模块的水平传感器分别设置于机床底座的前端、中段及后端部位。

16、在上述的一种机床自适应支撑系统中，所述控制系统对水平度偏差的预设阈值为0.01。

17、与现有技术相比，本机床自适应支撑系统通过自适应柔性支撑与主动调平单元协同配合，实现被动弹性补偿与主动动态调节的有机结合，兼顾底座局部下榻补偿与整机水平精度保持。控制系统与cnc系统深度集成，实时获取加工状态并据此动态调整水平偏差阈值，实现粗精加工工况自适应；调平期间联动cnc暂停进给，避免刀具和工件损伤。多个数字倾角传感器高频实时感知底座姿态，配合位移传感器全闭环pid控制和内置解耦算法，确保多支撑点精确协同调整、无超调。实时水平度数据与加工程序关联存储于cnc系统，为维护和工艺优化提供支撑。且全程无需人工干预，调平时间由小时级缩短至毫秒级，长期保持微米级水平精度，有效延长导轨、丝杠寿命，模块化设计安装便捷，适用于各类大跨距重型、精密机床。

1.一种机床自适应支撑系统,包括机床底座，其底部设有底脚连接部,其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种机床自适应支撑系统,，其特征在于，所述水平传感器为数字倾角传感器，用于感知所述机床底座的整体平面倾斜角度。

3.根据权利要求1所述的一种机床自适应支撑系统,其特征在于，所述主动调平单元包括顶升油缸，所述顶升油缸的缸体与所述机床底座固定连接，其活塞杆端部作用于地面，或过渡垫铁上；

4.根据权利要求3所述的一种机床自适应支撑系统,其特征在于，所述顶升油缸的活塞杆上设置有位移传感器，所述位移传感器与控制系统通讯连接，用于实时监测顶升油缸的实际顶升位移量并提供位置反馈信号。

5.根据权利要求4所述的一种机床自适应支撑系统,其特征在于，所述顶升油缸的活塞杆上设置有位移传感器，所述位移传感器与控制系统通讯连接，用于实时监测所述顶升油缸的实际顶升位移量并提供位置反馈信号。

6.根据权利要求5所述的一种机床自适应支撑系统,其特征在于，所述控制系统采用闭环控制策略驱动各所述主动调平单元进行同步姿态调整，所述闭环控制策略包括：将各所述位移传感器实时反馈的实际位移量分别与各自对应的目标调整量进行比对，形成闭环调节回路；当实时误差小于预设的误差阈值时判定该点位调整完成；否则继续输出驱动指令直至误差收敛。

7.根据权利要求1所述的一种机床自适应支撑系统,其特征在于，所述主动调平单元还设置于所述自适应柔性支撑所在的中段支撑点位处，其所述水平监测模块的水平传感器分别设置于机床底座的前端、中段及后端部位。

8.根据权利要求1所述的一种机床自适应支撑系统,其特征在于，所述控制系统对水平度偏差的预设阈值为0.01。