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大型數控磨床使用的一些技術特點分析說明討論

更新時間:2018-04-23      點擊次數:3220
   大型數控磨床作為軸承加工的現代化裝備,是軸承磨削加工向自動化和化和高精度化發展的重要設備。大型數控磨床是加工P4、P5級角接觸球軸承內圈內徑的數控磨床。進給工作臺部件、往復工作臺部件為該數控磨床傳動系統重要的組成部分。其中,進給工作臺由滾珠絲杠、伺服電動機等組成,往復工作臺由油缸、活塞及往返機構系統組成。往復工作臺部件中工作臺的工作狀態只是直線往復運動,而進給工件臺部件為工件的進給系統核心,該部件的設計結構、安裝精度是軸承內圈內徑磨削后尺寸公差、形位公差是否合格的首要保證。
  大型數控磨床磨削加工中,砂輪的磨損狀態是影響磨削質量的一個主要因素。砂輪在磨削過程中,磨粒逐漸磨鈍而失往切削能力,若繼續磨削,就會增加砂輪與工件之間的摩擦而發熱,磨削質量將明顯下降。這主要是由于磨粒的鈍化,砂輪表面被堵以及砂輪外形失真所致,因此實時檢測砂輪狀態并及時修整,對保證磨削質量意義重大。
  傳動誤差及補償技術
  傳動誤差主要指傳動鏈的制造精度與傳動間隙,大型數控磨床采用數控系統軟件誤差補償方法,可以在機床的機械部分不作任何改進的情況下,使其總體精度明顯進步。精度軟件誤差補償技術對進步數控機床的精度有兩方面的意義,一是與制造精度的進步相結合,使數控機床的總體精度上升一個新的臺階。二是在機床數控化改造時實施軟件誤差補償,以實現廉價的機床精度升級。
  1、齒隙誤差補償原理
  磨具磨床磨削不錯!齒隙補償又稱反向間隙補償機械傳動鏈在改變轉向(如工作臺改變移動方向,旋轉軸改變轉向)時,由于齒隙的存在,會引起伺服電機空走,而工作臺無實際移動,又稱失動在半閉環系統中,這種齒隙誤差對于機床加工精度具有很大影響,必須加以補償,CNC系統是在位控程序計算反饋位置的過程中加進齒隙補償以求得實際反饋位置增量。各坐標軸的齒隙值被預先測定好,作為機床基本參數,以伺服分辨率為單位輸進內存。每當檢測到坐標軸改變方向時,自動將齒隙補償值加到由反饋元件檢測到的反饋位置中,以補償因齒隙引起的失動。
  2、等間距螺距誤差補償
  所謂等間距指的是補償點間的間隔是相等的,等間距螺距誤差補償選取機床參考點作為補償的基礎點,機床參考點由反饋系統提供的相應基準脈沖來選擇,具有很高的正確度,是機床的基本參數之一。在實現軟件補償之前,必須測得各補償點的反饋增量修正值(以伺服分辨率為單位存進表中),較高精度的CNC系統,一般采用激光干涉儀丈量的實際位置與發送的指令位置相比較,得到相應補償點的反饋增量修正值。即:補償點反饋增量修正值=(數控指令命令值一實際位置值)/伺服分辨率。
  螺距誤差補償程度一般包含在位控程序中。在控制系統算出工作臺當前位置的盡對坐標時,調用螺距誤差補償程序,實現反饋增量的補償及位置的補償。由于等間距螺距誤差補償各坐標軸的補償點數及補償點間距是一定的,通過給補償點編號,能很方便地用軟件實現。但這樣的補償,由于補償點位置定得過死而缺少柔性,要想獲得滿足機床工作實際需要的補償,是使用螺距誤差補償法,即不等間距的螺距誤差補償法。采用反向間隙補償和等間距的螺距誤差補償后,機床的精度明顯進步,運動精度由140μm進步到40μm以內。
  大型數控磨床檢測與修整
  磨削加工中,不僅磨粒的尺寸、外形和分布對加工過程有影響,而且砂輪的氣孔狀況也起著重要的作用,當氣孔被嚴重堵塞時,砂輪壽命會過早結束。砂輪堵塞是磨削加工中的普遍現象,不論加工條件選擇的如何公道,要*防止堵塞是不可能的。砂輪堵塞會加劇磨損,影響磨削質量。為避免磨削加工中出現廢品,就需要在磨削加工過程中對砂輪實施在線檢測技術,在線檢測能在制造的早期階段消除質量題目,這樣就不會造成廢品。
  接觸式砂輪磨損檢測方法
  在磨削加工中,砂輪的磨損狀態是砂輪磨削性能好壞的重要指標之一,它影響著磨削加工的生產效率和加工質量。砂輪在磨削過程中,磨粒逐漸磨鈍而失往切削能力,若繼續磨削,就會增加砂輪與工件之間的摩擦而發熱,磨削質量將明顯下降。這主要是由于磨粒的鈍化、砂輪表面被堵以及砂輪外形失真所致。利用激光功率譜的檢測、CCD的動態監控和應用粗糙集理論建立專家知識庫進行在線監測意義重大,但磨削加工中受磨屑、切削液的影響,信號檢測輕易失真,而且投進較大,實際應用、維護有很大難度。
  檢測砂輪時,砂輪首先移動到某一固定點(可以設為第二參考點),在砂輪轉動的情況下,傳感器沿軌道在A到B點間往復移動,檢測到的zui大與zui小信號值之差即為砂輪修整量,把經過處理的信號值輸進單片機,從而控制砂輪修整量。
  進給工作臺傳動原理:伺服電動機接伺服驅動器信號,伺服電動機電動機軸旋轉通過膜片聯軸器帶動滾珠絲杠旋轉,帶動工作臺沿十字交叉滾柱導軌副方向移動,帶動工件箱前端電磁無心夾具上的軸承內圈進給。
  十字交叉滾柱導軌副已安裝在底座上,工作臺已和十字交叉滾柱導軌副聯接,并且導軌已預緊。絲母座已安裝在工作臺底面。將工裝心軸1安裝在絲母座中,通過螺釘和絲母座相連,工裝心軸2插入到工裝心軸1尾部的內孔中,工裝心軸2其上裝夾杠桿百分表,百分表表頭和軸承支座A面接觸(軸承支座的A面和B面已刮至垂直),通過打表和刮A面修正,zui終校正A面跳動0.01mm以內,上緊軸承支座和底座間螺釘,打定位銷。
  將大型數控磨床安裝在軸承支座上(軸承座的安裝基面和自身內孔的垂直度已通過機械加工達到0.003mm),工裝心軸2其上的杠桿百分表表頭和軸承座內孔接觸,通過打表找正內孔,zui終校正內孔跳動0.01mm以內,上緊軸承座和軸承支座間螺釘,打定位銷。大型數控磨床經過以上步驟后,保證了軸承座內孔和絲母座內孔的同軸度。
  拆去軸承座和軸承支座,再磨電動機底座下的墊板,大型數控磨床使安裝后電動機底座內孔與絲母座中工裝心軸1軸線等高,使用杠桿百分表,通過打表、刮修C面(電動機底座的底面)和電動機底座右端面,zui終校正電動機底座右端面跳動和電動機底座內孔跳動均為0.01mm以內,上緊電動機底座、墊板和底座間螺釘,打定位銷,zui終保證了絲母座內孔和軸承座內孔、電動機底座內孔的同軸度。
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