為在加工中心機(jī)床上進(jìn)一步提高定位精度、提高加工面和加工形狀精度，縮短加工時(shí)間.需要進(jìn)行伺服調(diào)整。而FANUC的高速高精度加工也是相對(duì)而言的，沒(méi)有絕對(duì)的高速高精度，如果要提高精度(跟蹤誤差小)，在拐角或圓弧轉(zhuǎn)角處必須減速，這樣就不能達(dá)到高速的要求，但提高了速度，必然精度會(huì)降低(跟蹤誤差大)。所以如果要兩方面都要提高，必須使用特殊功能。FANUC為ai系列伺服電機(jī)提供了更加高速、高精度的HRV3控制方式。下面就HRV3控制原理和調(diào)試步驟簡(jiǎn)單介紹: 為通過(guò)伺服調(diào)整提高伺服控制的性能，需要理解伺服調(diào)整的步驟，并且按照調(diào)整步驟分階段地進(jìn)行調(diào)整。伺服控制采用下面的據(jù)圖所示的結(jié)構(gòu)。 最靠近電機(jī)的伺服HRV電流控制擔(dān)負(fù)著按照高速速度控制輸出的指令運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的作用，伺服HRV電流控制的性能支持高速速度控制的性能。此外，高速速度控制按照位置，控制輸出的速度指令對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行控制，要提高對(duì)作為吸終目標(biāo)的位皿指令進(jìn)行跟蹤，據(jù)要提高位，增益設(shè)定.為此，而要提高高速速度控制的性能.而要提高該性能，則鑄要提高伺服HRV電流控制的性能。也就是說(shuō).在為提離伺服控制性能的伺服調(diào)盛中.改善構(gòu)成伺服控制基礎(chǔ)的伺服HRV電流控制是首先應(yīng)該解決的項(xiàng)目.然后再解決離速邃度控制和位，控制。 通過(guò)進(jìn)行何服HRV控制。即可提離電流環(huán)的響應(yīng).從而實(shí)現(xiàn)速度環(huán)和位皿環(huán)的高增益化.高增益 最靠近電機(jī)的伺服HRV電流控制擔(dān)負(fù)粉按照高速速度控制特出的指令運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的作用.伺服HRV電流控制的性能支持高速速度控制的性能。此外，高速速度控制按照位置控制輸出的速度指令對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行控制，要提高對(duì)作為最終目標(biāo)的位置指令進(jìn)行跟蹤，需要提高位置增益設(shè)定，為此，需要提高高速速度控制的性能，而要提高該性能，則需要提高伺服HRV電流控制的性能。也就是說(shuō)，在為提高伺服控制性能的伺服調(diào)整中，改善構(gòu)成伺服控制基礎(chǔ)的伺服HRV電流控制是首先應(yīng)該解決的項(xiàng)目，然后再解決高速度控制和位置控制。 通過(guò)進(jìn)行伺服HRV控制，即可提離電流環(huán)的響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)速度環(huán)和位置環(huán)的高增益化。高增益化不僅可提高指令追蹤性能.提高控制外力干擾的性能，而且還有簡(jiǎn)化象限突起補(bǔ)償?shù)人欧δ苷{(diào)整的效果，可以使伺服調(diào)整更加簡(jiǎn)單。
