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减小龙门数控机床热误差的两种方法

所属分类:行业新闻 点击次数:57 发布日期:2019-08-08

众所周知,制造业的发展离不开集信息技术、传感器检测技术、自动控制、高端制造为一体的“工业母机”——龙门数控机床。随着企业和客户对产品加工精度的要求越来越高,提高我国龙门数控机床的质量和性能成为当前提高我国制造业整体水平的关键,也是提升我国工业发展水平和国际竞争力的重要手段。

总的来说,机床零部件的几何误差和机床运行过程中的热误差是影响龙门数控机床加工精度最重要的误差源,两者约占总误差的 90%以上。而随着现代制造技术的不断发展,机床的几何误差已经得到了有效的控制,研究表明,在众多误差源中,越是高精密的机床,热误差在总误差中所占比重越大。因此如何有效减小机床热误差成为当前国内外学者们亟待解决的问题。

减小机床热误差主要有两种方法,即误差防止法和误差补偿法。 误差防止法就是研发设计人员在确定产品结构和功能时将机床的热误差考虑进去,尽可能的减少由于机床自身发热引起的误差,是一种“硬技术”。最常见的方法有:①机床热源隔离,②对机床进行热-结构对称设计,③提高机床零部件的刚度,④改善机床冷却系统,⑤改善机床零部件的材料。虽然误差防止法能够提高机床的加工精度,但仅仅依靠通过改进机床的结构设计、提高机床的制造与装配精度来改善机床的加工精度是不可行的,而且性价比不高。

误差补偿法就是利用现代测量技术和数学建模方法建立机床的误差模型,并通过数控系统的补偿装置或者外置补偿器产生一个与机床原来误差大小相等,方向相反的指令,从而抵消机床的原始误差,提高机床的加工精度。显然,龙门数控机床的误差补偿法是一种柔性技术,对老旧中低端龙门数控机床或者大型高档龙门数控机床都具有普遍适用性,并且对一台龙门数控机床进行误差补偿改造所花费的费用远比新购买一台龙门数控机床低得多。因此误差补偿法是提高龙门数控机床加工精度行之有效的方法。国际生产工程学会(CIRP)在 1995 年和2008 年分别进行了“龙门数控机床的热误差减少与补偿”的专题报告,阐述了当前龙门数控机床误差补偿的进展和存在的问题,指出了当前龙门数控机床的误差补偿技术仍然不够成熟,龙门数控机床误差补偿商业化依然任重而道远。

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