有效改善热变位,5个不能错过的抑制与补偿技术 (最末篇)

 2020-12-21

 

对机床而言,主要热变位是由主轴热变位、结构热变位与进给轴热变位所形成。对于不可避免的热量,则可透过预测 (如温升、位移等) 运用补偿方法,来减少热源所带来的热变形影响,使加工精度保持稳定。本篇将介绍第四种最能有效解决主轴热变位的独门绝技。

 

位移传感器

高速内藏主轴,较容易受外界干扰(例如切削液、气体扰流与主轴冷却系统等因素的影响),透过于主轴鼻端加装位移传感器,测量由于机械运动和热伸长引起的轴向运动,可精准、真实测量主轴的位置,向机台 CNC 提供仿真信号,进行Z轴补偿。

为了验证主轴温补机能于实际切削加工时的效益,我们在 TAKUMI 高速门型模具加工机 H10 做了以下工件切削,比较无补偿,与温差式补偿加装位移传感器的差异。

 

此机床主要配备如下 :

+控制器 HEIDENHAIN

+内藏式主轴 20000RPM (加装位移传感器与 PT100 温度传感器)

+封闭式三轴光栅尺 (HEIDENHAIN)

+主轴水冷机

+切削冷却液定温系统

 

使用同一支刀具以切削进给率 Fc 750mm,主轴转速由 S 4000RPM 至 S 20000RPM 间变化,在 3 个小时内完成 39 个区块的切削,前后分别做了关闭、开启主轴温补机能共 2 次加工,三次元量测数据如下表:

 

实机切削结果显示,加装位移传感器条件下做主轴温度补偿后,整体平均误差大幅度的改善了 87.5%

 

匠泽 TAKUMI 在主轴热变位累积了大量丰富的经验与纯熟的技术,已淬炼出最有效率的控制技术,并广泛的应用在我们所生产的各式立式加工中心机床、高速龙门加工中心机床及五轴加工机床。

 

实际切削工件照片中明显看出补偿前后的差异。补偿前,不同区块间的接缝明显。而补偿后的工件,因误差小,接缝间较不明显,段差小。 

  

                                     (补偿前)                                                                            (补偿后)

  

                                  (补偿前)                                                                                    (补偿后)

 

 

运用多个传感器,将传感器搜集到的数据作分析,透过匠泽 TAMUMI 建立的补偿模型,预测热变位量,接着进行正确的热变位补偿,实现高精度加工并且将机床的价值发挥到极致。

 

匠泽 TAKUMI 的热补偿技术能带给您的效益 : 
+机床无须暖机
+加工精度高,可大幅节省重工的成本与时间
+机床在长时间加工下,仍有高加工稳定度
+高精度切削表现

 

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