近年來,我國數(shù)控加工中心機床發(fā)展迅猛，整體設(shè)計水平不斷提高，然而數(shù)控車床的“臺尾”部件大部分依然沿用普通車床臺尾的結(jié)構(gòu)摸式。傳統(tǒng)臺尾在數(shù)控機床中應(yīng)用其工作性能已不能符合數(shù)控機床的精度要求，切削工作中發(fā)現(xiàn);靠近臺尾支撐端的加工表面質(zhì)量遠不如床頭端的表面質(zhì)量好、有時會出現(xiàn)明顯的切切削震紋，工件兩端的加工質(zhì)量產(chǎn)生明顯差異。這是傳統(tǒng)臺尾因補充普通車床的加工功能而造成的工作剛性缺陷所致。 在普通車床中、為了具備鉆、擴、餃的加工功能.臺尾芯軸設(shè)計需有較大的行程來滿足鉆孔、擴孔、較孔的工作進給，臺尾芯軸與臺尾體有較長的滑動配合面積、因深孔的直線度、圓度、錐度的精度加工難度大、配合間隙控制不能過小、芯軸與孔壁貼合率較差。在單端（閘塊）結(jié)構(gòu)鎖緊的狀態(tài)下、臺尾的支撐剛度已大打折扣、在切削過程中臺尾芯軸六個自由度控制不良，產(chǎn)生震動、影響零件加工的表面質(zhì)量，制造上為了保證心軸滑動的配合間隙。多以配做工藝完成、限制了零件的互換性裝配和生產(chǎn)效率、在臺尾僅作為工件支撐的單一功能的數(shù)控機床上，可以進行改進和優(yōu)化
為在加工中心機床上進一步提高定位精度、提高加工面和加工形狀精度，縮短加工時間.需要進行伺服調(diào)整。而FANUC的高速高精度加工也是相對而言的，沒有絕對的高速高精度，如果要提高精度(跟蹤誤差小)，在拐角或圓弧轉(zhuǎn)角處必須減速，這樣就不能達到高速的要求，但提高了速度，必然精度會降低(跟蹤誤差大)。所以如果要兩方面都要提高，必須使用特殊功能。FANUC為ai系列伺服電機提供了更加高速、高精度的HRV3控制方式。下面就HRV3控制原理和調(diào)試步驟簡單介紹: 為通過伺服調(diào)整提高伺服控制的性能，需要理解伺服調(diào)整的步驟，并且按照調(diào)整步驟分階段地進行調(diào)整。伺服控制采用下面的據(jù)圖所示的結(jié)構(gòu)。 最靠近電機的伺服HRV電流控制擔(dān)負(fù)著按照高速速度控制輸出的指令運轉(zhuǎn)電機的作用，伺服HRV電流控制的性能支持高速速度控制的性能。此外，高速速度控制按照位置，控制輸出的速度指令對電機速度進行控制，要提高對作為吸終目標(biāo)的位皿指令進行跟蹤，據(jù)要提高位，增益設(shè)定.為此，而要提高高速速度控制的性能.而要提高該性能，則鑄要提高伺服HRV電流控制的性能。也就是說.在為提離伺服控制性能的伺服調(diào)盛中.改善構(gòu)成伺服控制基礎(chǔ)的伺服HRV電流控制是首先應(yīng)該解決的項目.然后再解決離速邃度控制和位，控制。 通過進行何服HRV控制。即可提離電流環(huán)的響應(yīng).從而實現(xiàn)速度環(huán)和位皿環(huán)的高增益化.高增益 最靠近電機的伺服HRV電流控制擔(dān)負(fù)粉按照高速速度控制特出的指令運轉(zhuǎn)電機的作用.伺服HRV電流控制的性能支持高速速度控制的性能。此外，高速速度控制按照位置控制輸出的速度指令對電機速度進行控制，要提高對作為最終目標(biāo)的位置指令進行跟蹤，需要提高位置增益設(shè)定，為此，需要提高高速速度控制的性能，而要提高該性能，則需要提高伺服HRV電流控制的性能。也就是說，在為提高伺服控制性能的伺服調(diào)整中，改善構(gòu)成伺服控制基礎(chǔ)的伺服HRV電流控制是首先應(yīng)該解決的項目，然后再解決高速度控制和位置控制。 通過進行伺服HRV控制，即可提離電流環(huán)的響應(yīng)，從而實現(xiàn)速度環(huán)和位置環(huán)的高增益化。高增益化不僅可提高指令追蹤性能.提高控制外力干擾的性能，而且還有簡化象限突起補償?shù)人欧δ苷{(diào)整的效果，可以使伺服調(diào)整更加簡單。
