加工中心（xīn）多種誤差控製和補償技術

加工中心多種（zhǒng）誤差控製和補償技術

一、控製熱變形和振動

為了保證（zhèng）高精度，采用了多種措施來減少加工中心的熱變形和振動。如主軸套筒和（hé）前後軸承（chéng）座恒溫循環冷卻，油氣潤滑減少軸承發熱，後（hòu）軸承使用圓柱滾子軸承，一旦（dàn）發生熱變形，主軸就向後伸（shēn）長，不會影響加工精度；大流量冷卻刀具和（hé）工件，減少切削熱產（chǎn）生；床身（shēn）上兩個螺（luó）旋排屑器及時將切屑排出，避免切屑大量堆積引起床身熱變形；機床對稱結構設計，平（píng）衡（héng）熱變形等；主軸具有中心內冷（lěng）卻功能，內冷最大壓力為2.2MPa，可滿足進行高速切削（xuē）、小孔加工和深孔加工（gōng）時對排屑暢通、及時帶（dài）走加工熱量的要求。

為了使主軸運轉（zhuǎn）平穩，降低噪（zào）聲，減小（xiǎo）振動（dòng），對主軸采用兩次動平衡，一次是主軸與轉子熱裝後，第二次是所有（yǒu）回轉零件（jiàn）裝配好後且幾何（hé）精度檢驗完畢後。另外，在主軸前後位（wèi）置設計有平衡環以備在線動平衡用。刀庫放在機床的左側麵，用單獨地基，這樣在刀庫和機械手換刀（dāo）時產生的振動和（hé）不平衡不會傳到主機上，消除了一部分外加載荷，使加工中心精度更穩定。

二、提高空（kōng）間位置精度的補償技術（shù）

為了在較高（gāo）的運動速度下，提高加工中心的定（dìng）位精度和加工精度（dù），特別是（shì）定位精度，機床上安裝了精度為0.003mm的封閉式光柵尺，進行全閉（bì）環控（kòng）製。但機床的定位精度隻能評價機（jī）床在特定位置時的精度，如果遠離（lí）測量麵進行加工（gōng）時，加工的位置度會（huì）有較大誤差。而傳統的螺距補（bǔ）償隻能對特定位置絲杠的螺距（jù）誤差進行補償，並不能全麵（miàn）降低整（zhěng）個（gè）加工麵的位置度誤差。為了盡可能（néng）消除加工區域內的位置度誤差，提高機床的加工精度，增（zēng）加了空間誤差補償功能。通過大量的試驗采集數據（jù），計算出機床在各（gè）空間點的幾何誤（wù）差，並通過CNC係統給予實時補償（cháng）。

三（sān）、Z軸熱（rè）補償技（jì）術

主軸在運轉過程中，電動機、軸承及其它運動部件會因摩擦、損（sǔn）耗等產生熱量。如果熱（rè）量不（bú）能及時散發和排出，則會嚴重影響機床精度。因此，對主軸電動機外套和軸承座外套（tào）用通過恒溫油的方式進行循環冷卻（què），使主軸運轉過程中絕大部分的熱量隨循（xún）環油帶出機體（tǐ），以減小熱變形。但是，再完善的（de）冷卻也仍然會有部分熱量因傳導速度快而（ér）不（bú）能及時排出，使主軸產生熱變（biàn）形。為（wéi）了進一步解決（jué）主軸這部分熱變形對精度（dù）的影（yǐng）響，對主軸向熱（rè）變形（xíng）用軟件補償的（de）辦法（fǎ）進行了補償。補償數據是通過實驗獲得的。

為了使補償軟（ruǎn）件更具有通用性，采用了變量編程，可針對不同的立式（shì）加工中心、不同的使用情況分別給這些變量賦值，便可生成最具有針對性、實用性的補（bǔ）償程序。采用（yòng）熱補償後（hòu）Z向的誤（wù）差由補償前的25.93μm降至8.76μm，約減小到1/3(試驗條件：主軸轉速（sù）7500r/min，每2min測量一次溫度和位移，溫度測點為前（qián）後軸（zhóu）承及環境（jìng）溫度（dù），位移測點為主軸軸端。溫升為後軸承沒有冷卻的情況下。)