1 背景介紹
數(shù)控機(jī)床做為一種高精度、高效率、穩(wěn)定性強(qiáng)的自動化加工設(shè)備,已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)必不可少的現(xiàn)代化技術(shù)裝置。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控精度是影響其高精度性能的一個重要方面,因而也是數(shù)控機(jī)床確保加工過程中精度的一個重要項(xiàng)目。
公司 08 年購買的 TKA57200X400 型數(shù)控龍門五面加工中心,自安裝投入生產(chǎn)后一直未進(jìn)行數(shù)控精度的檢測工作,無法滿足高精度產(chǎn)品加工,經(jīng)過對加工的工藝、程序、刀具、加工方法等進(jìn)行了分析均沒有問題,這就充分說明是機(jī)床的定位精度不能滿足導(dǎo)致。
因此,針對次機(jī)床的精度問題,我們對機(jī)床各軸的傳動機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行了檢查,在排除機(jī)械傳動部位正常后,用大理石平尺對幾何精度(床身水平、平行度、垂直度等)進(jìn)行檢測調(diào)整,最后用激光干涉儀對數(shù)控精度進(jìn)行檢測、補(bǔ)償、調(diào)整,最終使機(jī)床各項(xiàng)精度達(dá)到合格證允差范圍內(nèi),并滿足工件的加工要求。
2 實(shí)施過程
2.1 精度超差原因分析
TK57200 龍門五面加工中心各軸傳動是由伺服電機(jī)連接絲杠通過絲母進(jìn)行傳動的,經(jīng)過多年的使用,機(jī)床的幾何精度超差,需要通過利用數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能來提升機(jī)床精度和性能。
然而補(bǔ)償這項(xiàng)工作應(yīng)該是在機(jī)床幾何精度(床身水平、平行度、垂直度等)調(diào)整完成后且滿足補(bǔ)償所允許的范圍內(nèi)進(jìn)行的,以此減少幾何精度對定位精度的影響。
2.2 幾何精度檢測調(diào)整
2.2.1 床身平面度調(diào)試
X 軸兩床身,先粗調(diào)主床身,如圖 1 所示,在床身上橫向放置兩等高平尺,在兩等高平尺上縱向放一平尺,通過墊鐵使主床身兩條導(dǎo)軌兩端放置成水平,水平儀橫向按
a、b、c、d 和縱向 e、f 的位置上,以相鄰兩墊鐵為跨度,一跨一跨的往前測量,直到整條床身調(diào)試完成。粗調(diào)完成后放置 24 小時,以便于引力釋放,然后同同樣的方法精調(diào),完成平面度的調(diào)整。
2.2.2 立柱、橫梁幾何精度的調(diào)試
立柱垂直度調(diào)整:將大理石平尺平放在工作臺上,在XY 平面內(nèi)檢查兩立柱的垂直。將角尺轉(zhuǎn) 1800 重新檢查, 這樣便于消除角尺本身可能存在的誤差,調(diào)整時松開連接梁,調(diào)整完畢后配制調(diào)整墊,用螺栓緊固。
調(diào)整兩立柱的精度:將大理石角尺垂直放在工作臺上,調(diào)整其在水平狀態(tài)。大理石角尺放在與立柱相近的地方。調(diào)整時注意不要造成兩立柱產(chǎn)生扭曲。
調(diào)整橫梁幾何精度:在進(jìn)行橫梁姿態(tài)和直線度檢查之前,必須確保橫梁平衡系統(tǒng)的工作完好,橫梁平衡要保證在整個寬度上控制在 0.01mm 之內(nèi)。
圖 1 床身平面度調(diào)試
2.2.3 橫梁與X 軸的平行度
可以使角尺的垂直面與 X 軸平行,測得直角尺的另一直角邊與橫梁 Y 軸平行度,通過 Y 軸運(yùn)動可使其前后移動到合理內(nèi)。
2.3 軸機(jī)械傳動部位檢查,消除機(jī)械間隙、滾珠絲桿副間隙
檢查各軸傳動部件,特別是絲杠兩端背冒松緊度、軸承運(yùn)行情況,本次在檢查 Y 軸絲杠兩端軸承時發(fā)現(xiàn)軸承保持架損壞,對此將兩端軸承全部進(jìn)行了更換。另外對滾珠絲杠螺母副進(jìn)行檢查,通過雙螺母結(jié)構(gòu)進(jìn)行消除間隙,在施加預(yù)緊后看傳動是否平穩(wěn)、運(yùn)行中是否產(chǎn)生爬行形象。
