數控龍門鏜銑床熱穩定性及控制方式

　　熱穩定性的最終目的，就是控制刀具加工點相對工件的位置關係及工件或刀具移動的準確一致特性，面對數控龍門鏜銑床，瞭解熱穩定性及控制方式是很重要的。以下是小編為你整理推薦數控龍門鏜銑床熱穩定性及控制方式，希望你喜歡。

　　數控龍門鏜銑床熱穩定性

　　機床發熱的熱源有3個方面：環境***氣溫***、機床運動部件運動發熱***包括主傳動發熱，進給軸發熱，各類電機發熱***、切削髮熱。由於切削髮熱解決起來相對簡單，在此不作討論。

　　環境***氣溫***的影響

　　大型龍門鏜銑床一般採用的結構，是工作臺在床身上水平運動***x向***，床身兩側有兩個立柱，立柱上有一橫樑,滑座在橫樑上作另一個水平方向的運動***Y向***，滑枕在滑座上作垂直方向的運動***z向***。

　　由於機床高度大，X向運動與Y、Z向位置高度差，一般都在2 m以上，產生了一個高度溫差，在廠房裡生產過程中，會有2—4℃的溫差，按鑄鐵線漲係數0.011 mm/***℃·m***，y軸行程約2.5m的情況，造成工作臺X向定位精度與y、Z向定位精度有0.055～O.11mm的差別，從而影響加工精度。

　　機床安置的廠房佈置，也有很大影響，特別是在我國南方的廠房，多考慮到通風采光，將窗戶開的很大，陽光直接照射到機床，使機床區域性溫度變化，影響加工精度。

　　機床部件發熱的影響

　　一般分為主傳動發熱和座標軸運動發熱。

　　***1***主傳動發熱。大型數控龍門鏜銑床的主傳動，一般都安裝在滑枕上，主軸在滑枕下端。滑枕是一個長徑比較大的杆類，熱變形特性較複雜，與滑枕截面形狀、導軌佈置方式關係很大。此類機床主傳動動力傳人方式，一般又分正面傳入和端面傳人，各有優缺點。正面傳人，是主電機及變速箱安裝在滑枕正面，傳人滑枕後即到主軸，由於其傳動鏈短，傳動剛性較好，其滑枕導軌採用半包容結構，滑枕尺寸可以較大，增強了滑枕的結構剛性，同時其不好的一面，就是主傳動產生的熱量在滑枕正面聚集，造成滑枕正反面熱量不勻，使滑枕變形;端面傳人，是主電機及變速箱安裝在滑枕上端面，傳入滑枕後通過長傳功軸傳到主軸，由於其傳動鏈長，傳動剛性較差，其滑枕導軌採用全包容結構，滑枕尺寸相對較小，滑枕的結構剛性稍弱，但其主傳動產生的熱量在滑枕端面，不會使滑枕正反面產生溫差，滑枕變形量小。

　　***2***座標軸運動發熱。主要是進給傳動發熱，如滾珠絲槓傳動發熱或齒輪齒條傳動發熱和進給電機發熱傳導到傳動部件，其主要影響機床定位精度和重複定位精度。

　　數控龍門鏜銑床控制方式組合

　　對氣溫及高度差造成溫差的控制

　　對於氣溫變化及高度差造成的溫差，使工作臺

　　移動***X向***與滑座橫向***Y向***及滑枕垂向***Z向***的單位運動長度不同的問題，首先從機床的安置就要考慮，機床佈置應相對獨立，機床間隔不宜太小，且不能靠近陽光直射區域，廠房高度要高一些，同時設定通風設施，加快空氣流動，使溫度均衡。

　　如果大型數控龍門鏜銑床用於加工有一致性要求且精度較高時，則需將機床安裝在恆溫廠房裡，花費較大，也增加了此類機床的使用成本。

　　另外還可以通過NC系統進行動態補償的方法：即在機床整機裝配除錯完畢後，分別在床身和橫樑特定位置安裝多個溫度感測器，利用位移檢測裝置***如鐳射干涉儀***對在不同溫度下各軸的位移精度進行檢測，得出各溫度取樣點在不同溫差時的運動補償量，向NC系統下輸入補償量，則在加工中系統得到取樣點溫度後進行比較，得到溫差值再把該溫差的各軸補償量補入，即可有較明顯的效果。但此方法對溫度取樣點的選取要求較高，補償資料量大，分析資料難度大，對數控系統要求高，成本高和生產週期長，只能在某些特殊要求的機床上採用。

　　對主傳動及主軸部件發熱的控制

　　對於主傳動及主軸部件的發熱，一般採用的控制方法有兩種：

　　一是要求使用者在加工前進行主傳動系統預熱，即以加工所需主軸轉速開動主軸約30 min，以便使機床主傳動系統達到相對熱平衡，這時機床滑枕及主軸相應的熱伸長和變形己經穩定，對機床相關幾何精度的影響量，己經不會有多大變化，此時再進行加工作業，能較好地保證加工精度的穩定。此方法也是目前採用最多的一種方式。

　　二是採用恆溫油對主傳動及主軸系統進行冷卻，減少熱量，這種方式須增加油冷機，會增加些成本，但效果不錯。

　　對座標軸運動發熱的控制

　　在數控機床上，這類發熱主要是伺服電機發熱和滾珠絲槓傳動發熱。這兩個問題在中小型數控機床上較為突出。

　　對於伺服電機發熱，一般採用隔熱墊來隔離電機熱量，或在電機與機床聯接部位加冷卻的方式來加以控制。

　　對於滾珠絲槓傳動發熱，一般採用中空絲槓，通人迴圈冷卻油，降低絲槓溫度，使絲槓溫度與基本零件***如床身***等溫，以保證絲槓與床身的熱伸長量保持一致，使絲槓本身的預緊力、絲槓的預拉力、軸承的預緊力不受發熱影響，保證在溫度變化的情況下，進給軸驅動剛性得以保持，從而提高機床的加工精度。

　　而在大型數控龍門鏜銑床上採用的方法，一是將進給電機設計在部件端部，保證較好的散熱條件，並通過用同步齒形帶或高精度減速機與絲槓隔離，以減少進給伺服電機發熱的影響。二是採用大直徑滾珠絲槓***長絲槓不宜採用中空絲槓***，增加其熱容量，減少溫升，來達到目的。