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大型数控磨床使用的一些技术特点分析说明讨论
发布时间:2018-04-23   点击次数:1619次
   大型数控磨床作为轴承加工的现代化装备,是轴承磨削加工向自动化和化和高精度化发展的重要设备。大型数控磨床是加工P4、P5级角接触球轴承内圈内径的数控磨床。进给工作台部件、往复工作台部件为该数控磨床传动系统重要的组成部分。其中,进给工作台由滚珠丝杠、伺服电动机等组成,往复工作台由油缸、活塞及往返机构系统组成。往复工作台部件中工作台的工作状态只是直线往复运动,而进给工件台部件为工件的进给系统核心,该部件的设计结构、安装精度是轴承内圈内径磨削后尺寸公差、形位公差是否合格的首要保证。
  大型数控磨床磨削加工中,砂轮的磨损状态是影响磨削质量的一个主要因素。砂轮在磨削过程中,磨粒逐渐磨钝而失往切削能力,若继续磨削,就会增加砂轮与工件之间的摩擦而发热,磨削质量将明显下降。这主要是由于磨粒的钝化,砂轮表面被堵以及砂轮外形失真所致,因此实时检测砂轮状态并及时修整,对保证磨削质量意义重大。
  传动误差及补偿技术
  传动误差主要指传动链的制造精度与传动间隙,大型数控磨床采用数控系统软件误差补偿方法,可以在机床的机械部分不作任何改进的情况下,使其总体精度明显进步。精度软件误差补偿技术对进步数控机床的精度有两方面的意义,一是与制造精度的进步相结合,使数控机床的总体精度上升一个新的台阶。二是在机床数控化改造时实施软件误差补偿,以实现廉价的机床精度升级。
  1、齿隙误差补偿原理
  磨具磨床磨削不错!齿隙补偿又称反向间隙补偿机械传动链在改变转向(如工作台改变移动方向,旋转轴改变转向)时,由于齿隙的存在,会引起伺服电机空走,而工作台无实际移动,又称失动在半闭环系统中,这种齿隙误差对于机床加工精度具有很大影响,必须加以补偿,CNC系统是在位控程序计算反馈位置的过程中加进齿隙补偿以求得实际反馈位置增量。各坐标轴的齿隙值被预先测定好,作为机床基本参数,以伺服分辨率为单位输进内存。每当检测到坐标轴改变方向时,自动将齿隙补偿值加到由反馈元件检测到的反馈位置中,以补偿因齿隙引起的失动。
  2、等间距螺距误差补偿
  所谓等间距指的是补偿点间的间隔是相等的,等间距螺距误差补偿选取机床参考点作为补偿的基础点,机床参考点由反馈系统提供的相应基准脉冲来选择,具有很高的正确度,是机床的基本参数之一。在实现软件补偿之前,必须测得各补偿点的反馈增量修正值(以伺服分辨率为单位存进表中),较高精度的CNC系统,一般采用激光干涉仪丈量的实际位置与发送的指令位置相比较,得到相应补偿点的反馈增量修正值。即:补偿点反馈增量修正值=(数控指令命令值一实际位置值)/伺服分辨率。
  螺距误差补偿程度一般包含在位控程序中。在控制系统算出工作台当前位置的尽对坐标时,调用螺距误差补偿程序,实现反馈增量的补偿及位置的补偿。由于等间距螺距误差补偿各坐标轴的补偿点数及补偿点间距是一定的,通过给补偿点编号,能很方便地用软件实现。但这样的补偿,由于补偿点位置定得过死而缺少柔性,要想获得满足机床工作实际需要的补偿,是使用螺距误差补偿法,即不等间距的螺距误差补偿法。采用反向间隙补偿和等间距的螺距误差补偿后,机床的精度明显进步,运动精度由140μm进步到40μm以内。
  大型数控磨床检测与修整
  磨削加工中,不仅磨粒的尺寸、外形和分布对加工过程有影响,而且砂轮的气孔状况也起着重要的作用,当气孔被严重堵塞时,砂轮寿命会过早结束。砂轮堵塞是磨削加工中的普遍现象,不论加工条件选择的如何公道,要完全防止堵塞是不可能的。砂轮堵塞会加剧磨损,影响磨削质量。为避免磨削加工中出现废品,就需要在磨削加工过程中对砂轮实施在线检测技术,在线检测能在制造的早期阶段消除质量题目,这样就不会造成废品。
  接触式砂轮磨损检测方法
  在磨削加工中,砂轮的磨损状态是砂轮磨削性能好坏的重要指标之一,它影响着磨削加工的生产效率和加工质量。砂轮在磨削过程中,磨粒逐渐磨钝而失往切削能力,若继续磨削,就会增加砂轮与工件之间的摩擦而发热,磨削质量将明显下降。这主要是由于磨粒的钝化、砂轮表面被堵以及砂轮外形失真所致。利用激光功率谱的检测、CCD的动态监控和应用粗糙集理论建立专家知识库进行在线监测意义重大,但磨削加工中受磨屑、切削液的影响,信号检测轻易失真,而且投进较大,实际应用、维护有很大难度。
  检测砂轮时,砂轮首先移动到某一固定点(可以设为第二参考点),在砂轮转动的情况下,传感器沿轨道在A到B点间往复移动,检测到的zui大与zui小信号值之差即为砂轮修整量,把经过处理的信号值输进单片机,从而控制砂轮修整量。
  进给工作台传动原理:伺服电动机接伺服驱动器信号,伺服电动机电动机轴旋转通过膜片联轴器带动滚珠丝杠旋转,带动工作台沿十字交叉滚柱导轨副方向移动,带动工件箱前端电磁无心夹具上的轴承内圈进给。
  十字交叉滚柱导轨副已安装在底座上,工作台已和十字交叉滚柱导轨副联接,并且导轨已预紧。丝母座已安装在工作台底面。将工装心轴1安装在丝母座中,通过螺钉和丝母座相连,工装心轴2插入到工装心轴1尾部的内孔中,工装心轴2其上装夹杠杆百分表,百分表表头和轴承支座A面接触(轴承支座的A面和B面已刮至垂直),通过打表和刮A面修正,zui终校正A面跳动0.01mm以内,上紧轴承支座和底座间螺钉,打定位销。
  将大型数控磨床安装在轴承支座上(轴承座的安装基面和自身内孔的垂直度已通过机械加工达到0.003mm),工装心轴2其上的杠杆百分表表头和轴承座内孔接触,通过打表找正内孔,zui终校正内孔跳动0.01mm以内,上紧轴承座和轴承支座间螺钉,打定位销。大型数控磨床经过以上步骤后,保证了轴承座内孔和丝母座内孔的同轴度。
  拆去轴承座和轴承支座,再磨电动机底座下的垫板,大型数控磨床使安装后电动机底座内孔与丝母座中工装心轴1轴线等高,使用杠杆百分表,通过打表、刮修C面(电动机底座的底面)和电动机底座右端面,zui终校正电动机底座右端面跳动和电动机底座内孔跳动均为0.01mm以内,上紧电动机底座、垫板和底座间螺钉,打定位销,zui终保证了丝母座内孔和轴承座内孔、电动机底座内孔的同轴度。
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