氣體靜壓軸承是滑動軸承形式當(dāng)中的一種，其結(jié)構(gòu)和工作原理與液體滑動軸承類似，不同的是采用氣體(多為空氣)作為潤滑介質(zhì)。當(dāng)外部壓縮氣體通過節(jié)流器進入軸承間隙，就會在間隙中形成一層具有一定承載和剛度的潤滑氣膜，依靠該氣膜的潤滑支承作用將軸浮起在軸承中。對于氣體靜壓軸承，采用外壓供氣是其基本工作方式，節(jié)流器是其結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，而主軸工作時因自重和載荷出現(xiàn)的偏心則建立起軸承相應(yīng)的承載和剛度加工中心機制。以徑向供氣的靜壓氣浮軸承為例，徑向孔式靜壓氣體軸的氣流通道主要由節(jié)流孔和軸承徑向間隙兩部分組成，節(jié)流孔是使外部加壓氣體進入軸承間隙前，產(chǎn)生節(jié)流效果、并使之形成具有一定承載能力及剛度的穩(wěn)定潤滑氣膜的一種裝置。而軸承徑向間隙則是通過改變徑向間隙，調(diào)整對氣流的阻抗以達到改變空氣流量，進而影響上游來流條件，改變節(jié)流孔出口壓力Pr，在軸承腔內(nèi)建立起新的平衡。兩者的宏觀表現(xiàn)均是對流體產(chǎn)生阻抗，使來流壓力不斷降低，因此，有類似電學(xué)歐姆定律的規(guī)律。將圖4-1的氣浮軸承模型類比圖4-2的電阻模型。 壓縮空氣以供氣壓力只:由供氣通道經(jīng)節(jié)流小孔進入氣腔，通過氣膜流出，當(dāng)通道橫截面積減小時，氣流速度加快，剪切速率會增加，由于氣體的粘性，氣體的內(nèi)摩擦?xí)钠鋭幽?，?jīng)過節(jié)流小孔后氣體壓力值減小，即氣腔中壓力Pr，小于供氣壓力凡。同理由于氣膜厚度很小，空氣在氣膜中流動時的剪切速率很大，所以氣體由氣腔流經(jīng)氣膜時，壓力會有再次損失，即環(huán)境壓力Po低于氣腔壓力Pr。我們將節(jié)流小孔和氣膜這些小截面通道對氣流的阻礙作用稱為阻抗，將節(jié)流小孔的阻抗記為Rg，記氣膜的阻抗為Rh。那么，空氣流動的過程與電流流經(jīng)兩個串聯(lián)的電阻非常相似，其中，氣流對應(yīng)于電流，阻抗對應(yīng)于電阻，氣體壓力對應(yīng)于電壓。未通壓縮空氣前，由于滑動件的自重與載荷的作用:支承件與滑動件相互貼合:氣膜厚度h為零。此時氣膜的阻抗Rh趨于無窮大，氣腔壓力只，趨近于供氣壓力Ps;當(dāng)供氣壓力與氣腔面積之乘積值超過載荷F時，滑動件浮起，氣膜形成，氣腔壓力只，低于供氣壓力凡滑動件在氣膜壓力的支承下達到平衡。當(dāng)外載荷F增大時，氣膜厚度減小，氣膜阻抗值R蹭大。根據(jù)圖4-2，氣膜上的壓幟，會因此增加，支承力增加，以平衡增大的外載荷。反之，「減小，h增大，R*減小，只減小，從而支承力減小，這樣可以和減小的外載荷平衡。以上就是靜壓潤滑的基本原理。其原理圖如圖4-3,如果把多個圖4-1這樣的結(jié)構(gòu)均布在環(huán)形圓周上，支承件換成軸，就形成了空氣靜壓軸承結(jié)構(gòu)，其示意圖如4-4所示。
