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怎樣才能選(xuǎn)一台稱心如意的加工中心?
2011-9-21  來源:  作者:

      為適應用戶的不同需要(yào),國際市場上推出了品種繁多的加工(gōng)中心。一方(fāng)麵對用戶帶來方便,擴大了選購加工中心的範圍,特別是專業性(xìng)較強的用戶,可選購到適合本公司使用的機床。但對那些專業(yè)性並(bìng)不很強的用戶帶來麻煩,要在基本性能相似的機床(chuáng)中去進行決擇,以(yǐ)便選購到(dào)適(shì)合本公司使用要求且(qiě)廉價的加工中心。


      通常,用戶在選購加工(gōng)中心之前,首先要從經濟和技術兩(liǎng)方麵對其進行評價。所(suǒ)謂經濟評價(jià)主要是指(zhǐ)機床的價格,所需配購任(rèn)選(xuǎn)附件的價格和售後服務費(fèi)用等。技術評價是對加工中心的技術性能作全(quán)麵評價。隻有充份(fèn)掌握某種型號加(jiā)工(gōng)中心的技術性能(néng)之後,才能對其成本性能"作出較為完滿的(de)結論。

      通常,對加工中心(xīn)進行技(jì)術評(píng)價的項目可分為以下3大類:
①.規格;其中包括加工(gōng)空間的尺寸大小,主軸轉速範圍,進給速度範圍,規範刀具的大小和範圍,數控裝(zhuāng)置的能力(lì)和任選附件種類的多少等。
②.性能(néng);其中包括靜態精度、加工精度、移動精度、定位精度、熱變形狀況和抗振動性能(néng)等。
③.其它;其(qí)中包括與係統的適應性,維(wéi)修保養是否方便,技術支(zhī)持(chí)體製和安全性等。


    近(jìn)幾年來,國際標(biāo)準化組織(zhī)(ISO)開發了一些對機床性能進行評(píng)價的方法,並製訂了靜態精度、加工精度、定位精度、重複精度、熱變形及圓周運動等試驗的(de)標準(zhǔn)。為了(le)便(biàn)於大家了解和應用這些標準,本文將對圓周運動試驗和定(dìng)位精度試驗的有關內容作一介紹。


    圓(yuán)周運動試驗及其應用圓(yuán)周運動的試驗方法在ISO230/4圓周運動試驗標準中規定了3種試驗方法:一、用一維測頭和基準圓筒的(de)方法;二、用兩維測頭和基準圓板的方法(fǎ);三、用球棒方法。


