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海天精工機床有限公司 海天精工博客

提高臥式加工中心可靠性的措施(2)

1.2機床各子系統(tǒng)的故陣模式分析1.2. 1刀庫系統(tǒng) 刀庫系統(tǒng)的故降棋式概率表和概率圖見表2和圖22.故障原因概率表和概率圖見表3和圖3, 由表2和圖2可知:刀庫系統(tǒng)最頻繁的故障模式是刀庫失調(diào)，約占50%，主要變現(xiàn)為機械手無動作、機械手運動不到位、機械手抓錯刀等。 由表3和圖3可知:刀庫系統(tǒng)最頻繁的故障原因是零部件精度偏失，約占40%，主要表現(xiàn)為機械手組件的加工、裝配精度和精度穩(wěn)定性不夠高;其次是零部件損壞，約占30%，主要表現(xiàn)為機械手卡爪損壞和電磁閥損壞。1.2.2主軸系統(tǒng) 主軸系統(tǒng)的故障模式概率表和概率圖見表4和圖4.故障原因概率表和概率圖見表5和圖5, 由表4和圖4可知:主軸系統(tǒng)最頻繁的故障模式是主軸失調(diào)，約占33.33%，主要表現(xiàn)為主軸箱內(nèi)有嗓聲、主軸不能換擋;其次是零部件損壞，約占22.22%，表現(xiàn)為主軸軸承損壞和同步傳動帶斷裂。 由表5和圖5可知:主軸系統(tǒng)最頻縈的故障原因是零部件損壞，約占50%，主要表現(xiàn)為主傳動齒輪磨損、主軸軸承損壞、旋轉(zhuǎn)密封圈損壞等。

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提高臥式加工中心可靠性的措施(3)

1.2.3進給系統(tǒng) 進給系統(tǒng)的故障模式概率表和概率圖見表6和圖6.故障原因概率表和概率圖見表7和圖7, 由表6和圖6可知:進給系統(tǒng)最頻繁的故障模式為元器件損壞，約占25%，表現(xiàn)為光柵尺讀數(shù)頭損壞和驅(qū)動模塊損壞。 由表7和圖7可知:進給系統(tǒng)最頻策的故障原因為零部件精度偏失.主要表現(xiàn)為傳動單元零部件的加工、裝配精度和精度德定性不夠離，傳動間隙調(diào)整不當?shù)取?.2.4液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的故障模式概率表和概率圖見表8和圖8.故障原因概率表和概率圖見表9和圖9, 由表8、圖8,表9和圖9可知:液壓系統(tǒng)最頻繁的故障模式是液、氣、油滲漏.約占37.5%，主要故障原因為油管損壞、管接頭損壞等。2提高臥式加工中心機床可.性的措施 通過以上的故障分析可知:該公司目前生產(chǎn)的臥式加工中心主要故障部位為刀庫系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，其次為冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、防護系統(tǒng)、CNC系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)工作臺，而排屑系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)發(fā)生故障的次數(shù)比較少。欲提高臥式加工中心的可靠性，須以刀庫系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)為重點突破對象，兼顧其他子系統(tǒng)，針對各子系統(tǒng)的故降模式和故障原因.從設(shè)計、制造、采購、試驗等方面全方位采取措施。