在某些包含公式曲線、二次曲線的外形輪廓加工中心，只要能夠建立起合理的運算關(guān)系，利用宏程序編出其精加工的輪廓是輕而易舉的，然而面對切除大量材料的粗加工，稍顯困難.如果能夠運用放射加工的編程思路，在其精加工的基礎(chǔ)之上，增加一個固定的點，每次走二次曲線的輪廓后，回到固定的這個點上，從而實現(xiàn)放射加工，達到切除余量的目的。以下圖中橢圓槽為例.編程如下: 分析: 走刀路線:O-A-O即可形成放射加工控制A點走橢圓軌跡.刀具路徑如圖所示。 其粗加工的程序如下: 01(粗加工，用12立銑刀，留1mm的精加工余量，故D01=6+1) N10 G54G90G40GOOXOYOM03S1000; N20 Z10.; N30 G01 ZOF100M08; N40 Z-5.0; N50 #1=0;(角度的初始值為0度) N60 #2=2(角度的增量) N70 #3=40;(橢圓長半軸賦值等于40) N80 #4=25;(橢圓短半軸賦值等于25) N90 WHILE[#1 LE 360] DO 1: N100 #5=#3*COS[#1]:(A點的x坐標(biāo)值) N110 #6=#4*SIN[#1]; (A點的Y坐標(biāo)值) N120 G01 G41 X#5Y#6 D01;(插補走橢圓) N130 G40G01X0.Y0.;(回原點，形成放射狀加工路線) N140 #1=#1+#2;(循環(huán)計數(shù)) N150 END1;N160 G01Z10M09;N170 GOZ200.0;N180 M05;N190 M30;而其精加工的程序如下:02(精加工)(D02=6.0)N10 G54G90G40GOOXOYOM03S1000;N20 Z10.;N30 G01ZOF100M08;N40 Z-5.0;N50 #1=0;(角度的初始值為0度)N55 #2=2;(角度的增最)N60 #3=40;(長半軸賦值40)N70 #4=25;(短半軸賦值25)N80 WHILE[#1 LE 360] DO 1:N90 #5=#3*COS[#1];N100 #6=#4*SIN[#1];N110 G01 G41 X#5Y#6 D02;(插補走橢圓軌跡)N120 #1=#1+#2; N130 END1; N140 G40GO1XOYO; N150 Z1OM09; N160 GOZ200.0; N170 M05; N180 M30; 以上手工編程應(yīng)用僅是放射加工的一部分應(yīng)用，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，在同一平面內(nèi)的內(nèi)外輪廓加工中應(yīng)用放射加工的方法可在粗加工中有一定的優(yōu)勢，可以有效地去除余最，在精加工中心有它獨到的優(yōu)勢，實際上，對于各種特殊的零件，如果能準(zhǔn)確分析其特點，合理地建立起其空間模型，運用宏程序進行手工編程有極大的優(yōu)勢，用宏程序編寫的程序和自動編程所得到的加工程序相比，其程序非常簡潔，邏輯嚴(yán)密，通用性強，具有極好的易讀性和易修改性，并且在機床加工執(zhí)行此類程序時，較執(zhí)行CAD/CAM軟件生成的程序更加快捷，反應(yīng)更迅速，具有一定的優(yōu)勢。
研究加工中心機床振動時我們采用振動頻譜分析儀測試分析7700 Pulse數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)):在空轉(zhuǎn)和受力狀態(tài)下測試結(jié)果如圖: 分析二 1、分析機床振動數(shù)據(jù)可知，******振幅有的都接近4um，床身沿z方向的振幅在很多情況下竟然比刀架、滑板處的還要大，空轉(zhuǎn)時的測量結(jié)果也是如此。這有可能是機床墊鐵沒有起到約束的作用，或者是床身本身結(jié)構(gòu)沿z方向就是主要的薄弱環(huán)節(jié)。 2、空轉(zhuǎn)時振動幅值及頻率的測量結(jié)果進行分析可知，5個測量位置各方向的峰值頻率基本是同一個頻率成分，它們基本上與主軸的回轉(zhuǎn)頻率成倍數(shù)關(guān)系，如16 Hz是100/60=1.67Hz的10倍頻，，13Hz是250/60=4.1 7Hz的3倍頻，這說明空轉(zhuǎn)時的主要振動是由于旋轉(zhuǎn)部件的回轉(zhuǎn)不平衡造成的，包括電機轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)不平衡，主軸和輪毅工件的回轉(zhuǎn)不平衡，皮帶輪的回轉(zhuǎn)不平衡等。 