氣體靜壓軸承是滑動(dòng)軸承形式當(dāng)中的一種，其結(jié)構(gòu)和工作原理與液體滑動(dòng)軸承類(lèi)似，不同的是采用氣體(多為空氣)作為潤(rùn)滑介質(zhì)。當(dāng)外部壓縮氣體通過(guò)節(jié)流器進(jìn)入軸承間隙，就會(huì)在間隙中形成一層具有一定承載和剛度的潤(rùn)滑氣膜，依靠該氣膜的潤(rùn)滑支承作用將軸浮起在軸承中。對(duì)于氣體靜壓軸承，采用外壓供氣是其基本工作方式，節(jié)流器是其結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，而主軸工作時(shí)因自重和載荷出現(xiàn)的偏心則建立起軸承相應(yīng)的承載和剛度加工中心機(jī)制。以徑向供氣的靜壓氣浮軸承為例，徑向孔式靜壓氣體軸的氣流通道主要由節(jié)流孔和軸承徑向間隙兩部分組成，節(jié)流孔是使外部加壓氣體進(jìn)入軸承間隙前，產(chǎn)生節(jié)流效果、并使之形成具有一定承載能力及剛度的穩(wěn)定潤(rùn)滑氣膜的一種裝置。而軸承徑向間隙則是通過(guò)改變徑向間隙，調(diào)整對(duì)氣流的阻抗以達(dá)到改變空氣流量，進(jìn)而影響上游來(lái)流條件，改變節(jié)流孔出口壓力Pr，在軸承腔內(nèi)建立起新的平衡。兩者的宏觀表現(xiàn)均是對(duì)流體產(chǎn)生阻抗，使來(lái)流壓力不斷降低，因此，有類(lèi)似電學(xué)歐姆定律的規(guī)律。將圖4-1的氣浮軸承模型類(lèi)比圖4-2的電阻模型。 壓縮空氣以供氣壓力只:由供氣通道經(jīng)節(jié)流小孔進(jìn)入氣腔，通過(guò)氣膜流出，當(dāng)通道橫截面積減小時(shí)，氣流速度加快，剪切速率會(huì)增加，由于氣體的粘性，氣體的內(nèi)摩擦?xí)钠鋭?dòng)能，經(jīng)過(guò)節(jié)流小孔后氣體壓力值減小，即氣腔中壓力Pr，小于供氣壓力凡。同理由于氣膜厚度很小，空氣在氣膜中流動(dòng)時(shí)的剪切速率很大，所以氣體由氣腔流經(jīng)氣膜時(shí)，壓力會(huì)有再次損失，即環(huán)境壓力Po低于氣腔壓力Pr。我們將節(jié)流小孔和氣膜這些小截面通道對(duì)氣流的阻礙作用稱(chēng)為阻抗，將節(jié)流小孔的阻抗記為Rg，記氣膜的阻抗為Rh。那么，空氣流動(dòng)的過(guò)程與電流流經(jīng)兩個(gè)串聯(lián)的電阻非常相似，其中，氣流對(duì)應(yīng)于電流，阻抗對(duì)應(yīng)于電阻，氣體壓力對(duì)應(yīng)于電壓。未通壓縮空氣前，由于滑動(dòng)件的自重與載荷的作用:支承件與滑動(dòng)件相互貼合:氣膜厚度h為零。此時(shí)氣膜的阻抗Rh趨于無(wú)窮大，氣腔壓力只，趨近于供氣壓力Ps;當(dāng)供氣壓力與氣腔面積之乘積值超過(guò)載荷F時(shí)，滑動(dòng)件浮起，氣膜形成，氣腔壓力只，低于供氣壓力凡滑動(dòng)件在氣膜壓力的支承下達(dá)到平衡。當(dāng)外載荷F增大時(shí)，氣膜厚度減小，氣膜阻抗值R蹭大。根據(jù)圖4-2，氣膜上的壓幟，會(huì)因此增加，支承力增加，以平衡增大的外載荷。反之，「減小，h增大，R*減小，只減小，從而支承力減小，這樣可以和減小的外載荷平衡。以上就是靜壓潤(rùn)滑的基本原理。其原理圖如圖4-3,如果把多個(gè)圖4-1這樣的結(jié)構(gòu)均布在環(huán)形圓周上，支承件換成軸，就形成了空氣靜壓軸承結(jié)構(gòu)，其示意圖如4-4所示。
在某些包含公式曲線、二次曲線的外形輪廓加工中心，只要能夠建立起合理的運(yùn)算關(guān)系，利用宏程序編出其精加工的輪廓是輕而易舉的，然而面對(duì)切除大量材料的粗加工，稍顯困難.如果能夠運(yùn)用放射加工的編程思路，在其精加工的基礎(chǔ)之上，增加一個(gè)固定的點(diǎn)，每次走二次曲線的輪廓后，回到固定的這個(gè)點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)放射加工，達(dá)到切除余量的目的。以下圖中橢圓槽為例.編程如下: 分析: 走刀路線:O-A-O即可形成放射加工控制A點(diǎn)走橢圓軌跡.刀具路徑如圖所示。 