龍門銑削加工中心滑枕滑動導(dǎo)軌微間隙補(bǔ)償系統(tǒng)研究.pdf

1、針對大型數(shù)控機(jī)床方滑枕采用滑動導(dǎo)軌存在著微間隙，致使方滑枕伸出時支撐剛度下降，引起機(jī)床加工時加工精度下降、刀具振動、零件表面加工質(zhì)量下降等問題，提出了一種根據(jù)方滑枕Z軸進(jìn)給坐標(biāo)信號而自適應(yīng)補(bǔ)償微間隙的液壓式微間隙補(bǔ)償系統(tǒng)。
　　液壓式微間隙補(bǔ)償系統(tǒng)由間隙補(bǔ)償執(zhí)行器、液壓控制系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)組成。間隙補(bǔ)償執(zhí)行器在機(jī)床嵌條上設(shè)計圓形薄壁加壓結(jié)構(gòu)，利用材料彈性變形原理促使圓形薄壁加壓結(jié)構(gòu)發(fā)生撓曲變形，實(shí)現(xiàn)微間隙補(bǔ)償;液壓控制系統(tǒng)采用超小流

2、量恒流油源配合比例溢流閥，或者采用封閉式往復(fù)精密加壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)間隙補(bǔ)償執(zhí)行器的精密加壓;電氣系統(tǒng)將Z軸坐標(biāo)信號轉(zhuǎn)換為控制比例閥所需的模擬電流信號。
　　針對間隙補(bǔ)償執(zhí)行器的設(shè)計，本文從圓形薄壁加壓結(jié)構(gòu)理論計算模型構(gòu)建入手，采用彈性力學(xué)薄板小撓度彎曲理論進(jìn)行計算，運(yùn)用ANSYS對間隙補(bǔ)償執(zhí)行器撓曲變形的應(yīng)變、應(yīng)力進(jìn)行仿真分析，運(yùn)用Inventor對間隙補(bǔ)償執(zhí)行器的“支撐剛度”進(jìn)行耦合分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計研制了間隙補(bǔ)償執(zhí)行器實(shí)驗(yàn)件，在

3、測試實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行了大量的測試工作，通過計算、仿真、測試的比較，歸納總結(jié)了間隙補(bǔ)償執(zhí)行器的位移輸出特性與壓力輸出特性，同時定性地分析了其工作的動態(tài)特性。
　　針對機(jī)床液壓站與電氣系統(tǒng)，提出了一種能根據(jù)Z軸坐標(biāo)信號而給間隙補(bǔ)償執(zhí)行器輸出所需壓力值的開環(huán)式液壓控制系統(tǒng)，采用電磁比例溢流閥或者電磁比例低壓減壓閥實(shí)現(xiàn)支路壓力的開環(huán)控制，此液壓控制系統(tǒng)既不影響液壓站主油路的正常工作，同時減小了工作支路的溢流浪費(fèi);比例閥所需的控制信號，由Z軸坐標(biāo)

4、信號經(jīng)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)擴(kuò)展模塊處理后傳遞給比例閥的比例放大控制器。
　　最后，針對龍門加工中心的滑枕滑動導(dǎo)軌進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試工作，通過現(xiàn)場測試來驗(yàn)證液壓式微間隙補(bǔ)償系統(tǒng)的補(bǔ)償效果及需完善之處。
　　大量測試結(jié)果及現(xiàn)場調(diào)試表明，間隙補(bǔ)償執(zhí)行器位移輸出特性可控，補(bǔ)償輸出精確，具有可重復(fù)性，位移輸出與油壓呈良好的線性關(guān)系，同時壓力輸出特性證明其具有良好的支撐剛度，符合機(jī)床滑動導(dǎo)軌間隙補(bǔ)償?shù)墓r需求;現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果說明，該補(bǔ)償系統(tǒng)能有