再對立車切削時振動幅值及頻率的測量結(jié)果進行分析可以發(fā)現(xiàn)，切削時上述幾個位置的峰值頻率也基本相同，所以，可以得出立式加工中心機床振動的主要原因是由于機內(nèi)振源造成的，屬于受迫振動，振動主要原因不是切削顫振或自激振動，因為引起自激振動的原因與切削量、切削速度、刀具幾何參數(shù)(主偏角等方向)有關(guān)它的頻率接近機床某一部件的固有頻率。 通過機床空運轉(zhuǎn)和切削狀態(tài)下比較說明加工中心機床在空運運轉(zhuǎn)狀態(tài)下主要是由不平衡量引起的振動，主軸運轉(zhuǎn)的頻率與相關(guān)零件或部件產(chǎn)生了諧振現(xiàn)象。經(jīng)分析:主軸套筒與底座的配合間隙為0.09-0.15mm，為端面定位式結(jié)構(gòu)，在皮帶的交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生擺動，這是產(chǎn)生振動的原因之一;主軸軸承預(yù)緊量小，造成剛性差，在切削力的作用下產(chǎn)生較大幅度的變形，這是造成振動現(xiàn)象的原因之一;橫滑板(如圖)安裝直線導(dǎo)軌連接部存在剛性較弱，受力后變形較大，產(chǎn)生振動的又一因素。經(jīng)對幾個環(huán)節(jié)的改進后，振動現(xiàn)象得到解決。 振動理論的研究是一項復(fù)雜的工程，在實際應(yīng)用中建立振動模型和受力模式與實際有一定的差距，可以近似的反映出振動的性質(zhì)和實質(zhì)，從而確定出具體的問題，將問題點通過理論分析在結(jié)構(gòu)、制造等環(huán)節(jié)加以解決。 解決振動的方法還有很多，比如錘擊法、幅值測試法等，由于振動的動力源與某個零件或部件的固有頻率息息相關(guān)，又與剛性有關(guān)，反映出的表象與引起的動力源感官上不直觀，給問題的解決帶來困難。無論采取上述哪種方法，建立準(zhǔn)確的模型，結(jié)合系統(tǒng)剛性及頻譜分析是可以準(zhǔn)確找出振源。
床鞍在機床中作為主要部件.床鞍的上、下導(dǎo)軌平行度要求比較高，一般在0.01-0.015mm。但在現(xiàn)場一般加工后在0.03-0.05mm左右。很多種類的床鞍均產(chǎn)生該種情況，床鞍平行度主要在導(dǎo)軌磨上保證，我廠加工床鞍類零件主要應(yīng)用四米瓦德。故針對導(dǎo)軌磨床加工中心床鞍進行加工方案的制定和過程跟蹤，改善加工過程，提高床鞍導(dǎo)軌精度。 在加工床鞍的過程中，我們分析了以下原因造成床鞍上、下導(dǎo)軌平行度超差，并制定了解決方案: 1.四米導(dǎo)磨磨削床鞍工件在超差狀態(tài)下.操作者需要補償誤差，每批工件加工前都需要自磨墊鐵和小型加工中心工作臺以保證基準(zhǔn)的準(zhǔn)確，由于橫梁不穩(wěn)定，自磨完畢后不可移動橫梁。 2.若床鞍上面兩導(dǎo)軌皆有其中一條單面傾抖，瓦德八米存在同樣現(xiàn)象，如果用手動砂輪修整器修裁砂輪，手動修裁無法正時砂輪旋轉(zhuǎn)中心，修裁精度不穩(wěn)定，對加工工件有一定影響，應(yīng)修復(fù)機床自帶砂輪修整器。3.在精加工前需要進行應(yīng)力釋放，增加自然時效，提高工件的加工穩(wěn)定性。 4.對于加工中心設(shè)備的分析。