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重型數(shù)控龍門鏜銑床工作臺的滾滑復合導軌

滾滑復合導軌是在貼塑導軌的寨礎(chǔ)上，增加一定的卸荷滾動單元(滾動體)(圖1)，使得運動導軌副動、靜摩擦盡量接近，有效避免爬行并維持較好的運動精度和高速運動特性。同時，滾滑復合導軌還保持了貼塑導軌的特性，運用于各類中重型數(shù)控機床導軌。 滾滑復合導軌原理:滾動摩擦F1+滑動摩擦F2(滑動面貼塑)，滾動與滑動配合形成一種復合摩擦，復合摩擦因數(shù)為fo，該因數(shù)大于滾動摩擦因數(shù)石，小于滑動摩擦因數(shù)石，即f0={f1,f2}。優(yōu)點是無爬行、能高速運行、運動高精度、抗振性好、調(diào)整方便。 使用的滾動體單元具有摩擦因數(shù)小(一般在0.003左右)，動、靜摩擦因數(shù)相差小，不受運動變化的影響，定位精度和靈敏度高，精度保持性好等優(yōu)點，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。 端蓋2與導向片4引導滾動體(滾住)3循環(huán)滾動。使用時，滾動導軌塊安裝在運動部件的導軌面上，與之相配的導軌為鑲鋼淬火導軌。當運動部件移動時，滾柱3在支承部件的導軌面與本體6之間滾動，同時又繞本體6循環(huán)滾動，滾柱3與運動部件的導軌面不接觸。 滾滑復合導軌具有以下特點:(1)精度自調(diào)整能力，安裝基面許用誤差大;(2)制造精度高，非運動部件導軌可使用導軌磨床進行加工;(3)可高速運行，運行速度******可達到60 m/min; (4)能長時間保持高精度;(5)有預加負載，剛度極高;(6)維修性能較好，調(diào)試方便;(7)制造難度大，滾動體單元使用數(shù)里大.采用淬火導軌，成本較高，設(shè)計及制造難度較大。

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數(shù)控機床設(shè)計模糊評價模型

模糊層次分析法 1965年著名的美國工程控制和系統(tǒng)論專家、加利福尼亞大學教授L A ZADF.H發(fā)表了著名的論文“模糊集合”，給出了模糊性現(xiàn)象的定及描述和分析運算的方法。應用模糊評到法首先要確定評價參數(shù)，不同參數(shù)在評價中所起的作用也不相同.裕要分別確定各參數(shù)的權(quán)難因子大小。隨后要根據(jù)不同參數(shù)的特點給出擬合隸屬函數(shù).結(jié)合評價標準，經(jīng)模栩變換給出隸屬度值，完成棋糊綜合評價。 層次分析法是美國運籌學家，匹茲堡大學的ALSAATY教授于20世紀70年代提出的一種定性分析和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法。通過兩兩比較因素(或目標、準則、方案)的相對重要性，構(gòu)造上層某要索對下層相關(guān)元素的權(quán)重判斷矩陣，以給出相關(guān)元素對某要素的相對重要序列。 層次分析法通過明確問題、建立層次分析結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造到斷矩陣、層次單排序和層次總排序5個步驟計算各層次構(gòu)成要素對于總目標的組合權(quán)重.從而得出不同可行方案的綜合評價值，為選擇最優(yōu)方案提供依據(jù)。AHP通過元家的兩兩比較構(gòu)造判斷矩陣，一致性檢驗方面有一定的難度，而棋糊層次分析法(FAHP)通過元素兩兩比較構(gòu)造模枷一致判斷矩陣，再由模糊一致矩陣求各元素的相對重要性權(quán)重。

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數(shù)控立式加工中心自動尋找中心宏程序應用注意事項

立式加工中心生產(chǎn)中自動對刀一般由自動對刀儀、對刀電路及數(shù)控系統(tǒng)完成，而尋找中心宏程序使用普通尋邊器就能完成。操作簡單，便于上手。只要會手工對刀和循環(huán)啟動該程序就能得到對刀點x和y值。 但運用該程序時要注意以下幾點: (1)對刀點的選擇 對刀點即G54工件坐標系的原點，在工件x和y方向的中心處。 (2)碰刀點的選擇 記錄的4處碰刀點位置，其中兩點連線應該平行于:坐標軸，另外兩點連線平行于y坐標軸。 (3)循環(huán)啟動次數(shù) 要得到正確的對刀點x和y值，需要循環(huán)啟動5次宏程序。前4次是讀取4個碰刀的當前機床坐標值;第5次經(jīng)過運算得到對刀點的x和y值以及計算圓心的偏差，并對G54、G55和EXT(G60)進行賦值。 (4)偏差判斷 需要操作者具備一定生產(chǎn)經(jīng)驗，能對圓形零件對刀后判斷其計算圓心x和y值的偏差范圍。一般要根據(jù)加工情景給定判斷標準，粗加工時要考慮加工余量，精加工時考慮形位公差。注：方形零件不用進行判斷偏差范圍。

