數(shù)控系統(tǒng)一般在電磁環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。在數(shù)控機(jī)床的電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中,，數(shù)控系統(tǒng)對(duì)千擾的抑制如果處理不好，經(jīng)常會(huì)發(fā)生數(shù)控系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)反饋的異常報(bào)苦,，在機(jī)床電氣完成裝配后,，處理這類問(wèn)題就非常困難。為了避免此類故康的發(fā)生.在機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該全方位考慮。 電磁干擾有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò),。輻射干擾是指干擾像通過(guò)空間把其信號(hào)報(bào)合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)什中,，高頻信號(hào)線、集成電路的引腳,、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源,，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或該系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。 因?yàn)楸砻姘惭b和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用,，CNC的體積已經(jīng)得到穩(wěn)步減小,。設(shè)計(jì)上也可以防止外部的噪聲對(duì)CNC的損壞。然而,，很難定量測(cè)量嗓聲的水平,，并且嗓聲有很多不確定的影響因家。防止內(nèi)部嗓聲的產(chǎn)生和防止外部嗓聲傳人CNC都非常重要,。如果能注憊到這些,，就會(huì)提高CNC加工中心的穩(wěn)定性。CNC的功能部件經(jīng)常和電柜中的能產(chǎn)生嗓聲的電磁元件裝在一起,?？赡軅魅薈NC的嗓聲派有電容輻合、電磁感應(yīng)和對(duì)地的循環(huán),。以下這些措施實(shí)施簡(jiǎn)單.效果明顯,，能夠很好地提高抗干擾能力。1 采用信號(hào)錢的分離措施 將數(shù)控機(jī)床中使用的電統(tǒng)分成A, B,C三組:A組信號(hào)線有初級(jí)交流電舔線,、次級(jí)交流電派線,、文流/直流電浮線(包括伺服和主軸電機(jī)的電旅線)、交流洲直流線圈,、交流/直流繼電器,。B組信號(hào)線有直流線圈(24 V DC)，直流繼電器(24DC), CNC和強(qiáng)電柜之間的DI/D0,、電纜,，CNC和機(jī)床之間的DI/D0、電纜連接控制單元及其他外圍設(shè)備的24 VDC輸人電派電纜,。c組信號(hào)線有:I/O LINK電統(tǒng),、用于位f和速度反飯的電纜、CNC與主軸放大器之間的電纜,、位I編碼器的電纜,、手搖脈沖發(fā)生器的電纜、CNC與CRT/MDI之間的電纜、RS232C與RS-422用的電組,、電他用的電纜,、其他屏蔽用的電統(tǒng)。 抗干擾處理辦法:(1)將A組電纜與B組和C組電統(tǒng)分開(kāi)捆綁(分組捆綁時(shí)兩組電纜間距離至少10cm),?；蛘邔組電纜進(jìn)行屏蔽(使用接地板在兩組間進(jìn)行屏蔽)，在線圈或者繼電器上安裝滅弧裝Z或者二極管. (2)將直流線圈和繼電器與二極管連接起來(lái),。將B組電纜與A組電纜分開(kāi)捆綁,，或者將B組電纜進(jìn)行屏蔽。B組電統(tǒng)與C組電統(tǒng)盡量遠(yuǎn)離,。建議將B組電纜屏蔽處理,。(3)將C組與人組電纜分開(kāi)捆綁，或者將C組電纜進(jìn)行屏蔽,。C組電纜與B組電纜盡t遠(yuǎn)離,。CNC與CRT/MDI之間的電統(tǒng)長(zhǎng)度小于30 cm時(shí)不用屏蔽。