其粗加工的程序如下: 01(粗加工，用12立銑刀，留1mm的精加工余量，故D01=6+1) N10 G54G90G40GOOXOYOM03S1000; N20 Z10.; N30 G01 ZOF100M08; N40 Z-5.0; N50 #1=0;(角度的初始值為0度) N60 #2=2(角度的增量) N70 #3=40;(橢圓長(zhǎng)半軸賦值等于40) N80 #4=25;(橢圓短半軸賦值等于25) N90 WHILE[#1 LE 360] DO 1: N100 #5=#3*COS[#1]:(A點(diǎn)的x坐標(biāo)值) N110 #6=#4*SIN[#1]; (A點(diǎn)的Y坐標(biāo)值) N120 G01 G41 X#5Y#6 D01;(插補(bǔ)走橢圓) N130 G40G01X0.Y0.;(回原點(diǎn)，形成放射狀加工路線) N140 #1=#1+#2;(循環(huán)計(jì)數(shù)) N150 END1;N160 G01Z10M09;N170 GOZ200.0;N180 M05;N190 M30;而其精加工的程序如下:02(精加工)(D02=6.0)N10 G54G90G40GOOXOYOM03S1000;N20 Z10.;N30 G01ZOF100M08;N40 Z-5.0;N50 #1=0;(角度的初始值為0度)N55 #2=2;(角度的增最)N60 #3=40;(長(zhǎng)半軸賦值40)N70 #4=25;(短半軸賦值25)N80 WHILE[#1 LE 360] DO 1:N90 #5=#3*COS[#1];N100 #6=#4*SIN[#1];N110 G01 G41 X#5Y#6 D02;(插補(bǔ)走橢圓軌跡)N120 #1=#1+#2; N130 END1; N140 G40GO1XOYO; N150 Z1OM09; N160 GOZ200.0; N170 M05; N180 M30; 以上手工編程應(yīng)用僅是放射加工的一部分應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，在同一平面內(nèi)的內(nèi)外輪廓加工中應(yīng)用放射加工的方法可在粗加工中有一定的優(yōu)勢(shì)，可以有效地去除余最，在精加工中心有它獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，實(shí)際上，對(duì)于各種特殊的零件，如果能準(zhǔn)確分析其特點(diǎn)，合理地建立起其空間模型，運(yùn)用宏程序進(jìn)行手工編程有極大的優(yōu)勢(shì)，用宏程序編寫(xiě)的程序和自動(dòng)編程所得到的加工程序相比，其程序非常簡(jiǎn)潔，邏輯嚴(yán)密，通用性強(qiáng)，具有極好的易讀性和易修改性，并且在機(jī)床加工執(zhí)行此類(lèi)程序時(shí)，較執(zhí)行CAD/CAM軟件生成的程序更加快捷，反應(yīng)更迅速，具有一定的優(yōu)勢(shì)。
研究加工中心機(jī)床振動(dòng)時(shí)我們采用振動(dòng)頻譜分析儀測(cè)試分析7700 Pulse數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)):在空轉(zhuǎn)和受力狀態(tài)下測(cè)試結(jié)果如圖: 分析二 1、分析機(jī)床振動(dòng)數(shù)據(jù)可知，******振幅有的都接近4um，床身沿z方向的振幅在很多情況下竟然比刀架、滑板處的還要大，空轉(zhuǎn)時(shí)的測(cè)量結(jié)果也是如此。這有可能是機(jī)床墊鐵沒(méi)有起到約束的作用，或者是床身本身結(jié)構(gòu)沿z方向就是主要的薄弱環(huán)節(jié)。 