設(shè)備老化易造成超差，四米導(dǎo)磨移動橫梁時機床精度有影響，調(diào)整原定校正橫梁，調(diào)整過程中橫梁移動，返回原位置再次打表準(zhǔn)備按偏差調(diào)整，看是否滿足加工要求。由于設(shè)備老化，磨損及間隙原因，也會造成該現(xiàn)象。如出現(xiàn)此種問題應(yīng)調(diào)整設(shè)備從而消除工件抬頭現(xiàn)象。 5.工序方面解決床鞍上下導(dǎo)軌超差的手段，要在半精加工時嚴(yán)格執(zhí)行工藝留量及形位公差要求，以提高導(dǎo)磨工序的基準(zhǔn)精度。6.上導(dǎo)軌兩面不等高主要在翻轉(zhuǎn)砂輪后加工出現(xiàn)，八米磨削后工件不存在該現(xiàn)象。調(diào)整設(shè)備可以修正此問題，如果修復(fù)不了，工件需要打表修正誤差磨削。
高剛性、高效、大型立式加工中心升級產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點:1、高精高剛性結(jié)構(gòu):機床門型與工作臺全支撐。2、首創(chuàng)高剛方形滑枕專利技術(shù)。3、首創(chuàng)節(jié)能增扭專利技術(shù)。創(chuàng)新點:1、開發(fā)龍門機床大扭矩主軸箱專利技術(shù)。2、開發(fā)黑色金屬加工專用技術(shù)。應(yīng)用范圍:1、黑色金屬大型零件高精高效率加工。2、黑色金屬節(jié)能環(huán)保加工，節(jié)能15%以上。有益效果:1、生產(chǎn)效率提高30%以上。2、為黑色金屬加工提供高效、節(jié)能、環(huán)保成套技術(shù)。
多主軸、高效結(jié)構(gòu)特點:1、龍門橫梁上具有2個以上的滑鞍、滑枕、主軸。2、多主軸分別能獨立完成左右、上下移動。創(chuàng)新點:1、多主軸復(fù)合是國際機床新潮流。2、雙滑鞍、雙滑枕、雙主軸龍門適用性更廣泛。應(yīng)用范圍:1、工作臺上可以安裝2只工件同時高效加工。2、適用于鞋模、瓶模等工件高效、精密加工。有益效果:1、多主軸高效，生產(chǎn)效率翻番。2、多主軸節(jié)省投資、場地、人員，省心省錢。
多主軸、高效 結(jié)構(gòu)特點: 1、加工中心配前后排列的雙主軸，工件前后排列夾具，配雙主軸數(shù)控分渡頭.2、加工中心配左右排列的雙主軸，工件左右排列夾具。創(chuàng)新點:1、雙主軸立式加工中心與數(shù)控R銑床以最省的投資實現(xiàn)高效加工。2、適用常見的工件前后排夾具與左右排或多道工序高效加工兩排零件，應(yīng)用范圍廣。應(yīng)用范圍:1、多主軸同時加工多排零件。2、同時加工裝夾在雙主軸分渡頭上2只工件.3、謹(jǐn)銑床配左右排列的雙主軸適用于同時加工2只零件。有益效果:1、多主軸高效，生產(chǎn)效率翻番。2、多主軸高效，節(jié)省投資、場地、人員，省心省錢。
多主軸復(fù)合、立式與臥式復(fù)合結(jié)構(gòu)特點:1、在橫梁與立柱上，安裝有兩個以上的主軸配置。2、立柱可安裝側(cè)銑頭或臥式主軸裝置。3、主軸裝置可選擇:高速、高精、低速主軸裝置。4、主軸裝置可以選擇激光檢測、激光淬火等附加裝置。創(chuàng)新點:1、多主軸、多工位復(fù)合機床是國際機床技術(shù)新潮流。2、立臥復(fù)合龍門能降低工件多次裝置的定位誤差，提高精度.3、復(fù)合技術(shù)包括:主軸的立式復(fù)合、立臥復(fù)合、附加功能復(fù)合。應(yīng)用范圍:1、中大型零件的頂面，側(cè)面高效加工。2、加側(cè)銑頭的小龍門應(yīng)用面廣，性價比高。3、中大型零件復(fù)合激光控制、激光淬火等工序。有益效果:1、多主軸多工位加工，生產(chǎn)效率翻番.2、工件一次裝夾，完成多工序加工，精度好。