目前齒輪測(cè)量中心的數(shù)控系統(tǒng)主要采用電子展成法控制,，根據(jù)漸開(kāi)線法線極坐標(biāo)的線性關(guān)系,，向兩套伺服裝置發(fā)送指令脈沖合成被測(cè)齒輪的廓線，主要缺點(diǎn)在于:必需實(shí)現(xiàn)極為精確的兩軸聯(lián)動(dòng)方可使測(cè)頭按被測(cè)齒輪的理論軌跡(如漸開(kāi)線)運(yùn)動(dòng),，測(cè)量精度受限于運(yùn)動(dòng)控制精度,，成本高售價(jià)昂貴。測(cè)頭跟蹤控制法可以節(jié)約成本,，其缺點(diǎn)在于當(dāng)測(cè)頭脫離齒面時(shí),，無(wú)法再進(jìn)行跟蹤控制，在逐齒或間齒測(cè)量時(shí),，測(cè)頭無(wú)法按標(biāo)準(zhǔn)軌跡進(jìn)人下一測(cè)量齒的齒面,，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)測(cè)量更加困難. 為了解決上述問(wèn)題，作者研究了電子齒輪功能和齒輪齒廓偏差的測(cè)量原理,，開(kāi)發(fā)了基于電子齒輪功能的跟蹤控制方法,，同時(shí)解決了以上兩種控制方法的問(wèn)題，既可以保證按標(biāo)準(zhǔn)軌跡進(jìn)行測(cè)頭控制,，又使得實(shí)現(xiàn)控制相對(duì)容易,。1基于電子齒輪功能的跟蹤控制方法 測(cè)量機(jī)構(gòu)由精密轉(zhuǎn)臺(tái)和直線導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)裝置,、光柵和微位移傳感器組成,，如圖1所示。被測(cè)齒輪安裝在帶有圓光柵的精密轉(zhuǎn)臺(tái)(主軸)上,，由交流伺服電機(jī)帶動(dòng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),，跟蹤測(cè)量時(shí),，圓光柵隨轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)并輸出TTL脈沖信號(hào)，將此脈沖信號(hào)輸人到帶有電子齒輪功能的控制卡,，使能控制卡的電子齒輪功能,，使安裝在直線軸導(dǎo)軌上的測(cè)頭沿著被測(cè)齒輪的切向方向做直線運(yùn)動(dòng)。 電子齒輪模式能夠?qū)?軸或多軸聯(lián)系起來(lái),，實(shí)現(xiàn)精確的同步運(yùn)動(dòng),，從而替代傳統(tǒng)的機(jī)械齒輪連接.
數(shù)控龍門銑床切削液的選型應(yīng)當(dāng)首先確定使用油基切削液還是水基切削液，選用時(shí)需綜合考慮加工工序和工件材料,、機(jī)床狀況,、環(huán)保衛(wèi)生等要求。油基切削液的潤(rùn)滑性較好,，適用于中、低切削速度的精密成形加工工序,，容易獲得較好的表面加工質(zhì)量和較長(zhǎng)的刀具壽命,。水基切削液的冷卻性較好，適合高強(qiáng)度切削加工(高速,、大進(jìn)給切削),，能有效降低高速切削時(shí)高溫造成的刀具磨損以及工件熱損傷和熱變形。工件材料的性能對(duì)切削液的選擇也很重要,，同一種加工工序,，由于工件材料的加工難易程度不同，切削液的選擇也不同,，實(shí)際應(yīng)用中要綜合考慮加工工序和工件材料的特點(diǎn).具體選用時(shí)可參考表l,。如機(jī)床或環(huán)衛(wèi)對(duì)切削液有特殊要求時(shí)，此時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇切削液的種類,。
以00級(jí)大理石為基準(zhǔn)面,，將工作臺(tái)按照?qǐng)D紙要求固定在大理石上，用打表的方法在00級(jí)大理石方箱進(jìn)行找正,，如圖2所示,。 依據(jù)表頭指針的的讀數(shù)，導(dǎo)軌在豎直面內(nèi)直線度較好,，偏差僅有5μm,，但在水平面內(nèi)有來(lái)回?cái)[動(dòng)的趨勢(shì)。相比較而言,，誤差在水平面比較敏感,。試驗(yàn)中導(dǎo)軌從一極限位置開(kāi)始，運(yùn)動(dòng)140 mm,，導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如表1和圖3所示,。 該測(cè)量?jī)x是依據(jù)鏡頭捕捉被測(cè)工作的位置,，由光柵尺讀取所測(cè)工件的長(zhǎng)度。導(dǎo)軌在移動(dòng)過(guò)程中呈現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng),，進(jìn)而使固定在移動(dòng)滑臺(tái)上的鏡頭往復(fù)擺動(dòng),，會(huì)造成所測(cè)結(jié)果偏大或偏小。試驗(yàn)中選取長(zhǎng)度為80 mm的標(biāo)準(zhǔn)量塊,，在不同位置測(cè)量誤差相差一百多微米,。