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數(shù)控立式加工中心主傳動能耗模型

數(shù)控立式加工中心主傳動系統(tǒng)一般包括電機驅(qū)動和機械傳動兩個部分，每個部分的能量消耗都十分復雜。但是，文獻將主傳動系統(tǒng)的功率簡化為空載功率、切削功率和附加載荷損耗功率3個部分(圖1)。其中，空載功率、切削功率和附加載荷損耗功率的定義如下:空載功率:機床主傳動系統(tǒng)在某一指定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行且尚未加工的狀態(tài)稱為空載狀態(tài)，其間所消耗的功率稱為空載功率;切削功率:機床主傳動系統(tǒng)在切削狀態(tài)下用于去除工件材料所消耗的功率;附加載荷損耗:機床主傳動系統(tǒng)由于載荷(切削功率)而產(chǎn)生的附加損耗。這部分損耗只在切削狀態(tài)下存在。 從圖1可以看出:數(shù)控立式加工中心主傳動系統(tǒng)的輸入功率可以分為空載功率、切削功率和附加載荷損耗功率:其中:附加載荷損耗功率形成比較復雜，主要包括電機和機械傳動部分在切削狀態(tài)下產(chǎn)生的附加電損和機械損耗。同時，附加載荷損耗的測量也很復雜，不可能直接準確測量，附加載荷損耗與切削功率之比(負載載荷損耗系數(shù))是一個0. 15 --0.25之間的常數(shù)。不過最新研究發(fā)現(xiàn):附加載荷損耗系數(shù)不是一個常數(shù)，而是與切削功率成正比，即： 由式(1)、(2)可以得到: 由式(3)可知:知道測量出輸人功率Pi，估計出空載功率Pu。，就可以估計出附加載荷損耗Pad和切削功率Pc，實現(xiàn)切削功率的在線估計。

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數(shù)控銑床球鉸裝置工作原理

數(shù)控銑床的氣缸與移動斜楔連接。工作狀態(tài)為夾緊時，氣缸推動斜楔向前運動，滾柱沿斜楔上的曲面向上運動，推動頂桿，使卡爪回轉(zhuǎn)而夾緊工藝球頭，此時氣缸停止推動，靠滾柱和斜楔之間的自鎖來保持夾緊狀態(tài)。放松時，氣缸拉動移動斜楔回程，滾柱滑下，在壓縮彈簧的回復力作用下使頂桿向下運動從而帶動卡爪回轉(zhuǎn)，松開工藝球頭。移動斜楔的工作斜面是由幾部分組成的復合面，工作斜面的第一部分是與滾柱直徑相同的曲面片，當機構(gòu)處于松開的工作狀態(tài)時，用來防止?jié)L柱滾動;第二部分的平面升角較大，用來使機構(gòu)迅速接近夾緊狀態(tài)，保證機構(gòu)具有適當?shù)膴A緊行程;再進入第三個升角較小的平面，用來夾緊并保持自鎖。為保證結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)靈活，在頂桿上裝導向套，導向銷釘防止了移動斜楔的轉(zhuǎn)動。 調(diào)姿系統(tǒng)如圖2所示，球鉸裝置與三坐標定位器的伸縮柱連接。工作時，把需要對合或加工的部件吊裝到三坐標定位器伸縮柱上，這時球頭處于松開狀態(tài)，三坐標定位器與大部件之間屬于球鉸聯(lián)結(jié)，此時可通過4個三坐標定位器聯(lián)動調(diào)整部件的位姿。當位姿調(diào)整達到要求后，球鉸裝置由氣缸驅(qū)動卡爪夾緊工藝接頭。