2、空轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)幅值及頻率的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析可知，5個(gè)測(cè)量位置各方向的峰值頻率基本是同一個(gè)頻率成分，它們基本上與主軸的回轉(zhuǎn)頻率成倍數(shù)關(guān)系，如16 Hz是100/60=1.67Hz的10倍頻，，13Hz是250/60=4.1 7Hz的3倍頻，這說(shuō)明空轉(zhuǎn)時(shí)的主要振動(dòng)是由于旋轉(zhuǎn)部件的回轉(zhuǎn)不平衡造成的，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)不平衡，主軸和輪毅工件的回轉(zhuǎn)不平衡，皮帶輪的回轉(zhuǎn)不平衡等。 再對(duì)立車(chē)切削時(shí)振動(dòng)幅值及頻率的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，切削時(shí)上述幾個(gè)位置的峰值頻率也基本相同，所以，可以得出立式加工中心機(jī)床振動(dòng)的主要原因是由于機(jī)內(nèi)振源造成的，屬于受迫振動(dòng)，振動(dòng)主要原因不是切削顫振或自激振動(dòng)，因?yàn)橐鹱约ふ駝?dòng)的原因與切削量、切削速度、刀具幾何參數(shù)(主偏角等方向)有關(guān)它的頻率接近機(jī)床某一部件的固有頻率。 通過(guò)機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)和切削狀態(tài)下比較說(shuō)明加工中心機(jī)床在空運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下主要是由不平衡量引起的振動(dòng)，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率與相關(guān)零件或部件產(chǎn)生了諧振現(xiàn)象。經(jīng)分析:主軸套筒與底座的配合間隙為0.09-0.15mm，為端面定位式結(jié)構(gòu)，在皮帶的交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生擺動(dòng)，這是產(chǎn)生振動(dòng)的原因之一;主軸軸承預(yù)緊量小，造成剛性差，在切削力的作用下產(chǎn)生較大幅度的變形，這是造成振動(dòng)現(xiàn)象的原因之一;橫滑板(如圖)安裝直線導(dǎo)軌連接部存在剛性較弱，受力后變形較大，產(chǎn)生振動(dòng)的又一因素。經(jīng)對(duì)幾個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn)后，振動(dòng)現(xiàn)象得到解決。 振動(dòng)理論的研究是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，在實(shí)際應(yīng)用中建立振動(dòng)模型和受力模式與實(shí)際有一定的差距，可以近似的反映出振動(dòng)的性質(zhì)和實(shí)質(zhì)，從而確定出具體的問(wèn)題，將問(wèn)題點(diǎn)通過(guò)理論分析在結(jié)構(gòu)、制造等環(huán)節(jié)加以解決。 解決振動(dòng)的方法還有很多，比如錘擊法、幅值測(cè)試法等，由于振動(dòng)的動(dòng)力源與某個(gè)零件或部件的固有頻率息息相關(guān)，又與剛性有關(guān)，反映出的表象與引起的動(dòng)力源感官上不直觀，給問(wèn)題的解決帶來(lái)困難。無(wú)論采取上述哪種方法，建立準(zhǔn)確的模型，結(jié)合系統(tǒng)剛性及頻譜分析是可以準(zhǔn)確找出振源。