數(shù)控銑床在定子磨削過(guò)程中，砂輪會(huì)產(chǎn)生磨損,，需要定期進(jìn)行修磨,。在數(shù)控銑床工作臺(tái)上，三爪卡盤右側(cè)支架上固定一個(gè)金剛石修磨筆,，金剛石筆尖高度大于砂輪長(zhǎng)度20 mm,，設(shè)定金剛石筆尖為修磨程序原點(diǎn)G55,每磨削一個(gè)定子修磨一次砂輪，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每次修磨砂輪半徑0. 2 mm,。如圖3所示為定子磨削示意圖,。 砂輪修磨程序如下: 子程序O1001; G55 G90 G80 C00 G17 G40; Z50. S3000 M03; #501=#501+1; #501為修磨砂輪次數(shù)，修磨程序運(yùn)行一次自動(dòng)加1,，更換砂輪置0 #101=10-#501 * 0. 2; #101為修磨后砂輪半徑,，砂輪初始半徑值修磨為10 G00 X-#101 Y0 Z50. M09;修磨砂輪時(shí)砂輪中心位置 Z5.; G01 Z-20. F150; G00 X-25; Z50. M99; 如果您對(duì)我們的數(shù)控銑床有興趣，可以到 http://sweetieny.cn/Pro/5.html查看
面輪廓度是實(shí)際待測(cè)要紊相對(duì)于理想要素的輪廓變動(dòng)量的大小,，對(duì)曲面輪腳度的要求一般分為兩類:一種有基準(zhǔn)要求,，另一類則是沒(méi)有注明基準(zhǔn)要求的。這里討論的是沒(méi)有基準(zhǔn)要求的自由曲面輪廓度的評(píng)定,。無(wú)基準(zhǔn)要求的輪廓度評(píng)定因?yàn)闆](méi)有統(tǒng)一的位!荃準(zhǔn),，自由曲面面輪廓度是通過(guò)在******匹配的情形下計(jì)算測(cè)童數(shù)據(jù)與CAD模型的最小距離的極值。其主要問(wèn)題有兩個(gè):(1)測(cè)童點(diǎn)到CAD模型上的最近鄰點(diǎn)的計(jì)算;(2)在已知測(cè)it點(diǎn)的在CAD模型上對(duì)應(yīng)點(diǎn)后,，其相應(yīng)的剛體變換矩陣的旋轉(zhuǎn)參數(shù)與平移參數(shù)的求解,，問(wèn)題可以描述成:設(shè)Pi(i=1,2，....,n)為曲面?zhèn)攘繑?shù)據(jù)點(diǎn),，Q=r(u,v)是CAD模型,，側(cè)量點(diǎn)到曲面CAD模型的最近距離可以表示為: 其中： 按照最小二乘法構(gòu)造目標(biāo)函數(shù).側(cè)點(diǎn)集Pi到理論曲面Q間的最小距離目標(biāo)函數(shù)F為: 式中:dis為Pi和Q的距離函數(shù);R和T分別是表示側(cè)I點(diǎn)集相對(duì)于曲面模型的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，a,、Pl,，分別表示測(cè)量點(diǎn)集繞坐標(biāo)軸x, y,:的旋轉(zhuǎn)角度;Tx、Ty,,Tz分別表示側(cè)量點(diǎn)集沿坐標(biāo)軸x,、y,、z方向的平移分量。 使F取得最小值的剛體變換矩陣M記為******剛體變換矩陣M,,，其中滿足式(1)的qj是Pi,在CAD模型上的對(duì)應(yīng)的最近點(diǎn),。完成了******匹配參數(shù)的求解,，可以進(jìn)一步求得在******匹配情形下的各測(cè)it單點(diǎn)的誤差D,，可以表示為Di=dis(MoPi,qi),。根據(jù)變換后的側(cè)盆點(diǎn)MoPi,與其CAD模型上的最近點(diǎn)9j構(gòu)成的矢t和4‘的法矢A的夾角,，確定在CAD法向上正負(fù)方向上的兩個(gè)偏差最值點(diǎn)，分別記為Dmax Dmin則曲面輪廓度f(wàn)可以表示: 在以上過(guò)程中,，計(jì)算最近點(diǎn)9‘和******匹配的變換矩陣的6個(gè)參數(shù)都要求解復(fù)雜的非線性方程組且是一個(gè)反復(fù)迭代的過(guò)程,，一般都采用數(shù)值迭代方法求解，故用不確定度傳遞模型來(lái)表示f和Pi之間的關(guān)系是很復(fù)雜和困難的,。
臥式加工中心是一種高效,、高性能的數(shù)控機(jī)床，在一次裝夾中可連續(xù)完成零件的銑,、鉆,、世、鉸及攻絲等多種工序加工,。近年來(lái),，隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高速,、高效,、高精和高可靠性的臥式加工中心的據(jù)求t越來(lái)越大,，而機(jī)床能否發(fā)揮其高速,、高效、高精等性能,，關(guān)鍵取決于其可靠性,。當(dāng)前，包括臥式加工中心在內(nèi)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與進(jìn)口數(shù)控機(jī)床最直接的差距就體現(xiàn)在機(jī)床的可靠性上,，可靠性已成為形響國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床口碑和市場(chǎng)的關(guān)鍵因家,，提高國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的可靠性已成為當(dāng)務(wù)之急。