平床身车床与斜床身车床正负向坐标一样吗_百度知道金属构件加工专用数控机床床身导轨平直度的快速测量与调整-免费论文
金属构件加工专用数控机床床身导轨平直度的快速测量与调整
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上海大学 硕士学位论文金属构件加工专用数控机床床身导轨平直度的快速测量与调整 姓名：夏雨 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及自动化 指导教师：裴仁清 上海大学硕士学位论文 摘 要 金属构件加工机床是一种专用数控机床。&&&&除基本功能外，针对其使用及经营的特殊性，需要解决易于操作和运输安装的问题。&&&&前者的核心技术是基于基本图元编程方法的软件开发，后者则是在轻量化床身结构条件下，机床导轨的简便调整方法。&&&&本文研究了两种快速安装调整床身导轨平直度的方法。&&&& １基于平直度自动测量的床身平直度调整方法。&&&&为了使机床平直度测量简便易行，在金属构件加工机床上配置了两个电子水平仪，当机床工作台往复运动时自动测量导轨平直度数据，由计算机分析导轨的平直和校正决策，从而实现机床的快速校正平直度。&&&& ２基于床身应力变形恢复的床身平直度调整方法。&&&&通过对床身变形的有限元分析，事先计算出床身在重力作用下的变形量，在调整时予以恢复． 随着制造技术的发展，数控专用机床会向各行业渗透，新的经营方式形势也会不断地向机床设备提出新的功能要求。&&&&本论文的研究除可成功应用于金属构件加工装备行业外，对其他制造装备的设计研究也具有借鉴作用。&&&& 关键词：机床导轨平直度数据处理串口通信有限元分析 Ｖ上海大学硕士学位论文Ｍｅｔａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｂａｓｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｇａｉｎｓｔ ｉｔｓ ｕｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｔｏ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｈｅ ｉｓｓｕｅ ｏｆ ｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ．Ｔｂｅ ｆｏｒｍｅｒ ｍａｐｓ ｍｉｌｌｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃＯｒｃ ｌａｔｔｅｒ ｉｓ ｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｄｉｏｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ｔｈｅｂｅｄ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ ｓｉｍｐｌｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｒａｉｌ ｂｅｄ ｒａｐｉｄ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．１．Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｏｎ ｔｈｅ ｇｕｉｄｉｎｇ ｒａｉｌ’Ｓ ｆｌａｔｎｅｓｓ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓ．ＴｏＨａｔｎｅｓｓ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｉｍｐｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ，ｍａｃｈｉｎｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ ｉｎ ｍｅｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉｃｅ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｓ ｇｕｉｄｉｎｇ ｒａｉｌ’Ｓ ｆｌａｔｎｅｓｓ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ａ ｃｏｍｐｕｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｇｈｔ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ ｇｕｉｄｅ，Ｈａｒｎｅｓｓ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏａｃｈｉｅｖｅ ｒａｐｉｄ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ．２．ＣＮＣ ｓｙｓｔｅｍ’Ｓ ｇｕｉｄｉｎｇ ｒａｉｌ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｇｉｖｅ ｔｈｅ ｇｕｉｄｉｎｇ ｒａｉｌ ｔｏ ｒｅｓｔｏｒｅｆｌａｔｎｅｓｓ ａ由ｕｓｔｍｅｎｔｓ．Ｇｏｅｓ ｔｏ ｂｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｅｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｉｎａｄｖａｎｃｅ ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ ｉｎ ｂｅｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｒｅｓｔｏｒｅｄ．Ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｗｉｌｌ ｂｅｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ａ ｎｅｗ ｗａｙ ｏｆ ｌｉｆｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｔｏｏｐｅｒａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｅｗ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｍｅｔａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｕｓｅｆｕｌ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｇｕｉｄｉｎｇ Ｒａｉｌ，Ｆｌａｔｎｅｓｓ，Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ，Ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｓｅｒｉａｌ ｐｏｒｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＦＥＭ 、，Ｉ上海大学硕士学位论文 原创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。&&&&除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。&&&&参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。&&&& 签名：――日期： 本论文使用授权说明 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。&&&& （保密的论文在解密后应遵守此规定） 签名：――导师签名： 鲜嗍纠 Ⅱ上海大学硕士学位论文 第一章绪论１．１课题的来源 机床也称为工作母机，是机械制造中用于加工各种产品零件的复杂的生产工具，机器零件制造都要通过机床加工才能最终成形。&&&&机床工业是机械工业的重要组成部分。&&&&机械产品的质量、更新速度，企业对市场的应变能力以及生产效率在相当程度上取决于机床。&&&&近年来，根据机床加工种类的不同，使机床分类进一步细化，特别是出现大批针对各种特殊工艺要求的数控专用机床Ｉ¨。&&&&随着金属构件作为结构源材料广泛应用于建筑的玻璃幕墙、体育馆、电力传输、城市景观等方面的建造，加工金属构件的专用机床也随之产生。&&&& 上海斯诺博金属构件发展有限公司是国内金属构件加工行业的知名企业，该公司已有１０多年发展历史，公司一方面从事大型金属构件的机械加工，同时结合自己对金属构件加工方面积累的经验，还开发了各种加工装备。&&&&如金属构件专用加工中心，如图１．１．１，就是该公司近年来研发的一项高技术产品． 图１．１．１金属构件专用加工中心机床现场圈 该课题的机床设计的主要技术指标有：最快空走速度：Ｘ轴（３５ｍ／ｍｉｎ），Ｙ轴（２０ｍ／ｍｉｎ），Ｚ轴（１０ｍ／ｍｉｎ）；进给速度：２００ｍ／ｍｉｎ；主轴转速：６０００ｒ／ｍｉｍ定位 一精度：±Ｏ．０２ｍｍ／ｍ；重复定位精度：土Ｏ．Ｏｌｍｍ／ｍ。&&&&上海大学硕士学位论文 该数控机床其加工对象和专用设备主要特点如下： １．金属构件多为细长的铝合金型材，有截面形状较简单的矩形型材构件，也有截面形状十分复杂的型材。&&&&构件长度范围为ｌＯＯｍｍ ７０００珊ｍ，宽度范围为５０ｍ’２５０ｍｍ，构件壁厚范围为２ｍ’３０ｍ。&&&&故所需的专用设备不需很宽但一定要较长。&&&& ２．因加工对象为铝合金型材，如下图１．１．２所示．此类型材壁厚较薄，加工时切削量小、切削力小、切屑少，故所需的专用设备床身并不需像普通机床一样用厚重的钢板进行稳固，而是用较薄的钢板来构成，从而实现了轻量化，节省材料，便于运输，但导致机床的刚性较差。&&&& 图Ｌ ｌ，２加工前及加工后的金属构件 ３．该金属构件加工中心主要应用于幕墙装饰行业，此行业的一个显著特点是：幕墙金属构件加工量、加工内容和加工地点并非常年稳定，而是伴随具体的建筑项目，集中在规定的工期内，幕墙金属构件加工量庞大。&&&&许多已制作好的庞大玻璃幕墙搬运不便，为减少物料的流动，幕墙金属构件加工地点依具体的建筑项目地点而 ２上海大学硕士学位论文定，加工内容也是按具体的建筑项目要求来确定。&&&&从商用角度来讲，用户可能更偏重于租赁而非购买这样的机床。&&&&因此，所需的专用设备尽管庞大，但常常需要搬运到工程前方使用。&&&& 因此，该机床除特殊的数控功能（图元自动编程）和其他一般的性能外，还需要满足一下要求：’ １．轻量化，以节约成本，便于运输； ２．机床易于安装调试； ３．在轻量化中，尽量提高刚性。&&&& 圈１．１．３加Ｉ型材及机床特性示意图 机床在加工工件时，刀具相对于工件的成形运动一般都是通过导轨完成的。&&&&导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。&&&&本专用机床导轨的精度要求主要为在水平面内的导轨直线度。&&&&因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床导轨的精度【羽。&&&&然而，机床导轨在搬运到一个新的场地下因地面的不平整或者在搬运过程中发生不同程度的扭噬，使得导轨会产生相应的变形，从而破坏刀具和工件之间正确的相对位置，使工件的加工精度下降。&&&&因此到一个新的场地时需要重新调整床身的平整度，然后再进行型材的加工。