       圓周運動試驗的應用範圍很廣,可用於購入新機床之後的入廠檢驗,定期保養檢查時的測試,還可用於對(duì)數值控製各種參數的調整等。特(tè)別是在利用圓孤插補指令進行加工(gōng)時,它可發揮巨大的作用。即使在幾何形狀誤差中,可從軌道方(fāng)便看出垂直度(dù)的狀況。還(hái)有就是測量側(cè)隙,即使是按照定位精(jīng)度試驗那樣測量進給停止位置的靜態方法(fǎ),實際上也是利用進給速(sù)度來測量側隙(xì)。這(zhè)是一個很重(chóng)要的特點。利用圓周運動試(shì)驗可對以下項目作出判斷(duàn)。圓度精度其中包括用圓弧插補加工時的工件圓度,轉換象限時的凸搭大小(突出運動的程度),滾珠絲杠(gàng)的安裝精度(出現周期性誤差)。側(cè)隙精度即兩根軸之間的側隙的(de)大小(實際(jì)上是(shì)用進給速度進行評價)。幾何形狀(zhuàng)精度即垂直(zhí)度誤差的大小和直線度誤差的大小。定位精度即兩根軸定位精(jīng)度的一致性程度及對間距誤差進行(háng)修正的大(dà)小。數值控製的調整程度(dù)即對伺服增益的調整程度(位置環增益、速度環增益)和(hé)跟 誤差(速度上升時的半(bàn)徑縮小狀(zhuàng)況)。 圓周運動試驗結果(guǒ)的應用對機床性能進行評價圓周(zhōu)運動試驗是(shì)從使用G編碼的G02和G03的3個平麵(miàn),即XY平麵(miàn)、YZ平麵和ZX平麵內圓弧插補運動的結果了解: 在幾何形狀(zhuàng)運(yùn)動誤(wù)差範圍內的垂直度和直線度。在數控裝置參數設定範圍內,對增益(位(wèi)置(zhì)環增益、速度環增益),間距誤差補和側隙(xì)誤差補償是否適當。伺服機構的固有半徑縮小。其它誤差,如防護罩伸縮和其它運動工作台等的(de)編碼(mǎ)、支架等是否有(yǒu)物理性幹涉。預(yù)計今後將(jiāng)用於交付機床的最初階段對進給速度和(hé)測量半徑等各種變化加以測定。如果一台機床看上去有明顯的誤差,其原(yuán)因不外乎是有側隙、垂直度出現誤差、位置環增益不一致和半徑縮小等(děng)4個方(fāng)麵。特別是最近對高速旋轉的小直徑立銑(xǐ)刀進給時(shí),其速度比以往的速度高(gāo)得多,因而圓周(zhōu)運動試驗成為一種重要的評價因子。對被加工(gōng)工件精度的預測從圓周運動的測量結果可以很好地掌握被加工件的圓度狀況。當(dāng)用旋轉刀具切削(xuē)時,將出現(xiàn)大於刀具(jù)半徑的(de)平均化效果,往往辨認不出用(yòng)圓周運動試驗所獲的微小凹(āo)凸現象。這是因(yīn)為被切削工件受刀具和切屑的影響所造成的。而由圓周精(jīng)度運動所得到的軌不包含這(zhè)種影響。但從來自(zì)用戶的(de)圓周(zhōu)運動試驗結(jié)果(guǒ)和用(yòng)圓度(dù)測量儀測出的結果來看,圓周運動試(shì)驗的結果並不很準確,而用切削方法可獲得較精確的結(jié)果,因而有人提出不(bú)再使用圓周運動試驗結果的意見。產生上(shàng)述問題的主要原因是在用圓度測量儀進(jìn)行測量(liàng)時要使用低(dī)通濾波器。如果用15和25波峰截(jié)止時就與圓周運動試(shì)驗結(jié)果(guǒ)不相吻合。用500波峰截止時則(zé)完(wán)全可以取得一致。最近,在加工小零件和小型模具部件(jiàn)時,發現用上述數控裝置參數設定(dìng)對半徑縮小的影響大於小半徑圓周運動軌 的機床幾何形狀誤差。但目前很難購買到可測量小半徑(jìng)的裝置,所以希(xī)望開發廉價的測量(liàng)裝置。


      選購加工中心(xīn)對圓周運動軌的調查根據使用目(mù)的,事先對機床的圓周運動軌進行調查,則可以對該機床是否能滿足加工精度要求(qiú)作出判斷,並對(duì)整個圓的形狀,調換象限時突搭的(de)大小,微小的振動成份,周期性誤(wù)差、由間距誤差(chà)補償形成的台階差等固有差值加以確認。可以直率地說,這些(xiē)都是技術能力(lì)引發的差值。例如頻繁地實施間(jiān)距誤差(chà)補(bǔ)償,那麽就(jiù)可發現間距誤差補償處(chù)軌的台階(jiē)差。當這種台階差(chà)值大到不能忽略時,那麽說明(míng)這種間距誤差補償方法不適當。可以說是因為采用了(le)誤差(chà)大的(de)滾珠(zhū)絲杠和刻度(dù)尺所(suǒ)致。這種事前進行圓周運動軌的調(diào)查,可以(yǐ)清楚地顯示(shì)出機床結(jié)構的設計技術和(hé)裝配技術,如導準麵的設計技術,進給驅(qū)動係統的設計技術(shù),以及它(tā)們與數控參數的複雜(zá)聚合度特征。定位精度試驗定位精度試驗的重要性按照ISO230/2標準的定位精(jīng)度試驗,是在(zài)整個移(yí)動長度(dù)範圍內(對長度(dù)小於(yú)2,000mm的軸而言),對指定的最少5點,最(zuì)多21點目標進行定位,然後對求出的經5次往複運動的各目標位置的設定值與實際停止位(wèi)置的偏差值進行評價。將用激光測長儀所(suǒ)獲得的離差平均值及其離散作為指針,求出測量值的標準離差σ,按指定項(xiàng)目求出評價值。評價項目共(gòng)有最大逆(nì)轉差(chà)B=max[1Bil]、平均反複差B=1/mBi、單(dān)方向反複精度R↑=max[Ri↑]與R↓=max[Ri↓]和雙向反複(fù)精(jīng)度R=max[R1]等10項。欲求(qiú)出這些評價值並不是一(yī)件很簡單的事情。但這些評(píng)價值不僅能(néng)證明它(tā)與(yǔ)加工精度的相關性,還可以認別各項目與尺寸(cùn)精度關(guān)係的密切程(chéng)度。定位(wèi)精度利用的數據(jù)是列於表格(gé)中的各種參數。如(rú)果對以標準為基礎的表示方法不甚(shèn)理解,那麽很可能徒勞地選擇了過(guò)高精度的機床。若在(zài)自己工廠中安裝好機床、以後直(zhí)接對它進(jìn)行測量,就有可能無(wú)法測出其最初的精度。