2.4 螺距誤差補(bǔ)償
利用激光干涉儀,通過激光器系統(tǒng)來比較軸位置上的數(shù)顯讀數(shù)與激光器系統(tǒng)測量的實(shí)際位置,測量線性定位精度和重復(fù)定位精度。 若結(jié)果不符合,進(jìn)行補(bǔ)償分析,然后將分析得出的數(shù)據(jù)再補(bǔ)償?shù)较到y(tǒng)中進(jìn)行測量,如此循環(huán), 直到得出的結(jié)果合格為止,整體按以下步驟進(jìn)行:
①補(bǔ)償前的參數(shù)設(shè)定;
②補(bǔ)償前的準(zhǔn)備工作;
③設(shè)定補(bǔ)償參數(shù)和編寫程序;
④測量和補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
2.4.1 測量

圖 2 補(bǔ)償前反向間隙測量圖
圖 3 補(bǔ)償后的測量圖

圖 4 經(jīng)過補(bǔ)償后的測量圖
數(shù)控精度標(biāo)準(zhǔn)定位精度、重復(fù)定位精度和反向間隙。從參考點(diǎn)開始向各點(diǎn)逐點(diǎn)快速移動可以檢測出定位精度。運(yùn)行到負(fù)向最末點(diǎn),調(diào)頭返回逐點(diǎn)移動檢測出反向間隙。不間斷反復(fù)檢測 5 次可檢測出比較準(zhǔn)確的重復(fù)定位精度。如圖 2,未經(jīng)補(bǔ)償前,Y 軸反向間隙 0.035mm。
2.4.2 反向間隙補(bǔ)償
得出第一次測量的圖形和數(shù)據(jù)后,進(jìn)行反向間隙補(bǔ)償,綜合定位精度等因素考慮,快速移動時取中間值
0.03mm,即補(bǔ)償為 30μm,因此分別設(shè)置 No.1851‘=30 和
No.1852’=30。補(bǔ)償后結(jié)果如 3 所示,Y 軸實(shí)測反向間隙為
0.14 mm。
2.4.3 螺距誤差補(bǔ)償
補(bǔ)償完反向間隙后,進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償,根據(jù)測量結(jié)果會得出一組相應(yīng)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。經(jīng)過數(shù)控補(bǔ)償后測量結(jié)果見圖 4 所示,Y 軸的定位精度為 0.02mm,重復(fù)定位精度
0.15 mm,反向間隙 0.005mm,其中反向間隙在反復(fù)測量后,在進(jìn)行螺距補(bǔ)償過程中,根據(jù)系統(tǒng)分析得出的補(bǔ)償值和反向間隙,對前面的反向間隙補(bǔ)償再次進(jìn)行覆蓋,當(dāng)定位精度和重復(fù)精度精度全部補(bǔ)償合格后,反向間隙值也達(dá)到最佳狀態(tài),此時該軸的數(shù)控精度全部合格,滿足加工要求。
3 結(jié)論
結(jié)合 TK57200 龍門五面加工中心數(shù)控精度恢復(fù),從中總結(jié)出同類數(shù)控機(jī)床的精度恢復(fù),需要對各軸機(jī)械故障進(jìn)行排除,傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械間隙消除,幾何精度整體檢測調(diào)整,在確保以上全部無問題后,利用雷尼紹激光干涉儀器進(jìn)行了反向間隙和螺距補(bǔ)償工作,最終確保了機(jī)床數(shù)控精度滿足生產(chǎn)加工工藝的精度要求。
2024-11
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2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機(jī)瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機(jī) 床 的 運(yùn) 動 學(xué) … [了解更多]
2024-11
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2024-11
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