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简 述数控机床的刚度指数与控制程序

2019-02-23

数 控机床的刚度指数控机床在外力作用下抵抗变形的能力,数控机床的刚度越大,动态精度越高。数 控机床的刚度包括数控机床构件本身的刚度和构件之间的接触刚度。数 控机床构件本身的刚度主要取决于构件本身的材料性质、截面形状、大小等。构 件之间的接触刚度不仅与接触材料、接 触面的几何尺寸和硬度有关,而 且还与接触面的表面粗糙度、几何精度、加工方法、接触面介质、预压力等因素有关。

数 控机床是比普通机床更加灵活方便的机床,而 且加工精度较普通机床提高很多,随 着数控机床的发展和普遍,越 来越多的数控机床代替了过去的普通机床,数 控机床就是一个很典型的例子。数 控机床是数字控制机床的简称,是 一种装有程序控制系统的自动化机床。该 控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通 过信息载体输入数控装置。经 运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按 图纸要求的形状和尺寸,自 动地将零件加工出来。

数 控机床上安装的感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理制成的。其 功能是将角度或直线位移转变成感应电动势的相位或幅值,可 用来测量直线或转角位移。按 其结构可分为直线式和旋转式两种。直 线式感应同步器由定尺和滑尺两部分组成,定 尺安装在机床床身上,滑 尺安装于移动部件上,随工作台一起移动;旋 转式感应同步器定子为固定的圆盘,转子为转动的圆盘。感 应同步器具有较高的精度与分辨力、抗干扰能力强、使用寿命长、维护简单、长距离位移测量、工艺性好、成本较低等优点。旋 转式感应同步器则被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。

数控机床是 一种装有程序控制系统的自动化机床,能 够根据已编好的程序,使 机床动作并加工零件。它综合了机械、自动化、计算机、测量、微 电子等相对较新技术,使用了多种传感器,在 数控机床上应用的传感器主要有光电编码器、直线光栅、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、旋转变压器、感应同步器、速度传感器等,主要用来检测位置、直线位移和角位移、速度、压力、温度等。

要 保证被加工零件的精度和表面粗糙度,数 控机床本身需要具备相应的几何精度、运动精度、传动精度和动态精度。

几何精度、运动精度、传 动精度属于静态精度,几 何精度是指数控机床在不运转时部件间相互位置精度和主要零件的形状精度、位置精度。数 控机床的几何精度对加工精度有重要的影响,因 此是评定数控机床精度的主要指标。运 动精度是指数控机床在以工作速度运转时主要零部件的几何位置精度,几 何位置的变化量越大,运动精度越低。传 动精度是指数控机床传动链各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。三 种精度指标都是在空载条件下检测的,为 全部反映数控机床的性能,需 要要求数控机床有相应的动态精度和温升作用下主要零部件的形状、位置精度。影 响动态精度的主要因素有数控机床的刚度、抗振性和热变形等。

动 态刚性没有具体检测的指标,但 是通过试切样件可以大致看出机床的动态刚性的性能。主 要通过大吃刀量切削测试、精加工样件测试、圆 顶球面样件切削测试三个方面来检测。综上所述,动态刚性受机械设计、机械制造、电 气调试等贯穿于机床生产的所有环节的影响,是 一台数控设备的综合性能的体现。通常来说,动 态刚性与静态刚性是正比关系。

通俗的讲,机 床动态刚性是指机床抵抗受迫振动的能力大小,术 语上称为固有频率的大小。数 控机床的刀具在切削的时候是高速旋转的,旋 转切削及材料内部不均匀或者杂质引起振动。切 削部位是整台设备的振动源。设备的丝杠系统、导轨系统,床 身受振动源的影响会产生受迫振动。如 果机床各部件的振动较大,就 会对加工产生非常不利的影响,主 要影响切削的粗糙度及刀具寿命,对 高精度加工更是有致命性影响。


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