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立式加工中心數(shù)控裝置的選擇

立式加工中心數(shù)控裝置的選擇 (1)類型的選擇根據(jù)數(shù)控立式加工中心的類型選擇相應的數(shù)控裝置，一般來說，數(shù)控裝置有適用于車、鉆、銼、銑、磨，沖壓、電火花切割等加工類型，應有針對性的進行選擇。 (2)性能的選擇不同的數(shù)控裝置，其性能高低差別很大，如控制軸數(shù)有單軸，2軸，3軸，4軸，5軸，甚至10多軸.20多軸;聯(lián)動軸數(shù)有2軸或3軸以上，最高進給速度有10m/min，15m/min, 24m/min, 240m/min，分辨率有0.0Imm，0.001mm，0.0001 inm,這些指標不同，價格亦不同，應根據(jù)加工中心實際需要，如一般平面零件加工選用2軸聯(lián)動，復雜型面加工選用3軸以上聯(lián)動。不要追求最新最高水平，應合理選擇。 (3)功能的選擇一個數(shù)控系統(tǒng)有許多功能，包括基本功能—數(shù)控裝置必備功能，選擇功能—供用戶選擇的功能。選擇功能有的為了解決不同的加工對象，有的為了提高加工質(zhì)量，有的為了方便編程，有的為了改善操作和維修性能。有的選擇功能是相關(guān)的，選擇這項還必須選另一項。因此要根據(jù)加工中心的設(shè)計要求來選擇。不要不加分析，選擇功能過多而用不上，反而增加了產(chǎn)品成本;也不要考慮不周，而把相關(guān)功能漏訂，使數(shù)控機床功能降低，造成不必要損失， 選擇功能中的可編程序控制器有內(nèi)裝和獨立型兩種。最好選用內(nèi)裝型的，它有不同型號，首先要根據(jù)數(shù)控裝置與機床之間的輸人輸出信號點數(shù)來選擇。選用的點數(shù)要比實用點數(shù)稍多一些，以備可能追加和變更控制性能的需要。其次要估計順序程序規(guī)模選擇存儲容量，普通CNC車床約有1000步程序。小型加工中心約2000步。程序規(guī)模隨著機床復雜程度的增加，存儲容量也隨著增大，要根據(jù)具體情況合理選擇。還有處理時間、指令功能、定時器、計數(shù)器、內(nèi)部繼電器等技術(shù)規(guī)格，數(shù)量也應滿足設(shè)計要求。 (4)價格的選擇不同國家、不同的數(shù)控裝置帶造廠家，生產(chǎn)的不同規(guī)格產(chǎn)品，價格上有很大差異，應在滿足控制類型、性能、功能選擇的基礎(chǔ)上，綜合分析性能價格比，選擇性能價格比高的數(shù)控裝置，以便降低成本。 (5)技術(shù)服務的選擇在選擇符合技術(shù)要求的數(shù)控裝置時，還要考慮到生產(chǎn)1一家的iI譽，產(chǎn)品使用說明等文件資料是否齊全。能不能給用戶培訓編程、操作和維修人員。有無專門的技術(shù)服務部門，長期提供零備件和及時的維修服務，以利發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟效益。 對于最終用戶單位選用的數(shù)控裝置不宜太多太雜，應盡量選擇信譽高的同一制造廠家的產(chǎn)品，否則會給維護維修帶來極大困難。對于機床制造廠這類中間用戶，應根據(jù)本廠發(fā)展規(guī)劃，在符合技術(shù)發(fā)展要求.滿足最終用戶不同需要的情況下。選用幾種數(shù)控裝置。

