经济型数控机床加工中误差来源分析探究及其对策.pdf

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1、以及维 修 和保 养 因为化 工 机械 设备 在 化 工 企业 的生 产过 程 中有 重要 的地 位 加强对其管理与维修 可以增加设备 的 使用时间 提高化工机械设备的工作效 率 减 少企 业 资本 的投 入 从而 提 高企 业 的 经济 效益 保证 企 业长 期持 续 的发 展 参考文献 1 谢永一 唐林 张翔 浅谈施工 机械 设备 的维护及保 养 J 中小企业管 理 与科技 下旬刊 2 0 0 9 1 1 2 曲杰 宿桂琴 马义华 新形势 下施工机械设备使用管理的探索 J 水 利水 电施 工 2 0 0 7 S 2 3 邝东方 董少康 胡乐 浅析化 工机械设 备管理及 维修保养 技术 J

2、中 国新 技术新产 品 2 0 1 2 1 5 Ac a d em ic 学 术 4 刘 军 化 工 机械 设备 状 态 的 诊 断与分析 J 中国新技术新产 品 2 0 1 l 1 O 5 刘春荣 浅谈化工机械设备的防 腐设计及措施 J 装备制造技术 2 0 1 1 1 0 6 陈晓曦 关于化工机械 的维修 与保养措施 的思考 J 化工管理 2 0 1 4 2 0 经济型数控机床加工中误差来源分析及其对策 田康庆 王永水 2 5 0 0 3 1 济南市技师学院 山东济南 摘要 如何提高经济型数控机床加工精度是机床数控改造的关键问题之一 但在加工过程中 会由于某些原因产生不可接受的 误差 而致

3、使零件报废 本文将分析误差产生的原因 根据这些来源情况采取相应措施 机 械 加工 误差 是 指零 件加 工后 的实 的振 荡 现象 如 果步进 电动 机在 频 率 比 有 高分 辨力 的检测 装置 在进 行检 测装 际几何参数与理想几何参数之间偏差的 较低 的地方进行工作 还会伴有共振现 置安装时 一定要尽量提高安装精度 程度 在实际零件加工过程中 由于各 象产生 第二 启停误差 步进 电动机 2 3 半闭环控制数控系统 种原 因 加工出的零件几何参数与理想 无论是启动开机还是关机停止 都需要 这种系统主要存在于伺服 电动机之 零件 的几何参数总有一定的误差 以至 一个过渡的过程 在这个过程里

4、 电动 上 两者之间是同轴安装的关系 有时 于造成零件不合格甚至产生废品 为了 机的转动和控制脉冲相 比 前者总是处 也可以把检测装置安装在滚珠丝杠轴端 提高数控机床加工精度 必须对数控加 于滞后的状态 针对引发以上误差的原 这样就可以对角位移进行测量 就可以 工过程中所产生 的误差进行详细分析 因 可以采取以下措施进行改善 把好 把移动部件产生直线位移数值间接地计 采取相应措施 元件选择关 口 在条件允许的情况下 算出来 再向数控系统进行反馈 控制 1 程序编制中的误差 选择步进电动机 的时候 尽可能选择步 方式和闭环控制系统完全一样 半闭环 如果把零件最早的轮廓形状借助列 进角最小的机器

5、把握好驱动电路环节 系统主要的误差来源如下 上述提及的 表曲线进行表示 采用近方程式与列表 针对步进电动机 的控制环节 一定选择 闭环系统中产生的误差 滚珠丝杠带有 曲线发生逼近时 该方程式表现出的形 最优质的驱动电路来完成此项工作 从 的螺母副与导轨副之间产生的误差 状和零件原本形状之间形成 的差值 就 控制原理方面入手 针对大型数控机床 3 机械部分产生的误差 是所说的逼近误差 在使用数控机床来 而言 通常要求具有很高的精度 那么 任何机床的驱动坐标轴在移动和停 对零件进行加工时 由于数控装置之间 开环系统在这方面就存在很大不足 可 止时 都要经历一个升 降速过程 在 具有互不相 同的插补