床鞍在機(jī)床中作為主要部件.床鞍的上、下導(dǎo)軌平行度要求比較高，一般在0.01-0.015mm。但在現(xiàn)場(chǎng)一般加工后在0.03-0.05mm左右。很多種類(lèi)的床鞍均產(chǎn)生該種情況，床鞍平行度主要在導(dǎo)軌磨上保證，我廠加工床鞍類(lèi)零件主要應(yīng)用四米瓦德。故針對(duì)導(dǎo)軌磨床加工中心床鞍進(jìn)行加工方案的制定和過(guò)程跟蹤，改善加工過(guò)程，提高床鞍導(dǎo)軌精度。 在加工床鞍的過(guò)程中，我們分析了以下原因造成床鞍上、下導(dǎo)軌平行度超差，并制定了解決方案: 1.四米導(dǎo)磨磨削床鞍工件在超差狀態(tài)下.操作者需要補(bǔ)償誤差，每批工件加工前都需要自磨墊鐵和小型加工中心工作臺(tái)以保證基準(zhǔn)的準(zhǔn)確，由于橫梁不穩(wěn)定，自磨完畢后不可移動(dòng)橫梁。 2.若床鞍上面兩導(dǎo)軌皆有其中一條單面傾抖，瓦德八米存在同樣現(xiàn)象，如果用手動(dòng)砂輪修整器修裁砂輪，手動(dòng)修裁無(wú)法正時(shí)砂輪旋轉(zhuǎn)中心，修裁精度不穩(wěn)定，對(duì)加工工件有一定影響，應(yīng)修復(fù)機(jī)床自帶砂輪修整器。3.在精加工前需要進(jìn)行應(yīng)力釋放，增加自然時(shí)效，提高工件的加工穩(wěn)定性。 4.對(duì)于加工中心設(shè)備的分析。設(shè)備老化易造成超差，四米導(dǎo)磨移動(dòng)橫梁時(shí)機(jī)床精度有影響，調(diào)整原定校正橫梁，調(diào)整過(guò)程中橫梁移動(dòng)，返回原位置再次打表準(zhǔn)備按偏差調(diào)整，看是否滿足加工要求。由于設(shè)備老化，磨損及間隙原因，也會(huì)造成該現(xiàn)象。如出現(xiàn)此種問(wèn)題應(yīng)調(diào)整設(shè)備從而消除工件抬頭現(xiàn)象。 5.工序方面解決床鞍上下導(dǎo)軌超差的手段，要在半精加工時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行工藝留量及形位公差要求，以提高導(dǎo)磨工序的基準(zhǔn)精度。6.上導(dǎo)軌兩面不等高主要在翻轉(zhuǎn)砂輪后加工出現(xiàn)，八米磨削后工件不存在該現(xiàn)象。調(diào)整設(shè)備可以修正此問(wèn)題，如果修復(fù)不了，工件需要打表修正誤差磨削。
高剛性、高效、大型立式加工中心升級(jí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1、高精高剛性結(jié)構(gòu):機(jī)床門(mén)型與工作臺(tái)全支撐。2、首創(chuàng)高剛方形滑枕專(zhuān)利技術(shù)。3、首創(chuàng)節(jié)能增扭專(zhuān)利技術(shù)。創(chuàng)新點(diǎn):1、開(kāi)發(fā)龍門(mén)機(jī)床大扭矩主軸箱專(zhuān)利技術(shù)。2、開(kāi)發(fā)黑色金屬加工專(zhuān)用技術(shù)。應(yīng)用范圍:1、黑色金屬大型零件高精高效率加工。2、黑色金屬節(jié)能環(huán)保加工，節(jié)能15%以上。有益效果:1、生產(chǎn)效率提高30%以上。2、為黑色金屬加工提供高效、節(jié)能、環(huán)保成套技術(shù)。
多主軸、高效結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1、龍門(mén)橫梁上具有2個(gè)以上的滑鞍、滑枕、主軸。2、多主軸分別能獨(dú)立完成左右、上下移動(dòng)。創(chuàng)新點(diǎn):1、多主軸復(fù)合是國(guó)際機(jī)床新潮流。2、雙滑鞍、雙滑枕、雙主軸龍門(mén)適用性更廣泛。應(yīng)用范圍:1、工作臺(tái)上可以安裝2只工件同時(shí)高效加工。2、適用于鞋模、瓶模等工件高效、精密加工。有益效果:1、多主軸高效，生產(chǎn)效率翻番。2、多主軸節(jié)省投資、場(chǎng)地、人員，省心省錢(qián)。
