21世紀(jì)的數控機(jī)床 提高(gāo)精度(dù)是(shì)關(guān)鍵
發布時(shí)間(jiān): 2013-11-18 點擊次數(shù): 2790次(cì)
一直以(yǐ)來,機床(chuáng)製(zhì)造(zào)業的們夢(mèng)想(xiǎng)著(zhuó)將(jiāng)機(jī)器(qì)人的(dí)靈活性好(hǎo),工作(zuò)區(qū)域大(dà)與傳統(tǒng)機(jī)床(chuáng)精(jīng)度(dù),剛性高的(dí)優(yōu)點(diǎn)結合(hé)在一起。
20世(shì)紀70年代初世界(jiè)上出現(xiàn)了*批(pī)電(diàn)氣(qì)機(jī)器人,在(zài)一些極(jí)其(qí)單調(tiáo)和(hé)危險的工作領(lǐng)域,被(bèi)用(yòng)來替代人體勞動(dòng)。這種機器人應用的(dí)就是串(chuàn)聯技術,其(qí)技術優(yōu)勢是(shì)工(gōng)作終端能夠向各(gè)方向運動,具有(yǒu)足夠的動態性能(néng)和(hé)靈活性,可到達(dá)要求(qiú)的工(gōng)作區域(yù),但其(qí)精(jīng)度和(hé)剛性較(jiào)差。
影(yǐng)響數控機床精(jīng)度(dù)的因素:
加(jiā)工(gōng)精度(dù)是評價機(jī)床特性的(dí)重要指標之一,也可用誤差來間接(jiē)描述(shù),可從歸(guī)為(wéi)兩(liǎng)個(gè)方(fāng)麵(miàn):
1,根據誤差隨時間的(dí)變化特性,將其分為(wéi)靜(jìng)態誤(wù)差(chà)和動態誤差(chà)。靜態(tài)誤差(chà),是指在不考慮(lǜ)刀具(jù)變(biàn)形的情(qíng)況(kuàng)下,數控機(jī)床在恒定(dìng)栽荷下(xià)處(chǔ)於(yú)靜力平(píng)衡狀態時末端刀具的(dí)位(wèi)恣(zì),與機(jī)床(chuáng)不受載荷(hé)情(qíng)形(xíng)下(xià)末端(duān)刀具位姿的差異。它主要(yào)受機(jī)床(chuáng)結(jié)構(gòu)參(cān)數誤(wù)差,零部(bù)件(jiàn)載(zǎi)變(biàn)形量的(dí)影(yǐng)響。加(jiā)工過程中(zhōng)的熱變形,同樣(yàng)會引起末端(duān)刀(dāo)具位姿(zī)的(dí)偏差,它(tā)是一種變化(huà)緩慢的(dí),準靜(jìng)態(tài)的誤差源(yuán)。
動(dòng)態誤(wù)差(chà),是指機床處於動(dòng)態切(qiē)削力(lì)作(zuò)用下時,切(qiē)削(xiāo)力的波動性(xìng),驅動(dòng)力(lì)的波動(dòng)性(xìng)零(líng)部(bù)件(jiàn)及機床係統的柔性(xìng)等引(yǐn)起(qǐ)的振動,衝擊等,導(dǎo)致末端刀具(jù)位姿與理想(xiǎng)位姿(zī)的(dí)偏(piān)差(chà)。
2,根(gēn)據(jù)引(yǐn)起誤差的要(yào)素,將(jiāng)其(qí)分為幾何(hé)誤(wù)差(chà)和(hé)物(wù)理誤差(chà)。
幾何誤差(chà),是指組(zǔ)成(chéng)機(jī)床的各個五(wǔ)一節(jié)存在幾何(hé)尺(chǐ)寸上的(dí)誤(wù)差,一(yī)般隻(zhī)從剛(gāng)體(tǐ)運動學上(shàng)考慮(lǜ)。零(líng)部件製(zhì)造公差,安(ān)裝(zhuāng)誤(wù)差(chà),驅動關(guān)節位(wèi)移誤(wù)差(chà)等(děng)屬(shǔ)於幾何(hé)誤(wù)差。物理(lǐ)誤(wù)差,是(shì)指環(huán)境因素引起的誤(wù)差(chà),如(rú)溫度(dù)變化,受力(lì)等導致機床末端執行器的(dí)誤差。