6、功能 所 以与零件 以增设类似于直光栅这样的检测装置 高档数控机床中 由于有液压驱动和锁 轮廓 互 相逼 近 的时 候 都 是选 择 直线 的 可 以针 对前 向通 道可 能产 生 的误差 起到 紧 系 统 其 升 降速 率 可 以在很 短 的时 方 式进 行 有 的时候 则 是用 圆弧 直 线 监视和补偿作 用 一旦有传动误差产生 间 内完 成 而 经济 型数 控机 床 由于没 有 或圆弧在马上临近零件轮廓曲线的时候 反馈电路就会迅速发 出一定数量的附加 液压驱动和锁紧系统 则升 降速率在 逼近 曲线和现实 中轮廓原来的曲线之间 脉冲 这样一来 步进 电动机无论是多 一定的时间内才能完成 这

7、种传动系统 会产生一个最大差值 这就是通常所说 走步数还是少走步数都会得到有效的补 的滞后 即惯性 停顿在加工 内槽型面 的插补误差 偿 等轮廓 中 当零件轮廓有拐角时刀具容 2 控 制系统误差 2 2闭环 控制数控系统 易产生 超程 而 导致加 工误 差 编 程 时应 2 1 开环控制数控系统 由于闭环系统在进行位置检测的时 在接近拐角前适当降低进给速度 过拐 此 类数控 系统是很 特殊 的一个种类 候 已经 将进 给 传动 链所 具有 的全 部误 角 后再 逐渐 增速 数控 机床 传动 副 中包 系统没有配备检测装置 同时也没有反 差包含进去 所以具有相当高的控制精 含有齿轮 轴 传动丝杠

8、存在反转间隙 馈电路 主要的驱动元件是步进 电机 度 但是 位置检测进行的反馈同时带 当工作 台反 向运动时 这种间隙会造成 进给 系 统 里面不 存 在反 馈检 测 装置 所 有 诸 多不稳 定 因素 调试 工作 进行 起来 电动机 空走 而工 作 台不运 动 的现象 从 以前 向通道里面产生 的各种误差没有办 具有很大难度 闭环系统主要的误差来 而产生误差 传动部分的受力变形和热 法以反馈信息呈现出来并加 以补偿 这 源主要有 检测装置通常具有制造误差 变形引起的误差 工作 台导轨误差 针 样在一定程度上就出现了输出位置误差 和安装误差 这两种误差会引起反馈系 对 以上的几种误差原因可以采

9、用 以下的 开环控制系统中最主要的输出误差就是 统产生误差 机床零件与机构之间经常 方法 对传动反向间隙 在开环和半 闭 步进 电动机产生 的误差 在步进 电动机 有误差产生 因此检测装置在检测的时 环系统中可将其间隙值测 出 作为参数 工作运行的过程 中 主要会产生 以下误 候同样会出现误差 这样得到的测量值 输入控制系统 作为反 向间隙补偿值在 差 第一 动态误差 在步进 电动机正 就不再真实可靠 减小上述误差的主要 反 向运动时进行补偿 对于 由于机械传 常的单步运行过程中 往往会产生一定 途径有 如果条件允许 要尽量使用具 动链受力变形和热变形而 引起 的误差 中国机械 M a c h

10、 In e C h in a 8 1 Ac a d e m i c 学术 可 以通 过 增大 传动链 的刚性 减 小摩擦 力等来解决 4 进 给误差 进给误差通常产生于数控机床和传 动 链两 者 之 间 是二 者产 生 的误 差 进 给 误差 通 常 由以下 的几种 原 因导 致 滚 珠丝杠 日积 月累 出现累积 的螺距误差 滚珠丝杠和螺母支架 由于长时间处于受 力或者受热的状态 导致 出现变形 直 至引发误差 工作台出现在导轨方面的 误差 可 以采用 以下措施 达到有效减 小 进给 误差 的 目的 针 对 开环 系统 和半 闭环系统来说 累计产生的螺距误差可 以借助数控系统进行误差的修正和补

