翟宏剛

摘要：本文介紹了數(shù)控落地銑鏜床構(gòu)造與電控系統(tǒng)，闡述了數(shù)控落地鏜銑床精度補(bǔ)償?shù)姆N類與原理，精度補(bǔ)償?shù)闹匾浴?/p>

關(guān)鍵詞：數(shù)控落地鏜銑床；精度補(bǔ)償；電液比例閥；數(shù)控系統(tǒng)

1概述

數(shù)控落地銑鏜床主機(jī)由：滑座、立柱、主軸箱、操縱站、液壓站、電氣控制柜等幾大部分組成。

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，精度補(bǔ)償在現(xiàn)代重型機(jī)床精度控制方面顯得越來越重要，而精度補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)依賴機(jī)床電控系統(tǒng)。數(shù)控落地式銑鏜床電控系統(tǒng)應(yīng)用了國內(nèi)外最新技術(shù)，例如：主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給系統(tǒng)采用西門子公司生產(chǎn)的S120全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)及1PH7交流伺服主軸電機(jī)和1FT6全數(shù)字交流伺服進(jìn)給電機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)采用西門子新型的840DSL及S7-300可編程控制器，并選用B-MPI手持單元作為輔助調(diào)整控制。具有廣泛性能和先進(jìn)技術(shù)的可靠的綜合性?；⒅鬏S箱、滑枕和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的直線位移四個(gè)進(jìn)給軸可采用德國海德漢（HEIDENHAIN）LB382C光柵尺作為位置反饋檢測元件。而主軸的旋轉(zhuǎn)位移位置反饋檢測元件采用的是德國海德漢（HEIDENHAIN）的編碼器。

數(shù)控落地銑鏜床電控系統(tǒng)核心是數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)中西門子840DSL數(shù)控系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛、性能最優(yōu)越的數(shù)控系統(tǒng)之一。

西門子840DSL數(shù)控系統(tǒng)在NC和PLC接口信號(hào)中預(yù)留一些特定的區(qū)域用來存放一些預(yù)定義好的變量，這些變量可以根據(jù)機(jī)床控制需要在PLC程序中對(duì)NC的一些系統(tǒng)變量進(jìn)行讀寫，在NC程序中也可以讀寫這些變量。齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)的數(shù)控落地銑鏜床精度補(bǔ)償由：伺服式全數(shù)字式電液比例閥配以相應(yīng)的機(jī)械構(gòu)造，液壓補(bǔ)償油缸，電氣信號(hào)反饋系統(tǒng)（如光柵尺、編碼器等）、數(shù)控系統(tǒng)組成。由電氣信號(hào)反饋系統(tǒng)（如光柵尺、編碼器等）將外界信號(hào)如位移等反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過讀寫與這些外界信號(hào)相對(duì)應(yīng)的定義好的變量，控制伺服式全數(shù)字式電液比例閥，從而控制補(bǔ)償油缸壓力，達(dá)到控制變形、控制應(yīng)力、控制位移、實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償，達(dá)到調(diào)節(jié)精度的目的。

機(jī)床可采用進(jìn)口伺服數(shù)字式電液比例閥，補(bǔ)償方式采用伺服式全數(shù)字式電液比例閥控制液壓系統(tǒng)壓力變化實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償，對(duì)任意點(diǎn)都可補(bǔ)償。應(yīng)用在數(shù)控落地式銑鏜床上的精度補(bǔ)償大致有以下幾類。

1.1主軸箱平衡補(bǔ)償

主軸箱與立柱內(nèi)腔的平衡錘間由兩組鋼絲繩連接，與鋼絲繩連接的油缸由電液比例閥控制，通過光柵尺將滑枕伸出的長度變化值采用全閉環(huán)方式反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過讀寫與這些外界信號(hào)相對(duì)應(yīng)的定義好的變量，控制伺服式全數(shù)字式電液比例閥控制油缸壓力隨滑枕移動(dòng)而變化，從而調(diào)整兩鋼絲繩的拉力分配，對(duì)由于滑枕移動(dòng)引起的整個(gè)主軸箱部件重心的位移進(jìn)行補(bǔ)償。使主軸箱系統(tǒng)幾何精度和運(yùn)動(dòng)精度滿足精度控制要求。

1.2滑枕內(nèi)應(yīng)力變形補(bǔ)償

當(dāng)滑枕由主軸箱伸出時(shí)，使主軸箱重心外移，滑枕懸伸部位的自重導(dǎo)致懸伸部位的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化，在滑枕上部拉應(yīng)力隨滑枕伸出而增大，滑枕上縱向連接有兩個(gè)拉桿，拉桿另一端經(jīng)由電液比例閥控制的油缸連接在滑枕后端面上。這樣隨著滑枕的移動(dòng)，通過光柵尺將滑枕伸出的長度變化值采用全閉環(huán)方式反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過讀寫與這些外界信號(hào)相對(duì)應(yīng)的定義好的變量，控制伺服式全數(shù)字式電液比例閥控制油缸壓力隨滑枕移動(dòng)而變化，來平衡滑枕內(nèi)應(yīng)力變化，從而消除滑枕變形。

1.3滑枕精度補(bǔ)償

滑枕內(nèi)有兩個(gè)油腔，一個(gè)靜壓油腔，一個(gè)補(bǔ)償油腔，由數(shù)控系統(tǒng)通過讀寫這些數(shù)控系統(tǒng)定義好的變量改變油腔壓力大小，實(shí)現(xiàn)精度補(bǔ)償。滑枕伸出時(shí)，通過光柵尺將滑枕伸出的長度變化值采用全閉環(huán)方式反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過讀寫與這些外界信號(hào)相對(duì)應(yīng)的定義好的變量，控制伺服式全數(shù)字式電液比例閥控制補(bǔ)償油腔中的壓力升高，補(bǔ)償力漸漸增大；相反，當(dāng)滑枕縮回時(shí)，補(bǔ)償力逐漸減小，實(shí)現(xiàn)滑枕伸出和縮回的全程都通過數(shù)控系統(tǒng)對(duì)補(bǔ)償力的大小實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償。

1.4附件重力補(bǔ)償

滑枕前端安裝附件，由于附件重力原因，使滑枕前端受力變化，又因不同附件重量不同，這樣使滑枕前端受力產(chǎn)生不同變化。當(dāng)安裝不同附件時(shí)，經(jīng)限位開關(guān)等附件識(shí)別裝置將附件識(shí)別信號(hào)反饋給數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別，由數(shù)控系統(tǒng)控制數(shù)字式伺服電液比例閥控制油腔壓力與附件相對(duì)應(yīng)，而且隨滑枕伸出位置不同而變化。從而平衡附件重力及附加扭矩。

2結(jié)語

在數(shù)控落地銑鏜床精度補(bǔ)償中，利用西門子840DSL數(shù)控系統(tǒng)在NC和PLC接口信號(hào)中預(yù)留一些特定的區(qū)域所存放的變量，可以簡化控制程序，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的精度補(bǔ)償控制過程，齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)的數(shù)控落地鏜銑床就是采用了這種變量控制實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字式伺服電液比例閥的控制，從而控制補(bǔ)償油腔壓力，達(dá)到控制補(bǔ)償力大小來實(shí)現(xiàn)精度補(bǔ)償，達(dá)到精度要求。齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)的數(shù)控落地銑鏜床成功運(yùn)用了該類補(bǔ)償方案，滿足了精度要求，獲得了用戶一致好評(píng)，使我廠的數(shù)控落地銑鏜床成為極具市場競爭力的產(chǎn)品。