引言
近年來,高速加工技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展,采用高速加工技術(shù)的鉆攻中心已廣泛應(yīng)用于 3C 產(chǎn)品的金切加工。高速加工雖然提高了加工效率,但使得小型鉆攻中心的熱變形問題十分突出[1-4]。對(duì)于情況較嚴(yán)重的機(jī)床,Z 軸方向的熱誤差達(dá)到 0. 1mm,已超出機(jī)床加工精度最低等級(jí),導(dǎo)致零件報(bào)廢。
在熱誤差的研究中,國(guó)內(nèi)外的學(xué)者將主要精力集中在研究傳感器的布置問題上,采用優(yōu)化算法選擇出測(cè)量機(jī)床變形的最少最優(yōu)的溫度敏感點(diǎn),然后計(jì)算溫升,建立熱變形數(shù)學(xué)模型,算出熱誤差值進(jìn)行補(bǔ)償[5-6]。而在熱變形的測(cè)量中,激光干涉儀具有量程大、精度高等優(yōu)點(diǎn)[7],但是它價(jià)格昂貴,操作復(fù)雜,需要專門的技術(shù)人員,一臺(tái)機(jī)床的測(cè)試時(shí)間一般在6h 以上,對(duì)于布置了幾百臺(tái)高速鉆攻中心的車間來說,是一項(xiàng)耗時(shí)繁重的工作。
為了解決以上問題,本文提出了一種 Z 軸熱變形的在線測(cè)量與補(bǔ)償技術(shù),以型號(hào)為 TD500A 的高速鉆攻中心為例,利用對(duì)刀儀方便快捷地測(cè)出熱變形量,然后通過分段線性擬合的方式建立熱誤差補(bǔ)償模型,并在數(shù)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)熱誤差補(bǔ)償功能。
1 熱誤差補(bǔ)償模型
小型機(jī)床其結(jié)構(gòu)的小型化,使得它的熱敏感性較強(qiáng),關(guān)鍵零部件的熱變形也較大。需要對(duì)數(shù)控機(jī)床的熱變形進(jìn)行測(cè)量,以建立熱誤差補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型,然后通過數(shù)控系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。圖 1 所示為機(jī)床在 X、Z兩個(gè)方向的熱變形示意圖。
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宇匠數(shù)控專業(yè)生產(chǎn):高速精密 雕銑機(jī)、精雕機(jī)、石墨機(jī)、鉆攻中心、加工中心;
結(jié)論
為提高小型鉆攻中心熱變形的測(cè)量速度,本文提出了一種使用對(duì)刀儀對(duì) Z 軸熱變形進(jìn)行在線測(cè)量的方法,比利用激光干涉儀測(cè)量熱變形量的方法更加方便快捷,時(shí)間縮短至 2h。將利用該在線測(cè)量方法測(cè)量出的數(shù)據(jù)通過分段線性擬合的方式建立了熱誤差補(bǔ)償模型,并運(yùn)用到數(shù)控機(jī)床中進(jìn)行補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,絲桿的熱變形量從原來的 0. 05mm 降到不足 0. 01mm,能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)加工的精度要求。
2024-11
在機(jī)測(cè)量技術(shù)由于其成本低、檢測(cè)效率高、無需二次裝夾等優(yōu)勢(shì)被廣泛用于零件加工測(cè)量當(dāng)中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時(shí)又兼具測(cè)量功能。在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號(hào)接收器、機(jī)床整個(gè)本體,軟件部分由機(jī)床控制系統(tǒng)、測(cè)量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機(jī)床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國(guó)家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對(duì)象,針對(duì)提升機(jī)床精度進(jìn)行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實(shí)踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機(jī)床這種精密機(jī)器精度不斷提高的同時(shí),必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機(jī)影響因素在… [了解更多]
2024-11
對(duì)于五軸加工中心和五軸鉆攻中心來說,如何有效的預(yù)測(cè)實(shí)際插補(bǔ)刀具擺動(dòng)軌跡和控制誤差是實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床高精度發(fā)展的重要研究方向。在復(fù)雜曲面的五軸加工過程中,由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸之間的旋擺運(yùn)動(dòng)參與了刀具運(yùn)動(dòng)合成并導(dǎo)致了實(shí)際插補(bǔ)軌跡偏離理論插補(bǔ)軌跡,無論是線性插補(bǔ)還是NURBS插補(bǔ)都存在這一問題,… [了解更多]
2024-11
本文以五軸加工中心和五軸鉆攻中心為研究對(duì)象,針對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定了溫度傳感器的安放數(shù)量以及安放位置。通過自主設(shè)計(jì)的全工作區(qū)域測(cè)量方案以及設(shè)備,獲取機(jī)床全工作臺(tái)的不同位置的熱變形數(shù)據(jù)。根據(jù)模擬數(shù)控機(jī)床的實(shí)際加工過程設(shè)計(jì)了試驗(yàn)方案,然后進(jìn)行了主軸空轉(zhuǎn)情況下的包含直線軸與旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)… [了解更多]
2024-11
五軸加工中心和五軸鉆攻中心是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的一部分,具有精度高、效率高、可以滿足多種復(fù)雜形狀零件加工的要求等優(yōu)點(diǎn),從航空航天到工業(yè)機(jī)器人,從醫(yī)療用品到消費(fèi)品,都有著廣泛的應(yīng)用。但由于數(shù)控機(jī)床誤差的存在,使得被加工零件的精度受到影響,從而無法正常使用,而加工過程中的動(dòng)態(tài)誤差往… [了解更多]