数控机床进而广泛推广使用误差补偿技术

发布时间:2017-10-28  发布者:禹创重工机械

  20世纪90年代中期以来,工业发达   纷纷调整产业政策与技术政策,将高发展转向制造技术领域。   出台了“制造技术计划”和“制造技术中心计划”,德国出台了“制造2000计划”,日本实施“智能制造技术计划”。为提高制造业竞争力,发达   着力研究战略性关键技术,推进革命,为抢占竞争制造点确立技术   基础。我们   正努力从制造大国走向制造强国,迫切需要提高制造技术的精度和质量。
  通过严格控制生产环境,增加机床刚度及制造和装配精度等措施,来提高机床加工精度的传统方法很难满足实际生产的需要。热误差补偿技术无需对机床进行硬件改造,便可较大幅度的提高机床的加工精度,己经逐步发展成为当今提高数控机床加工精度的主要方法之一。
  热误差补偿技术对于提高数控机床加工精度具有很大的现实意义,实现了人们来一直希望的进一步提高我们   的机床精度的愿望。该技术非常适合于我国制造工业发展现状,即工业底子薄,机械制造精度普遍不高,中、低档数控设备比率较大,且在短期内难以对现有的设备进行大量的   新和改造。攻克热误差补偿技术难关,进而广泛推广使用误差补偿技术,无疑会带来我国机械工业整体质量的提高,创造巨大的社会效益。
  我国机械加工系统量大而广,机床总量约700万台,居世界   。若每台机床额定功率平均为10kW,则总功率约为7 000万kW,约为三峡电站总装机容量(2 250万kW)的3倍,可以看出,我国机床装备耗电总量惊人。同时,   麻省理工学院Uutowski教授的研究表明,机床能量消耗总量所带来的环境排放也巨大团,因此对机床的能量消耗研究具有重要的意义。机床能耗包括机床空载能耗、切削能耗和附加载荷损耗三大部分,其中空载能耗在机床空载运行和加工过程中均存在,如何降低机床空载能耗是提高机床能率的重要课题之一。建立了普通机床主传动系统的能耗模型,揭示了机床主传动系统的空载功率与转速近似成二次函数关系,这些结论适用于电机运行工频时(50Hz)的普通机床。与普通机床不同,现代数控机床的主传动系统使用变频技术来实现主轴无级变速,简化甚至取代了机械传动式变速机构,同时变频技术由于改变了电源频率,也给数控机床带来了不同于普通机床的能耗特性。对数控机床变频调速运行过程中的能量特性进行了研究,建立了变频调速主轴系统的功率平衡方程,但是没有考虑频率变化对主轴电机和机械传动系统能耗的影响;同时,提出了一种相邻工步间的空载运行节能方法,该方法可以避免机床长时间处于空载运行状态。但是频繁启停主轴电机会引起机床振动并影响电机寿命。

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