11、偿 工作 因 此 只 要用 数控 系 统对 轴运 动 进行控制 就会 将该差值进行 自动考虑 并且进行补偿处理 针对机械传动链遭 受外力影响 导致变形 以及受热变形而 产生的误差 可 以采 用增大传动链刚性 或者减少摩擦力的方法解决 5 结语 使用数控机床加工零件时产生的误 差来源十分复杂 除了上述讨论的相关 加工误差外 还有很多 只有合理掌握 数控机床的原理 强化操作人员的工艺 知识 才 能很好地解决数控机床的加工 误差问题 提高数控加工精度 从而生 产出合格产品 参考文献 1 王传海 经济型数控机床的改造 J 机械 工程师 2 0 1 0 2 何伟 基于数控机床加工误差分 析的补偿研究 J

12、 制造业自动化 2 0 1 1 3 王 小 军 影 响 经 济 型 数 控机 床 加工精度的因素和对策 J 经验交流 2O1 1 基 于 P r o E和 P r o T o o l k i t的包 装 运 输 托 盘参数化设计 引言 托盘是货物集装 堆放和运输时的 负荷 承 载装 置 对 于 保护 产 品 方便 储 运起着相 当大的作用 以塑料为材质 的 包装运输托盘标准化程度非常高 非常 适宜参数化设计 但是如果运输托盘建 模全部采用 P r o T o o l k i t程序进行参数 化编程 其工作量十分巨大 因此 通 过先期采用 P r o E中 自带 P r o g r a m模块

13、进行参数化建模 然后通过 P r o T o o l k i t 程序对 P r o E进行二次开发 只需要简 单输入参数 便可得到新模型 1 参数化设计系统开发平台的选择 以及简介 要 进 行参 数化 系 统设 计 首 先 需要 选择一个优秀 的开发平台 参数化系统 设计的性能受很多因素的影响 现在二 次 开 发 的三 维 软 件 非 常 多 如 C a t i a P r o E等 可供选 择的编程 语言也非常 多 如 V C V B等 在 众 多 的选 择面 前 主要考虑以下几个因素 首先 支撑的软件必须是一款通用 性能好的软件 其次 支撑的软件 同时 要具 有 良好 的开 放性 最后

14、支撑 系 统 要拥有迅速的生成和显示模型 生成 图 形的方式多样等基本的功能 J 根据这些要求 本文所选取的开发 平 台是 1 P r o E 4 0三维造型软件 2 二次开发工具 P r o T o o l k i t 3 V S 2 0 0 8的编译环境 2 包装运输托盘参数化建模 首先 创建一个新的零件文件 对 其命名 并选择公制单位为 m m n s p a r t s o l i d 然 后 输 入参 数 点击 P r o E的 82中国机械 Ma d n in e C h in a 文周 5 2 3 8 0 8 东莞职业技术学院 广东 东莞 工 具菜单 找到 P r o g r a

15、 m l菜 单条 然 后进行编辑设计 在 I N P U T与 E N D I NPU T 之间输入运输托盘参数 在 R E L A T I O N与 E N D R E N L A T I O N之间输入各个参数关系 式 I N PUT L NU j ER E N D I N P U T RE LAT1 0NS DI BI Eb id R E LATI O NS 赋值完成后 对包装运输托盘进行 建模 建立好模型后 将模型中的参数 与 P r o g r a m中的参数进行关联 这样 运输包装托盘的参数化建模即完成 3 包装运 输托 盘参数化系统设计 3 1环境配置 打开 V S 2 0 0

16、8 添加 包含文件 与 库 文件 全部添加完成后点击确定按钮 生 成新 的项 目 然 后选 择项 目里面 的 项 目属性 按钮 进行项 目属性的设置 在 属性 页 中选 择 配 置 属性 然 后 再 选择 连接器 选择输入 在里面的 附加 依赖 项 一 栏 加入 w s o c k 3 2 1 i b m p r 1 i b p s a p i 1 i b 和 p r o t k d l I m d 1 i b 3 2菜单 设计 菜 单 是 P r o E的重 要 用 户 界面 菜 单 的好 坏影 响 着用 户 的使 用 感受 P r o E的 P r o T o o l k i t模块本身自带了一套完 整的菜单操作函数 通过这些函数 软 件开发人员可以进行程序的创建和菜单 的管理 信 息文本 内容 如下 P a l l e t D e s i g n Pal l et Des i gn 包装运输托盘参数化设计 C l o c k D e s i g n Ti st On Des i gn Ti st On Des i gn 双面 四向进叉 在程序 中加入菜单设计部分 添加 完成 后