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立式加工中心測溫點的優(yōu)化策略

(1)優(yōu)化策略 立式加工中心測溫點的優(yōu)化基本策略有:主因素策略、能觀測性策略、互不相關(guān)策略、最近線性策略、最少布點策略、******靈敏度策略。以上的六種策略之間是相互聯(lián)系和影響的，只是考慮的角度不同。 主因素策略是指用于溫度建模的各溫度測點數(shù)據(jù)應與熱誤差數(shù)據(jù)有較強的聯(lián)系，即兩者有很強的相關(guān)性。一般當相關(guān)數(shù)p>0.8時，即可視為符合主因素策略。 互不相關(guān)策略是指根據(jù)主因素策略獲得了一定數(shù)量的與熱誤差有密切關(guān)系的測溫點，但這些測溫點之間有些具有非常高的相關(guān)性，可互相表達。若把這些測溫點全部用于建模，由于測溫點之間相關(guān)性從而導致模型的預測精度下降。如果各測溫點之間線性相關(guān)度很高，則熱誤差建模時的系數(shù)矩陣會出現(xiàn)奇異降秩現(xiàn)象，所以應該極力避免這種情況的發(fā)生。因此對符合主因素策略的測溫點應該聚類選取，即從一個相關(guān)類中選出一個作為代表，用于熱誤差建模。這樣，不但可以減少立式加工中心測溫點的數(shù)量，還可以提高模型的預測精度。

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高速立式加工中心中直線進給的控制策略

高速立式加工中心中直線進給的控制策略 高速立式加工中心使用的直線電動機的進給控制系統(tǒng)除了受波動力和摩擦力作用外，還會受負載變化、外界干擾、電動機參數(shù)變化以及齒槽效應和端部效應等不確定因素的影響，對這些因素進行實時測量非常困難，甚至不可能。因此，傳統(tǒng)PID控制已不能滿足控制需求，探索滿足控制性能的控制策略就顯得尤為重要。為了更好地解決直線電動機的控制問題，近年來部分高校和研究所在直線電動機的控制方面作了大量的研究工作，取得了不少成果。直線電動機進給系統(tǒng)中電流和轉(zhuǎn)速以及直軸和交軸電流之間的非線性禍合給系統(tǒng)的精確控制帶來了極大的不便，目前絕大多數(shù)控制策略的研究都是建立在模型解藕線性化的基礎(chǔ)上，當前的解藕線性化方法主要包括磁場定向矢量控制方法和反饋線性化方法等。 永磁直線同步伺服電動機(PMLSM)伺服系統(tǒng)由電氣子系統(tǒng)和機械子系統(tǒng)構(gòu)成，在控制要求相對不高的情況下，認為兩個子系統(tǒng)中電流和速度的變化過程在時間尺度上相差很大，至少在一個數(shù)量級以上。此時，通常忽略速度和電流間的非線性動態(tài)藕合，可采用磁場定向矢量控制方法實現(xiàn)兩變量間的靜態(tài)解耦，從而獲得其線性化模型。但是，對高速、高精度的速度控制系統(tǒng)來說，兩子系統(tǒng)的時間尺度大小相對接近，此時必須考慮模型的非線性以及電流和速度之間的動態(tài)耦合。狀態(tài)反饋線性化方法較好地解決了模型的精確線性化和動態(tài)解禍的問題。采用磁場定向矢量控制方法比較成功地解決了PMISM電流和轉(zhuǎn)速間的靜態(tài)藕合問題，但對高速立式加工中心的整個系統(tǒng)機電兩方面的非線性影響卻未加考慮。而對于高精度要求的伺服系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速和電流的時間常數(shù)可能會在一個數(shù)量級，此時兩者的動態(tài)禍合將會影響系統(tǒng)的控制精度。采用電氣傳動反饋線性化實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速和電流的動態(tài)解禍，基于反饋線性化的系統(tǒng)不需要設(shè)計電流控制器，可直接設(shè)計轉(zhuǎn)速到電壓的控制律。 如果您對我們的立式加工中心有興趣，可以登陸我們網(wǎng)站查看：http://www.dyliao.com/Pro/4.html

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