      標準中規定的基本條件是(shì)全麵地綜合了用戶和製造(zào)廠的意見而確定的。其中有進給速度(包括快速進給和特定的進給速(sù)度),預熱運轉條件(jiàn)(如何預熱運轉?用何種進給條件(jiàn)實施?)以及測量環境溫度(如(rú)何設(shè)置恒溫寶(bǎo)?恒溫寶的溫度如何?)等。這些項目事先都應該加以確定。上麵已經講過,在選擇機種時都要對產品樣本中的數值加以比較。但必須(xū)注意的是列於產品樣(yàng)本中的數值幾乎不說明是在怎樣條件下獲得的。但在實際使用中,很可能用戶所具備的條件與製造廠的條(tiáo)件不一致,致使測試結果與樣本中的數值不相符合(hé)。試驗條件之一(yī)是預熱(rè)運轉條件。有的機床的(de)一根軸需要連(lián)續運轉幾個小(xiǎo)時(shí)之後才能穩(wěn)定。而在工廠中,通常經預熱運轉之後即開始測量。有時由於機床(chuáng)逐漸冷而出現目標位置之間距離不斷(duàn)縮短的現象。為了得到穩(wěn)定的結果,在未經預(yù)熱運轉的條(tiáo)件下,用非常短的時間進行測量。按照標準的規(guī)定測量5次,然後進行反複測量。這樣基本上可以掌握機(jī)床的穩定狀態。定位精度試(shì)驗結果的應用定位精度試驗的結果可以作為(wéi)間距誤差補償和側隙補(bǔ)償值加以應用。


      上麵所介紹的定(dìng)位精度試驗(yàn)結果與被加工件的尺寸精度和位(wèi)置精度有直接的關係。ISO標準中對雙向(xiàng)定位反複(fù)精度的重(chóng)視程度甚於單方向定位時的反複精度。因為對於目標位置來講,當工(gōng)件從正方向和負方向分別接近刀具時的尺寸離散程(chéng)度大於從一個方向接近刀具的(de)離散程度。例如在加工立方體的側麵時,顯示出兩個平麵之間尺寸估算值的(de)精度最差。總之,在(zài)選擇機種時所實施的定位精度試驗,希望在(zài)完全適(shì)合於用戶使用狀能下進行,並使用所(suǒ)獲得的評價結果。定位精(jīng)度試驗的問題定位精度試驗中的主要問題是沒有在完全適合於用戶(hù)使用狀態的條件下進行(háng)測定。特別是在大批量的續生產時,為(wéi)了加工大量零件機床需運轉很長時(shí)間。在這個(gè)期(qī)間是否(fǒu)始終能穩(wěn)定在與定位精度試驗所得結果相同(tóng)的位置處是一個很大的問題。這種現象(xiàng)對以往數(shù)控機床加工(gōng)精度要求為10um水平時,還沒有(yǒu)多大問題。而現(xiàn)在產品的加工(gōng)精(jīng)度(dù)要求達到超(chāo)微米(mǐ)的水平(píng),那就不(bú)能忽視(shì)由於(yú)機(jī)床在運轉中溫度變化而引發的定位精度(dù)變(biàn)化。所以現在特別強調購入新機床之後,必須在與實際加工狀態相符合的條件下進行定位(wèi)精度試驗。

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數(shù)控機床市場網友(yǒu) (IP:58.253.94.58) 2011-11-30

用戶在選購加工中心之前,首先要從經濟和技術兩方麵對其進行評價。所謂經濟評價主(zhǔ)要是指機床的價格,所需配購任選附件的(de)價格和(hé)售(shòu)後服務費用等。技術評價是對加工中心的技術性能作全麵評價。隻有充份掌握某種型號加(jiā)工中(zhōng)心的技術性能之後(hòu),才能(néng)對其成本性能(néng)"作出較為完滿的結論。

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