模块八 数控机床的精度调试Word格式文档下载.docx
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如何来解决它?
围绕这些问题我们进行分析。
三、相关知识
1、几何精度的概念
机床的精度主要包括机床的几何精度、机床的定位精度和机床的切削精度。
数控机床的几何精度反映机床的关键机械零部件(如床身、溜板、立柱、主轴箱等)的几何形状误差及其组装后的几何形状误差,包括工作台面的平面度、各坐标方向上移动的相互垂直度、工作台面X、Y坐标方向上移动的平行度、主轴孔的径向圆跳动、主轴轴向的窜动、主轴箱沿z坐标轴心线方向移动时的主轴线平行度、主轴在z轴坐标方向移动的直线度和主轴回转轴心线对工作台面的垂直度等。
常用检测工具有精密水平尺、精密方箱、千分表或测微表、直角仪、平尺、高精度主轴芯棒及千分表杆磁力座等。
2、数控机床误差产生的原因
普遍认为数控机床的误差有以下几方面的起因有:
(1)机床的原始制造误差。
它是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差,是数控机床几何误差产生的主要原因。
(2)机床的控制系统误差。
它包括:
机床轴系的伺服误差(轮廓跟随误差),数控插补算法误差。
(3)热变形误差。
由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。
(4)切削负荷造成工艺系统,包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。
这种误差又称为“让刀”,它造成加工零件的形状畸变,尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时,这一误差更为严重。
(5)机床的振动误差。
在切削加工时,数控机床由于工艺的柔性和工序的多变,其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域,从而激起强烈的颤振。
导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。
(6)检测系统的测试误差。
(a)由于测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差引起的测量传感器反馈系统本身的误差。
(b)由于机床零件和机构误差以及在使用中的变形导致测量传感器出现的误差。
(7)外界干扰误差。
由于环境和运行工况的变化所引起的随机误差。
(8)其它误差。
如编程和操作错误带来的误差。
3、检测方法:
数控机床的几何精度的检测方法与普通机床的类似,检测要求较普通机床的要高。
8.1表数控机床的几何精度的检测方法
4、检测时的注意事项:
(1)检测时,机床的基座应已完全固化。
(2)检测时要尽量减小检测工具与检测方法的误差。
(3)应按照相关的国家标准,先接通机床电源对机床进行预热,并让沿机床各坐标轴往复运动数次,使主轴以中速运行数分钟后再进行。
(4)数控机床几何精度一般比普通机床高。
普通机床用的检具、量具,往往因自身精度低,满足不了检测要求。
且所用检测工具的精度等级要比被测的几何精度高一级。
(5)几何精度必须在机床精调试后一次完成,不得调一项测一项,因为有些几何精度是相互联系与影响的。
(6)对大型数控机床还应实施负荷试验,以检验机床是否达到设计承载能力;
在负荷状态下各机构是否正常工作;
机床的工作平稳性、准确性、可靠性是否达标。
另外,在负荷试验前后,均应检验机床的几何精度。
有关工作精度的试验应于负荷试验后完成。
四、任务实施
(1)导轨平面的直线度检测
(2)主轴的直线度检测
(3)主轴与尾座同轴度检测
(4)主轴径向跳动检测
(5)直线度检测
【思考与练习】
1.数控机床几何精度项目有哪些?
2.常见的几何精度检测检具有哪些?
3.简述主轴径向跳动检测过程。
在数控机床加工过程中,经常会出现加工零件尺寸超差,而且对于公差带比较小的尺寸更难以实现,或不能实现。
造成加工零件的尺寸超差的因素有哪些?
怎样来进行这些误差?
检测出来后又如何进行补偿?
围绕这些问题展开。
1、位置精度的概念
数控机床的定位精度,是指所测机床运动部件在数控系统控制下运动时所能达到的位置精度。
该精度与机床的几何精度一样,会对机床切削精度产生重要影响,特别会影响到孔隙加工时的孔距误差。
目前通常采用的数控机床位置精度标准是ISO230-2标准和国标GB10931-89。
测量直线运动的检测工具有:
标准长度刻线尺、成组块规、测微仪、光学读数显微镜及双频激光干涉仪等。
标准长度测量以双频激光干涉仪的测量结果为准。
回转运动检测工具有360齿精密分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅和平行光管等。
目前通用的检测仪为双频激光干涉仪。
2、位置精度的内容
数控机床的直线轴精度表现在轴进给上主要由三项精度:
反向间隙、定位精度和重复定位精度,其中反向间隙、重复定位精度可以通过机械装置的调整来实现,而定位精度在很大程度上取决于直线轴传动链中滚珠丝杠的螺距制造精度。
定位精度:
指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。
重复定位精度:
指数控机床的运动部件在同样条件下在某点定位时,定位误差的离散度大小。
定位精度是系统误差,重复定位精度是随机误差,定位精度包含重复定位精度。
重复定位精度是呈正态分布的偶然性误差,它影响一批零件加工的一致性,反映轴运动稳定性的一个基本指标。
当移动部件从正、反两个方向多次重复趋近某一定位点时,正、反两个方向的平均位置偏差是不相同的,其差值称之为反向差值。
从不同方向趋近某一定位点时,其定位精度和重复定位精度也有所不同。
在数控车床生产制造及加工应用中,在调整好机床反向间隙、重复定位精度后,要减小定位误差,用数控系统的螺距误差螺距补偿功能是最节约成本且直接有效的方法。
由于滚珠丝杆副在加工和安装过程中存在误差,因此滚珠丝杆副将回转运动转换为直线运动时存在以下两种误差。
1螺距误差,即丝杆导程的实际值与理论值的偏差;
2反向间隙,即丝杆和螺母无相对转动时,丝杆和螺母之间的最大窜动。
当数控机床几何精度调整好后,需要进行螺距误差检测和反向间隙检测并补偿;
1、数控机床位置精度项目有哪些?
2、常见的位置精度检测仪器仪表有哪些?
3、简述数控机床螺距误差和反向间隙检测及补偿过程。
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