数控车床修改刀补控制尺寸精度方法-变频器在数控车床主轴应用

具体工作中，采取上述对刀方法，并经过试切、测量等工艺流程，能得到较为准确的对刀数据。但由于其它因素的影响，例如，操作方式方法不正确，操作人员综合技能偏低，车床定位精度不准确，重复精度存在不足等，导致试切对刀的精度仍然有限，难以有效满足工件加工制作的精度要求。为弥补这种缺陷与不足，还应该采取改进和完善措施，确保工件加工尺寸的精度。具体来说，常用方法有以下几种。
　　1.刀补值修改。第一次对刀出现误差或者其他原因导致误差较大，超出工件公差，未能满足工件产品加工需要。在这种情况下，为弥补工件加工存在的缺陷与不足，可以采用刀补值修改的方法进行改进和完善，让工件尺寸符合要求，提高产品加工精度。一方面，可以采用绝对坐标输入法进行修改和完善。按照“大减小，小加大”原则，在刀补001-004处修改。
　　2.程序编制。一方面，采用绝对编程保证尺寸精度。绝对编程在加工全过程均有相对统一的基准点，即坐标原点，累积误差也相对较小。数控车削工件时，工件径向尺寸精度比轴向尺寸精度要高，因而径向尺寸最好用绝对编程，轴向尺寸常用相对编程。如果是重要的轴向尺寸，最好采用绝对编程，确保重要工件尺寸的加工精度，取得更好的产品加工效果。另一方面，采用数值换算保证尺寸精度。多数情况下，图样尺寸基准与编程所需尺寸基准不一致，为提高加工精度，应该将图样上的基准尺寸换算为编程坐标系的尺寸。根据图样标注的尺寸，进行换算之后得到编程尺寸，取两极限尺寸平均值，最后得到编程尺寸。从而满足加工尺寸需要，实现对加工精度的有效控制。
　　3.程序修改。进行数控产品加工时，常常会遇到以下情况：程序自动运行后停车测量，与设计要求和规范标准进行对比分析，发现工件尺寸未能满足要求，尺寸变化存在不规律现象，影响数控加工效果，对产品质量和性能的有效发挥也带来不利作用。
　　4.刀补修改。除了对程序进行修改之外，为减小工件加工制作的误差，还可以采用刀补修改方式实现精度的有效控制。例如，上述台阶轴工件加工制作过程中，可以在刀补处输入U-0.12，实现对刀补的修改，确保加工制作尺寸满足要求，进而提高工件加工精准度。
       对刀操作是数控加工的关键步骤之一，直接影响工件的精准度和产品质量。作为操作人员，应该认识对刀的重要意义，熟练掌握对刀方法，加强尺寸精度控制，并在程序编制和实际加工中能结合具体需要，采取有效的对刀方法。遵循工艺流程，减小对刀误差，对加工中出现的误差也及时采取调整和优化措施，实现对误差的有效控制，提高加工精度，促进产品加工制作质量提高。

变频器在数控车床主轴中的应用

数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技术于一身的自动化设备。其中主轴运动是数控车床的一个重要内容，以完成切削任务，其动力占整台车床动力的70%～80%。基本控制是主轴的正、反转和停止，可自动换挡和无级调速。
    在目前数控车床中，主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求，必须有以下性能：宽调速范围，且速度稳定性能要高；在断续负载下，电机的转速波动要小；加、减速时间短；过载能力强；噪声低、震动小、寿命长。
    1.主轴变频控制的基本原理
    由异步电机理论可知，主轴电机的转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机转速，而对于变频器而言，其频率的调节范围是很宽的，可在0～400Hz（甚至更高频率）之间任意调节，因此主轴电机转速也可以在较宽的范围内调节。

    图1    变频器在数控车床上的应用
    当然，转速提高后，还应考虑到对其轴承及绕组的影响，防止电机过分磨损及过热，一般可以通过设定最高频率来进行限定。
    图1所示为变频器在数控车床中的应用，其中变频器与数控装置的联系通常包括：数控装置到变频器的正、反转信号；数控装置到变频器的速度或频率信号；变频器到数控装置的故障等状态信号。因此，所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。
    2.主轴变频控制的系统构成
    不使用变频器进行变速传动的数控车床一般用时间控制器确认电机转速到达指令速度开始进刀，而使用变频器后，机床可按指令信号进刀，这样一来就提高了效率。如果被加工件呈图2(a)所示形状，则由图中可看出，对应于工件的AB段，主轴速度维持在1000r/min，对应于BC段，电机拖动主轴成恒线速度移动，但转速却是连续变化的，从而实现高精度切削。

    图2    主轴变频器系统构成示意
    在本系统中，速度信号的传递是通过数控装置到变频器的模拟给定通道（电压或电流），通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置，数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置，以满足数控车床快速正/反转、自由调速、变速切削的要求。
    3.主轴变频器的基本选型
    目前较为简单的一类变频器是U/f控制，它就是一种电压发生模式装置，对调频过程中的电压进行给定变化模式调节，常见的有线性U/f控制（用于恒转矩）和平方U/f控制（用于风机水泵变转矩）。
    U/f控制的弱点在于低频转矩不够（需要转矩提升）、速度稳定性不好(调速范围1：10)，因此在车床主轴变频使用过程中被逐步淘汰，而矢量控制的变频器正逐步推广。在车床主轴控制中，矢量控制相对于U/f控制而言，其优点有：控制特性非常优良，可以与直流电机的电枢电流加励磁电流调节相媲美；能适应要求高速响应的场合；调速范围大(1：100)；可进行转矩控制。
    当然矢量控制的变频器结构复杂、计算繁琐，而且必须存储和频繁地使用电动机的参数。矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式，区别在于后者具有更高的速度控制精度(0.5‰)，而前者为(5‰)，但是在数控车床中无速度传感器的矢量变频器的控制性能已经符合控制要求，所以在很多应用场合中推荐使用无速度传感器控制的矢量变频器。
(责任编辑：admin)

搜索

热门标签:

数控车床修改刀补控制尺寸精度方法-变频器在数控车床主轴应用