目前,針對幾(jī)何(hé)誤(wù)差源對精度(dù)的影響(xiǎng)規律(lǜ)的(dí)研究(jiū)比較深(shēn)入(rù),而對(duì)物理誤(wù)差(chà)源對(duì)精度(dù)影響規律(lǜ)的研究(jiū)則比(bǐ)較籠統(tǒng)。要(yào)獲得符(fú)合(hé)實際切削(xiāo)加工過程(chéng)的精度(dù)變化規(guī)律,一(yī)個重要(yào)的途(tú)徑(jìng)就是(shì)分析(xī)動態(tài)載荷(hé)對(duì)加(jiā)工(gōng)精(jīng)度(dù)的影響,包括(kuò)載(zǎi)荷的(dí)影響(係(xì)統的靜剛度問(wèn)題(tí))和載荷動態變化的影(yǐng)響(xiǎng)(係(xì)統(tǒng)動(dòng)剛度問題(tí))和(hé)載荷(hé)的(dí)動(dòng)態變化(huà)引起的(dí)振動(dòng)對精度(dù)的(dí)影響。
提高數(shù)控機床精(jīng)度(dù)的(dí)對(duì)策
由(yóu)於各誤差(chà)源(yuán)之間的(dí)耦(ǒu)合作(zuò)用,因此機(jī)床的精(jīng)度(dù)是由綜合誤(wù)差決定(dìng)的,有時(shí)消除(chú)或(huò)減小單項(xiàng)誤差(chà)往往(wǎng)不能獲得(dé)預期(qī)的(dí)效(xiào)果。不僅(jǐn)要(yào)對單(dān)項誤(wù)差對(duì)精度(dù)的影(yǐng)響規(guī)律(lǜ)作(zuò)進(jìn)一步(bù)研(yán)究(jiū),還要對各單項(xiàng)誤差的耦合,綜合(hé)效應(yīng)進行研究。可以(yǐ)從(cóng)以下幾(jī)個方麵(miàn)入(rù)手(shǒu):
1,在幾何誤差的研(yán)究上(shàng),矢(shǐ)量環路分析(xī)法比較(jiào)成(chéng)熟,蛤需進(jìn)一步提高(gāo)結構(gòu)參(cān)數的有效(xiào)測量及(jí)標定精度。
2,在(zài)靜剛(gāng)度特(tè)性方麵,目前(qián)在實際試驗(yàn)中(zhōng)多采(cǎi)用預載(zǎi)以消除(chú)間隙的(dí)影響(xiǎng),但(dàn)在(zài)動(dòng)剛度特性方麵,由(yóu)於(yú)切削載荷動態變化,間隙成為一(yī)個隨(suí)機量(liáng),因此可用(yòng)概率(shuài)方(fāng)法(fǎ)。
3,在動(dòng)態(tài)特(tè)性,尤(yóu)其(qí)是(shì)振動的影(yǐng)響方(fāng)麵,對過(guò)大量試驗獲(huò)得振(zhèn)動(dòng)特性參(cān)數。
4,建立綜(zōng)合誤差模(mó)型(xíng)。在幾(jī)何誤差的(dí)基(jī)礎上,考(kǎo)慮(lǜ)剛(gāng)度特性引起的變形(xíng)量及(jí)zui終的(dí)偏(piān)差量(liáng),從理(lǐ)論(lùn)上講(jiǎng),隻(zhī)需要(yào)將其折算(suàn)為位(wèi)置誤(wù)差或杆長(cháng)誤(wù)差即可(kě)。但(dàn)要將(jiāng)振(zhèn)動引(yǐn)起的偏(piān)差(chà)量綜合考(kǎo)慮進(jìn)行,需(xū)要(yào)考(kǎo)察其(qí)有(yǒu)關(guān)機理,因為它是高(gāo)頻變(biàn)化(huà)量(liáng)。