多主軸、高效 結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 1、加工中心配前后排列的雙主軸，工件前后排列夾具，配雙主軸數(shù)控分渡頭.2、加工中心配左右排列的雙主軸，工件左右排列夾具。創(chuàng)新點(diǎn):1、雙主軸立式加工中心與數(shù)控R銑床以最省的投資實(shí)現(xiàn)高效加工。2、適用常見(jiàn)的工件前后排夾具與左右排或多道工序高效加工兩排零件，應(yīng)用范圍廣。應(yīng)用范圍:1、多主軸同時(shí)加工多排零件。2、同時(shí)加工裝夾在雙主軸分渡頭上2只工件.3、謹(jǐn)銑床配左右排列的雙主軸適用于同時(shí)加工2只零件。有益效果:1、多主軸高效，生產(chǎn)效率翻番。2、多主軸高效，節(jié)省投資、場(chǎng)地、人員，省心省錢(qián)。
多主軸復(fù)合、立式與臥式復(fù)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1、在橫梁與立柱上，安裝有兩個(gè)以上的主軸配置。2、立柱可安裝側(cè)銑頭或臥式主軸裝置。3、主軸裝置可選擇:高速、高精、低速主軸裝置。4、主軸裝置可以選擇激光檢測(cè)、激光淬火等附加裝置。創(chuàng)新點(diǎn):1、多主軸、多工位復(fù)合機(jī)床是國(guó)際機(jī)床技術(shù)新潮流。2、立臥復(fù)合龍門(mén)能降低工件多次裝置的定位誤差，提高精度.3、復(fù)合技術(shù)包括:主軸的立式復(fù)合、立臥復(fù)合、附加功能復(fù)合。應(yīng)用范圍:1、中大型零件的頂面，側(cè)面高效加工。2、加側(cè)銑頭的小龍門(mén)應(yīng)用面廣，性價(jià)比高。3、中大型零件復(fù)合激光控制、激光淬火等工序。有益效果:1、多主軸多工位加工，生產(chǎn)效率翻番.2、工件一次裝夾，完成多工序加工，精度好。
對(duì)于車(chē)間生產(chǎn)加工人員，加工中心使用的刀具種類(lèi)繁多、數(shù)據(jù)量大，每次裝刀都需要手動(dòng)輸入大量的刀具參數(shù)，效率低且容易引人人工錯(cuò)誤，增加刀具準(zhǔn)備時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率。同時(shí)，到達(dá)極限壽命的刀具在刃磨、報(bào)廢的過(guò)程中，由于缺乏有效的標(biāo)識(shí)，容易出現(xiàn)錯(cuò)拿錯(cuò)用的情況。采用RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，將芯片安裝在刀柄位置，這樣刀具信息時(shí)刻跟隨著刀具，在刀具整個(gè)使用周期的各個(gè)環(huán)節(jié)安裝讀寫(xiě)器，就可以實(shí)現(xiàn)刀具信息的快速顯示與更新，極大地提高了刀具信息管理的效率與準(zhǔn)確性，有利于縮短刀具準(zhǔn)備時(shí)間、提高生產(chǎn)效率。 針對(duì)加工中心保證刀具正確使用、輔助工藝過(guò)程的需求，RFID芯片中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)應(yīng)包含以下3類(lèi)(如表I所示): (1)身份信息:確定刀具的唯一標(biāo)識(shí)，貫穿于整個(gè)刀具使用過(guò)程中，保證正確的刀具出現(xiàn)在正確的位置，避免刀具誤用; (2)工藝信息:記錄刀具工藝參數(shù)，輔助加工人員完成數(shù)控編程; (3)管理信息:包含刀具整個(gè)使用過(guò)程中的壽命信息與狀態(tài)。
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