本論文課題以蘇州江源精密機(jī)械有限公司與意大利共同合作研發(fā)的TH6213臥式 鏜銑加工中心主軸及主軸箱部件為研宄對(duì)象,。該款機(jī)床研發(fā)項(xiàng)目被列為2011年度江 蘇省工業(yè)支撐項(xiàng)目以及2014年度江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。
在本文上述環(huán)節(jié)中,,通過分析主軸熱源,、初始條件以及邊界條件等因素,計(jì)算得 出了主軸,、ZF減速箱,、主軸箱等部件的穩(wěn)態(tài)溫度場、瞬態(tài)溫度場以及相應(yīng)的熱-結(jié)構(gòu) 耦合分析結(jié)果,,本節(jié)主要通過跑車試驗(yàn),,對(duì)特定溫度測點(diǎn)的溫度變化情況進(jìn)行測量, 并與有限元溫度場分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,,分析誤差產(chǎn)生的原因,。
鏜銑加工中心是一種鏜銑床復(fù)合式的精工機(jī)床,由于鏜銑床共用一 個(gè)工作臺(tái),,所以鏜銑床不能同時(shí)工作,,必須被分在兩個(gè)軸組中,所以對(duì)其控制的 精工系統(tǒng)要有多通道多軸控制的能力,?;诳刂乒δ芎头€(wěn)定性要求,本加工中心 選用了 UMAC多軸運(yùn)動(dòng)控制器為下位機(jī),,以工控機(jī)(IPC)為上位機(jī),,即采用“NC 嵌入PC”型開放式精工系統(tǒng)控制鏜銑加工中心。該精工系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)采用主從 結(jié)構(gòu),,IPC的CPU為主CPU,主要負(fù)責(zé)精工系統(tǒng)的管理和人機(jī)交互等功能的實(shí)現(xiàn),。 UMAC的DSP為從CPU,負(fù)責(zé)底層的速度和軌跡控制等。其中工控機(jī)與UMAC 通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊,,加工中心精工系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2.4所示,。
本章主要介紹了鏜銑加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu),、伺服電機(jī)的計(jì)算、UMAC運(yùn)動(dòng)控 制器的特點(diǎn),、主要功能以及相關(guān)板卡的功能,,根據(jù)需要選擇了 UMAC的板卡及伺 服系統(tǒng)的控制方式。根據(jù)加工中心的特點(diǎn),,結(jié)合UMAC和NUM伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)出 了機(jī)床電氣原理圖,。
完整的精工系統(tǒng)有軟件部分和硬件部分,軟件在硬件的支持下運(yùn)行,,離開軟 件,,硬件便無法工作,兩者缺一不可,,而軟件是精工系統(tǒng)工作的控制核心,。基于 UMAC的鏜銑加工中心的精工系統(tǒng)是在工控機(jī)的基礎(chǔ)上對(duì)UMAC運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行 二次開發(fā),,將工控機(jī)與UMAC結(jié)合在一起,,充分發(fā)揮各自的職能和優(yōu)勢。利用上 位機(jī)開發(fā)的精工系統(tǒng)是整個(gè)加工中心的指揮中心,,其設(shè)計(jì)的好壞直接影響加工中 心的精度和穩(wěn)定性,。
伺服系統(tǒng)是精工系統(tǒng)中重要的組成部分,是連接精工系統(tǒng)與機(jī)床本體的紐帶,。 加工中心中,,伺服系統(tǒng)接收NC發(fā)出的指令,經(jīng)過伺服系統(tǒng)的變換和放大,,發(fā)送給 伺服電機(jī),,伺服電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成機(jī)床的控制運(yùn)動(dòng)。通過精工系統(tǒng)的控制過 程,,可以看出伺服系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能的好壞,,影響了精工機(jī)床的加工精度,、可 靠性和穩(wěn)定性。PID調(diào)節(jié)是系統(tǒng)穩(wěn)定性調(diào)節(jié)的典型方法,,本章通過分析UMAC的 PID調(diào)節(jié)原理,,對(duì)伺服系統(tǒng)的PID反饋、速度及加速度前饋進(jìn)行了調(diào)節(jié),,使系統(tǒng) 獲得了良好的穩(wěn)定性,、快速性和精確性
準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)PID各參數(shù)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在高速運(yùn)行的條件下,能夠快速的做出響 應(yīng)且不超調(diào),;機(jī)床在速度低的情況下,,不產(chǎn)生“爬行“現(xiàn)象,。
運(yùn)用到鉆攻中心加工的壓鑄產(chǎn)品的主要特征為:小件、數(shù)量龐大,、鋁制品,、多孔、多攻牙 因?yàn)閴鸿T產(chǎn)品是一個(gè)很廣泛的詞語,,在今天精益求精的時(shí)代很多行業(yè)使用的壓鑄產(chǎn)品都是需要精加工的,,最為常見的就是我們?nèi)沼玫氖謾C(jī)殼(我們會(huì)把手機(jī)行業(yè)鉆攻中心的應(yīng)用單獨(dú)的介紹)、耦合器,、LED燈罩,、電動(dòng)工具等等鋁制品配件。鉆攻中心貌似就是為壓鑄產(chǎn)品的精加工而誕生的,,再整個(gè)鉆攻中心行業(yè)的銷售中,,壓鑄產(chǎn)品行業(yè)所購買的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其它的行業(yè),當(dāng)然這個(gè)沒有做過統(tǒng)計(jì),,但是本人以自已的銷售經(jīng)驗(yàn)做一個(gè)評(píng)估,,壓鑄產(chǎn)品行業(yè)所購買的鉆攻中心應(yīng)占到所有鉆攻中心銷量的80%-90%,也因?yàn)檫@樣鉆攻中心在短短幾年的時(shí)間里銷售的數(shù)量便遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了其所有相似的機(jī)床,。
自動(dòng)換頭頭庫結(jié)構(gòu)獨(dú)立于機(jī)床安裝,,互換性好,定位精度高,,加工中心一次裝夾工件后,,通過自動(dòng)換頭可以實(shí)現(xiàn)五面體加工,提高加工效率,,經(jīng)用戶長期使用后,,反饋良好。
本節(jié)通過對(duì)SEB170角接觸球軸承的有限元模型的改進(jìn),、溫度場的分析,,得出了 其溫度場分布的結(jié)果,為接下來對(duì)機(jī)床主軸溫度場的分析提供了依據(jù),。