本章以復(fù)合式鏜銑加工中心滑枕撓曲變形為例，研究其滑枕撓曲變形誤差補(bǔ) 償問題，提出了兩種補(bǔ)償方案，在綜合分析方案的優(yōu)劣性后，最終以“液壓一拉 桿”補(bǔ)償方法為設(shè)計(jì)方案，通過理論計(jì)算和有限元仿真得出拉桿補(bǔ)償力的值，運(yùn) 用最小二乘法擬合得到拉桿補(bǔ)償力與滑枕行程的函數(shù)關(guān)系以及對應(yīng)的曲線，利用有限元分析方法驗(yàn)證了補(bǔ)償效果，拉桿補(bǔ)償力可實(shí)現(xiàn)從零到******補(bǔ)償力的無極加 載，加載補(bǔ)償力后滑枕的******撓曲變形量被控制在l(Vm之內(nèi)，結(jié)果表明液壓拉桿 補(bǔ)償效果達(dá)到了預(yù)定期望，顯著提高了機(jī)床的加工精度。
本論文課題以蘇州江源精密機(jī)械有限公司與意大利共同合作研發(fā)的TH6213臥式 鏜銑加工中心主軸及主軸箱部件為研宄對象。該款機(jī)床研發(fā)項(xiàng)目被列為2011年度江 蘇省工業(yè)支撐項(xiàng)目以及2014年度江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。
在本文上述環(huán)節(jié)中，通過分析主軸熱源、初始條件以及邊界條件等因素，計(jì)算得 出了主軸、ZF減速箱、主軸箱等部件的穩(wěn)態(tài)溫度場、瞬態(tài)溫度場以及相應(yīng)的熱-結(jié)構(gòu) 耦合分析結(jié)果，本節(jié)主要通過跑車試驗(yàn)，對特定溫度測點(diǎn)的溫度變化情況進(jìn)行測量， 并與有限元溫度場分析結(jié)果進(jìn)行對比，分析誤差產(chǎn)生的原因。
鏜銑加工中心是一種鏜銑床復(fù)合式的精工機(jī)床，由于鏜銑床共用一 個(gè)工作臺(tái)，所以鏜銑床不能同時(shí)工作，必須被分在兩個(gè)軸組中，所以對其控制的 精工系統(tǒng)要有多通道多軸控制的能力。基于控制功能和穩(wěn)定性要求，本加工中心 選用了 UMAC多軸運(yùn)動(dòng)控制器為下位機(jī)，以工控機(jī)（IPC)為上位機(jī)，即采用“NC 嵌入PC”型開放式精工系統(tǒng)控制鏜銑加工中心。該精工系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)采用主從 結(jié)構(gòu)，IPC的CPU為主CPU,主要負(fù)責(zé)精工系統(tǒng)的管理和人機(jī)交互等功能的實(shí)現(xiàn)。 UMAC的DSP為從CPU,負(fù)責(zé)底層的速度和軌跡控制等。其中工控機(jī)與UMAC 通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，加工中心精工系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。
本章主要介紹了鏜銑加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)、伺服電機(jī)的計(jì)算、UMAC運(yùn)動(dòng)控 制器的特點(diǎn)、主要功能以及相關(guān)板卡的功能，根據(jù)需要選擇了 UMAC的板卡及伺 服系統(tǒng)的控制方式。根據(jù)加工中心的特點(diǎn)，結(jié)合UMAC和NUM伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)出 了機(jī)床電氣原理圖。
完整的精工系統(tǒng)有軟件部分和硬件部分，軟件在硬件的支持下運(yùn)行，離開軟 件，硬件便無法工作，兩者缺一不可，而軟件是精工系統(tǒng)工作的控制核心。基于 UMAC的鏜銑加工中心的精工系統(tǒng)是在工控機(jī)的基礎(chǔ)上對UMAC運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行 二次開發(fā)，將工控機(jī)與UMAC結(jié)合在一起，充分發(fā)揮各自的職能和優(yōu)勢。利用上 位機(jī)開發(fā)的精工系統(tǒng)是整個(gè)加工中心的指揮中心，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響加工中 心的精度和穩(wěn)定性。
伺服系統(tǒng)是精工系統(tǒng)中重要的組成部分，是連接精工系統(tǒng)與機(jī)床本體的紐帶。 加工中心中，伺服系統(tǒng)接收NC發(fā)出的指令，經(jīng)過伺服系統(tǒng)的變換和放大，發(fā)送給 伺服電機(jī)，伺服電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成機(jī)床的控制運(yùn)動(dòng)。通過精工系統(tǒng)的控制過 程，可以看出伺服系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能的好壞，影響了精工機(jī)床的加工精度、可 靠性和穩(wěn)定性。PID調(diào)節(jié)是系統(tǒng)穩(wěn)定性調(diào)節(jié)的典型方法，本章通過分析UMAC的 PID調(diào)節(jié)原理，對伺服系統(tǒng)的PID反饋、速度及加速度前饋進(jìn)行了調(diào)節(jié)，使系統(tǒng) 獲得了良好的穩(wěn)定性、快速性和精確性
準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)PID各參數(shù)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在高速運(yùn)行的條件下，能夠快速的做出響 應(yīng)且不超調(diào)；機(jī)床在速度低的情況下，不產(chǎn)生“爬行“現(xiàn)象。
運(yùn)用到鉆攻中心加工的壓鑄產(chǎn)品的主要特征為：小件、數(shù)量龐大、鋁制品、多孔、多攻牙 因?yàn)閴鸿T產(chǎn)品是一個(gè)很廣泛的詞語，在今天精益求精的時(shí)代很多行業(yè)使用的壓鑄產(chǎn)品都是需要精加工的，最為常見的就是我們?nèi)沼玫氖謾C(jī)殼（我們會(huì)把手機(jī)行業(yè)鉆攻中心的應(yīng)用單獨(dú)的介紹）、耦合器、LED燈罩、電動(dòng)工具等等鋁制品配件。鉆攻中心貌似就是為壓鑄產(chǎn)品的精加工而誕生的，再整個(gè)鉆攻中心行業(yè)的銷售中，壓鑄產(chǎn)品行業(yè)所購買的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其它的行業(yè)，當(dāng)然這個(gè)沒有做過統(tǒng)計(jì)，但是本人以自已的銷售經(jīng)驗(yàn)做一個(gè)評估，壓鑄產(chǎn)品行業(yè)所購買的鉆攻中心應(yīng)占到所有鉆攻中心銷量的80%-90%，也因?yàn)檫@樣鉆攻中心在短短幾年的時(shí)間里銷售的數(shù)量便遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了其所有相似的機(jī)床。
自動(dòng)換頭頭庫結(jié)構(gòu)獨(dú)立于機(jī)床安裝，互換性好，定位精度高，加工中心一次裝夾工件后，通過自動(dòng)換頭可以實(shí)現(xiàn)五面體加工，提高加工效率，經(jīng)用戶長期使用后，反饋良好。
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