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提高機(jī)床精度是關(guān)鍵技術(shù)分析
瀏覽次數(shù):1830更新日期:2010-03-02

  并聯(lián)機(jī)床(ParallelMachineTools),又稱并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床(ParallelStructuredMachineTools)敢於監督、虛擬軸機(jī)床(VirtualAxisMachineTools),也曾被稱為六條腿機(jī)床高效流通、六足蟲(Hexapods)作用。并聯(lián)機(jī)床是基于空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)Stewart平臺原理開發(fā)的重要作用,是近年才出現(xiàn)的一種新概念機(jī)床集成技術,它是并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)與機(jī)床結(jié)合的產(chǎn)物新創新即將到來,是空間機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械制造創新的技術、數(shù)控技術(shù)設計能力、計(jì)算機(jī)軟硬技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)高度結(jié)合的高科技產(chǎn)品。

  它克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給主動性、刀具作業(yè)自由度偏低發展、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動性不夠等固有缺陷,可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工範圍、裝配和測量多種功能,更能滿足復(fù)雜特種零件的加工。自其1994年在美國芝加哥機(jī)床展上面世即被譽(yù)為是“21世紀(jì)的機(jī)床”,成為機(jī)床家族中zui有生命力的新成員求得平衡。

  自其問世以來,并聯(lián)機(jī)床的研發(fā)道路,總體上仍處于研究面向、試制、試用階段空間廣闊,對并聯(lián)機(jī)床的動力學(xué)特性及其加工精度影響規(guī)律等研究內(nèi)容還處在起步階段合作關系。以犧牲工作空間和靈活度為代價(jià),試圖獲得高剛度研學體驗、高承載能力結構不合理、良好的運(yùn)動特性,但到目前為止深刻內涵,國內(nèi)外所開發(fā)出的并聯(lián)機(jī)床并未達(dá)到所期望的精度能力競爭力。

  影響精度的因素

  加工精度是評價(jià)機(jī)床特性的重要指標(biāo)之一,也可用誤差來間接描述逐步改善。影響并聯(lián)機(jī)床精度的因素很多特點,可從歸為兩個方面:

  1、根據(jù)誤差隨時間的變化特性帶動擴大,將其分為靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差前來體驗。靜態(tài)誤差,是指在不考慮刀具變形的情況下實現了超越,并聯(lián)機(jī)床在恒定栽荷下處于靜力平衡狀態(tài)時末端刀具的位恣充分發揮,與機(jī)床不受載荷情形下末端刀具位姿的差異。它主要受機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差應用、零部件載變形量的影響解決方案。加工過程中的熱變形,同樣會引起末端刀具位姿的偏差成就,它是一種變化緩慢的初步建立、準(zhǔn)靜態(tài)的誤差源。

  動態(tài)誤差相對開放,是指機(jī)床處于動態(tài)切削力作用下時重要方式,切削力的波動性、驅(qū)動力的波動性零部件及機(jī)床系統(tǒng)的柔性等引起的振動相貫通、沖擊等增產,導(dǎo)致末端刀具位姿與理想位姿的偏差。

  2系統、根據(jù)引起誤差的要素的方法,將其分為幾何誤差和物理誤差積極影響。

  幾何誤差,是指組成機(jī)床的各個五一節(jié)存在幾何尺寸上的誤差生產創效,一般只從剛體運(yùn)動學(xué)上考慮進一步提升。零部件制造公差、安裝誤差緊密協作、驅(qū)動關(guān)節(jié)位移誤差等屬于幾何誤差提供有力支撐。物理誤差,是指環(huán)境因素引起的誤差,如溫度變化越來越重要、受力等導(dǎo)致機(jī)床末端執(zhí)行器的誤差。

  目前優化上下,針對幾何誤差源對精度的影響規(guī)律的研究比較深入改革創新,而對物理誤差源對精度影響規(guī)律的研究則比較籠統(tǒng)。要獲得符合實(shí)際切削加工過程的精度變化規(guī)律穩定性,一個重要的途徑就是分析動態(tài)載荷對加工精度的影響最深厚的底氣,包括載荷的影響(系統(tǒng)的靜剛度問題)和載荷動態(tài)變化的影響(系統(tǒng)動剛度問題)和載荷的動態(tài)變化引起的振動對精度的影響。

  提高精度的對策

  由于各誤差源之間的耦合作用創造性,因此機(jī)床的精度是由綜合誤差決定的保持穩定,有時消除或減小單項(xiàng)誤差往往不能獲得預(yù)期的效果。不僅要對單項(xiàng)誤差對精度的影響規(guī)律作進(jìn)一步研究能力,還要對各單項(xiàng)誤差的耦合、綜合效應(yīng)進(jìn)行研究¢L足發展?梢詮囊韵聨讉€方面入手:

  1紮實做、在幾何誤差的研究上,矢量環(huán)路分析法比較成熟規模設備,蛤需進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)參數(shù)的有效測量及標(biāo)定精度支撐作用。

  2、在靜剛度特性方面至關重要,目前在實(shí)際試驗(yàn)中多采用預(yù)載以消除間隙的影響著力提升,但在動剛度特性方面,由于切削載荷動態(tài)變化建設項目,間隙成為一個隨機(jī)量動手能力,因此可用概率方法。

  3傳遞、在動態(tài)特性充分,尤其是振動的影響方面,對過大量試驗(yàn)獲得振動特性參數(shù)的發生。

  4融合、建立綜合誤差模型進一步完善。在幾何誤差的基礎(chǔ)上,考慮剛度特性引起的變形量及zui終的偏差量引領,從理論上講表現明顯更佳,只需要將其折算為位置誤差或桿長誤差即可更加廣闊。但要將振動引起的偏差量綜合考慮進(jìn)行優化服務策略,需要考察其有關(guān)機(jī)理,因?yàn)樗歉哳l變化量示範。

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