本論文課題以蘇州江源精密機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象,。該款機床研發(fā)項目被列為2011年度江 蘇省工業(yè)支撐項目以及2014年度江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化項目,。
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,，對特定溫度測點的溫度變化情況進行測量,， 并與有限元溫度場分析結(jié)果進行對比，分析誤差產(chǎn)生的原因,。
鏜銑加工中心是一種鏜銑床復(fù)合式的精工機床,，由于鏜銑床共用一 個工作臺，所以鏜銑床不能同時工作,，必須被分在兩個軸組中,，所以對其控制的 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多軸運動控制器為下位機,，以工控機（IPC)為上位機,，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,主要負責(zé)精工系統(tǒng)的管理和人機交互等功能的實現(xiàn),。 UMAC的DSP為從CPU,負責(zé)底層的速度和軌跡控制等。其中工控機與UMAC 通過以太網(wǎng)進行通訊,，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械結(jié)構(gòu)、伺服電機的計算,、UMAC運動控 制器的特點,、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,，結(jié)合UMAC和NUM伺服系統(tǒng)設(shè)計出 了機床電氣原理圖。
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)是在工控機的基礎(chǔ)上對UMAC運動控制器進行 二次開發(fā),，將工控機與UMAC結(jié)合在一起,，充分發(fā)揮各自的職能和優(yōu)勢。利用上 位機開發(fā)的精工系統(tǒng)是整個加工中心的指揮中心,，其設(shè)計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,，伺服電機帶動傳動機構(gòu)完成機床的控制運動。通過精工系統(tǒng)的控制過 程,，可以看出伺服系統(tǒng)的動,、靜態(tài)性能的好壞，影響了精工機床的加工精度,、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,，對伺服系統(tǒng)的PID反饋,、速度及加速度前饋進行了調(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)可實現(xiàn)系統(tǒng)在高速運行的條件下,，能夠快速的做出響 應(yīng)且不超調(diào)；機床在速度低的情況下,，不產(chǎn)生“爬行“現(xiàn)象,。
運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 因為壓鑄產(chǎn)品是一個很廣泛的詞語,，在今天精益求精的時代很多行業(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殼（我們會把手機行業(yè)鉆攻中心的應(yīng)用單獨的介紹）、耦合器,、LED燈罩,、電動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)量遠遠超過了其它的行業(yè)，當(dāng)然這個沒有做過統(tǒng)計，但是本人以自已的銷售經(jīng)驗做一個評估,，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%,，也因為這樣鉆攻中心在短短幾年的時間里銷售的數(shù)量便遠遠的超過了其所有相似的機床。
自動換頭頭庫結(jié)構(gòu)獨立于機床安裝,，互換性好,，定位精度高，加工中心一次裝夾工件后,，通過自動換頭可以實現(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SEB170角接觸球軸承的有限元模型的改進、溫度場的分析,，得出了 其溫度場分布的結(jié)果,，為接下來對機床主軸溫度場的分析提供了依據(jù)。