作者通過(guò)對(duì)14臺(tái)某公司目前生產(chǎn)的臥式加工中心在用戶現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行深人分析,，查清機(jī)床整機(jī)各故障部位,、故障模式及故障原因的比率，從整體上掌握該系列臥式加工中心的故障發(fā)生情況,，找出對(duì)機(jī)床整機(jī)可靠性影響較大的故障模式和故障原因,，并據(jù)此提出提高國(guó)產(chǎn)臥式加工中心可靠性的措施。1 臥式加工中心故陣分析 根據(jù)分析的臥式加工中心的結(jié)構(gòu),，將其分為13個(gè)子系統(tǒng),，分別為刀庫(kù)系統(tǒng)、主軸系統(tǒng),、電氣系統(tǒng),、進(jìn)給系統(tǒng),、排屑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng),、CNC系統(tǒng),、防護(hù)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng),、潤(rùn)滑系統(tǒng),、氣動(dòng)系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái),、伺服系統(tǒng),。1.1機(jī)床整機(jī)故陣部位分析 通過(guò)對(duì)14臺(tái)該公司目前生產(chǎn)的臥式加工中心在用戶現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得到機(jī)床整機(jī)故障部位概率表和概率圖,，見(jiàn)表I和圖1, 由表1和圖1可知,，該系列臥式加工中心共69條故障數(shù)據(jù)。其中刀庫(kù)系統(tǒng)故障最多,，約占14.49%,，是影響該系列臥式加工中心可靠性的關(guān)鍵子系統(tǒng).主要表現(xiàn)為機(jī)械手無(wú)動(dòng)作、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)不到位,、機(jī)械手抓錯(cuò)刀等;其次是主軸系統(tǒng),，約占整機(jī)故降的13.04%，亦是影響該系列臥式加工中心可靠性的關(guān)鍵子系統(tǒng),，主要表現(xiàn)為主軸箱有噪聲,、零部件損壞、主軸不能換擋等;進(jìn)給系統(tǒng)故障數(shù)居第三位,，約占11.59%,，主要表現(xiàn)為元器件損壞、定位精度偏失,、進(jìn)給軸不能回零等;而排周系統(tǒng),、潤(rùn)清系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)的故障則相對(duì)較少。
液壓設(shè)備的操作保養(yǎng),，除應(yīng)滿足對(duì)一般機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)要求外,，還有它的特殊要求，主要有以下幾點(diǎn): (1)操作者必須熟悉該設(shè)備所用的主要液壓元件的作用,，熟悉液壓系統(tǒng)原理,，掌握系統(tǒng)動(dòng)作順序。 (2)操作者要經(jīng)常監(jiān)視液壓系統(tǒng)工作狀況,，觀察工作壓力和速度,，檢查工件尺寸及刀具磨損情況，以保證液壓系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠,。 (3)在開(kāi)動(dòng)設(shè)備前,，應(yīng)槍查所有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及電磁閥是否處于原始狀態(tài),，檢查油箱油位。若發(fā)現(xiàn)異?；蛴虸不足,，不準(zhǔn)起動(dòng)液壓泵電機(jī)，并找維修人員進(jìn)行處理,。 (4)冬季當(dāng)油箱內(nèi)油溫未達(dá)到25℃時(shí),，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)不準(zhǔn)開(kāi)始按順序工作，而只能起動(dòng)液壓泵電機(jī)使液壓泵空運(yùn)轉(zhuǎn),。X季工作過(guò)程中,，當(dāng)油箱內(nèi)油沮高于60℃時(shí)，要注憊液壓系統(tǒng)工作狀況,，并通知維修人員進(jìn)行處理,。 (5)停機(jī)4h以上的液壓設(shè)備，在開(kāi)始工作前,，應(yīng)先起動(dòng)液壓泵電機(jī)5 - 10 min(泵進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)).然后才能帶壓力工作,。 (6)操作者不準(zhǔn)損壞電氣系統(tǒng)的互鎖裝t，不準(zhǔn)用手推動(dòng)電控閥.不準(zhǔn)損壞或任憊移動(dòng)各操縱擋塊的位置 (7)未經(jīng)主管部門同愈,，操作者不準(zhǔn)對(duì)各液壓元件私自調(diào)節(jié)或拆換,。 (8)當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，操作者不準(zhǔn)私自亂動(dòng).應(yīng)立即報(bào)告維修部門,。維修部門有關(guān)人員應(yīng)盡快到現(xiàn)場(chǎng),，對(duì)故障原因進(jìn)行分析并排除。 (9)液壓設(shè)備應(yīng)經(jīng)常保持清沽,，防止灰塵,、切削用切削液,、切周,、棉紗等雜物進(jìn)人油箱。 (10)操作者要按設(shè)備點(diǎn)檢卡上規(guī)定的部位和項(xiàng)目進(jìn)行認(rèn)真點(diǎn)檢,。
超高速磨削溫度實(shí)驗(yàn)在某大學(xué)國(guó)家高效磨削工程技術(shù)研究中心自行研制的超高速平面磨削試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行,，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主軸功率達(dá)40 kW，最高轉(zhuǎn)速為24000r/min.工作臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率5 kW,采用SBS4500砂輪動(dòng)平衡系統(tǒng)對(duì)砂輪進(jìn)行了實(shí)時(shí)動(dòng)平衡,，冷卻系統(tǒng)壓力為0一25 MPa,。采用水基冷卻液，供液壓力為8MPa,。為了分析不同類型材料在超高速磨削條件下的磨削機(jī)理,，比較不同材料的可磨削性能，實(shí)驗(yàn)中選擇了工程中應(yīng)用較多的45碳素鋼,、40Cr合金鋼兩種材料,，采用人工熱電偶測(cè)試磨削溫度,。1.1實(shí)臉材料及性能數(shù)據(jù) 45鋼是中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后可獲得良好的綜合機(jī)械性能,，用來(lái)制造承受負(fù)荷較大的機(jī)器零件,，如齒輪、連桿,、軸等,。 40Cr鋼是機(jī)械制造業(yè)使用最廣泛的鋼種之一屬于低合金中碳結(jié)構(gòu)鋼，由于主要在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用,，也稱為調(diào)質(zhì)鋼,。其調(diào)質(zhì)后具有高的強(qiáng)度、良好的塑性和韌性,、好的低沮沖擊韌性,、低的缺口敏感性和高的疲勞強(qiáng)度，常用于加工機(jī)械設(shè)備中重要的軸類,、連桿螺栓,、進(jìn)氣閥和齒輪部件等. 45鋼與40Cr的物理特性見(jiàn)表1.
電液振動(dòng)臺(tái)伺服系統(tǒng)屬于位里控制系統(tǒng)，即通過(guò)控制油缸活塞的位移實(shí)現(xiàn)要求的振動(dòng)波形,。此類系統(tǒng)包含兩類非線性因家:(1)伺服閥的流量非線性特性;(2)各種典型的非線性川,。在高頻、大加速度振動(dòng)試驗(yàn)時(shí),，負(fù)載壓力大范圍變換,，使得伺服閥流t非線性嚴(yán)盆，常用的荃于工作點(diǎn)處線性化的設(shè)計(jì)方法難以奏效,。此外振動(dòng)試驗(yàn)更加關(guān)注加速度波形失真度.常規(guī)線性系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)方法由于無(wú)法消除流量非線性的響,，難以大幅減小加速度的波形失真。 仿射非線性變換是解決液壓伺服系統(tǒng)流盆非線性特性的一個(gè)重要方法,，通過(guò)構(gòu)造適當(dāng)?shù)姆答伩刂苩可將系統(tǒng)精確線性化,。但由于液壓系統(tǒng)參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確獲得，通常難以直接將被控對(duì)象精確線性化,。我們將仿射非線性變換與模型跟隨自適應(yīng)控制(AMFC)相結(jié)合,，提出使用非線性AMFC控制方法對(duì)電液振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制，試圖減小加速度波形失真度.提高控制精度,。 首先分析液壓伺服系統(tǒng)非線性流量特性對(duì)正弦響應(yīng)的影響,，然后介紹非線性AMFC方法，并通過(guò)仿真對(duì)控制效果進(jìn)行了驗(yàn)證,。