&&&&对于金属构件加工中心机床来说，由于机床跨度较长，需要有若干个支脚进行支撑机床床身；在调整机床时，机床本身刚度较差，几个支脚的力会互相影响，使得床身发生再次变形。&&&&如果操作人员不是有较高技艺的专业人员，在调整过程中会有较大的人为主观性，且没有一定的科学评定方法，多次的调试又会降低效率，使得项目的加工周期增长。&&&& 在现场操作中，目前运用常用水平仪手工测量调整存在以下不便： １．调整床身导轨在垂直平面内的直线度时，无论用作图法还是计算法均不能在检测的过程中随时求出各被测量点豹误差值，现场操作很不方便。&&&& ２．根据导轨测后各档水平仪读数所作的误差曲线，其评定基准为首尾两端点连 ３上海大学硕士学位论文线。&&&&由于床身导轨每次调整后，首尾测量点的位置都将发生变化，即使按照各测量点的误差值准确调整导轨，也不能准确靠近在已经变化了的误差评定基准线上．在测量点处变形的变化方向和大小因受许多因素的影响，不能准确预测，如果产生调量不足与过调，不仅增加调整的次数，还会使床身产生较大的内应力。&&&& ３．床身调平中，由于水平仪零位和桥板平行度误差等因素的影响，其安装水平度有时会发生较大的变化，若发现超差时，需调整很多测量点才能改变其首尾两端点连线对水平线的倾斜度，不仅增加调平的工作量和难度，还不易保证安装水平度１３】 因此，就迫切需要研究一套较为快捷的调整机床导轨的平直度的方法。&&&& 圈１．１．４金属构件专用加工床身导轨实体圈１．２国内外在该方向的研究现状及分析 世界各个国家对直线度测量领域一直予以高度重视，并不断推出新型高精度直线度测量方法和装置，以满足日益增长的对产品质量的要求．目前国内外在圆度、平行度以及表面粗糙度等计量领域甚至已达到纳米级测量精度水平，然而直线度的测量精度却不高，特别是在大长度范围的直线度测量领域，其精度水平更远远落 ４上海大学硕士学位论文后于其他计量项目。&&&&国际上只有美国ＮＩＳＴ，德国ＰＴＢ，原苏联国家标准局，美国劳仑斯国家实验室，日本Ｏｓａｋａ大学，美国Ｌｏｃｋｈｅｅｄ火箭和空间公司等达到了０．ＩＩｕｍ／ｍ或更高的精度水平．当前国际上直线度测量已达到优于０．１ ｊ研／臃的高精度。&&&&美国ＮＢＳ测量光学直尺的直线度，估算精度水平面内为０．０１３／，ａ’ｎ／ｍ，垂直面内为０．０５Ｉ翻／啊，德国ＰＴＢ测量１．５米的长直尺直线度，其不确定度约为ｏｔ ｌ≠嬲。&&&&美国ＨＰ公司的双频激光干涉测量系统的直线度附件，测量精度为０．４～０．５／Ｂｎ／ｍ。&&&& 但由于测量方法种类繁多，目前尚未见到统一面合理的分类方法。&&&&按照测量中有无直线基准，可将直线度测量方法大体上归纳为两大类１４】。&&&&（１）无直线基准测量 ? 无直线基准测量法，是指被测对象直线度的测量不是与某种直线基准进行比较而是沿被测表面以线值测量的方法，得到被测表面上各采样点的偏差值。&&&&然后经数据处理得到被测对象的直线度误差值。&&&&按照信息获得的途径不同，无直线基准测量法又可分为反向法、错位法和多测头法。&&&& １）反向法是将被测零件进行两次安装，并分别进行两次测量，两次安装的位置正好反向，经数据处理求出被测零件的直线度误差。&&&&根据采用的直尺的数量，又可分为单尺法，双尺法和三尺法。&&&&单尺反转测量法原理如图１．２．１所示，用这种方法水平方向测量精度为１３Ⅳｍ，垂直方向为５０＃ｍ。&&&& 自由 ｋ蜀｜Ｌ圭ｌ ｒ―――――〕Ｆ――ｒ――〕 ０ ’被检直冗 ？擞党器 ．． 图ｌｆ ２．ｉ尺反转误差分离原理 ２）移位法是通过被测零件的起始测量位置的变动进行两次测量。&&&&即第１次测量后。&&&&被测件向前平移一跨距，再进行第２次测量，经数据处理可消除测量基准本身的直线的误差，求出被测件的直线度误差。&&&& ３）多测头法也叫多测点法，其测量原理如图Ｉ．２．２所示。&&&&在测量架上安装多个测 ５上海大学硕士学位论文头（Ａ，Ｂ），然后以测头间距（Ｌ）为步长逐次测量，各次测量的首尾端点相接，并记录下每个测头的读数。&&&&然后通过数据处理进行误差分析，可同时得到被测表面的直线度和测量架的直线度偏差。&&&& 圈１．２．２多测头法测直线度误差 综上所述，误差分离法ＥＳＴ测量直线度误差的特点为：（１）实用可靠，适用于在线或离线测量，一次测量可获得多项测量误差，提高了测量精度和测量效率．（２）当长度Ｌ（被测件的总长度）一定时，采样点数Ｎ越大，测量精度越高。&&&&（３）在保证同样测量精度的条件下，可显著降低对基准件及量仪的精度要求。&&&&（４）受多种因素影响，如测量装置结构参数选择不当、测头间距误差、传感器标定误差、工件安装误差等，使测量准确度下降。&&&&（２） 有直线基准测量 直线基准测量法是直接采用一定的直线基础（Ｓｔｒａｉｇｈｔ Ｌｉｎｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ），并以此基准来检测被测表面的直线度偏差（线差或角度值），从而获得被测表面的直线度误差值。&&&&所采用的直线基准通常有：实物基准、重力水平基准和光线基准。&&&&其常用测量方法如下。&&&& １）光隙法是用刀口尺作为理想直线测量直线度误差的一种方法，如图１．２．３９示。&&&&这种方法通常用于对尺寸较小的磨削或研磨表面进行测量。&&&&直线度误差大小可通过测刀口与表面闻光隙的大小来判断。&&&&误差值大小由比对法获得。&&&&在良好的照明条件下，可以清楚地判断出ｌ“ｍ的微小间隙。&&&& ６上海大学硕士学位论文 图１，２．３光隙法测直线度误差 ２）节距法把被测要素按一定长度（节距）划分为若干等分，然后使其测量微小角度的仪器测出各等分段相对于自然水平基准或某一固定光轴的倾角，再根据等分的长度将各段的角值偏差换算为线值偏差，最后根据该组线值偏差数据评定被测要素的直线度误差。&&&& ３）测微仪法（打表法）通常以平板、导轨或平尺作为测量基准。&&&&其测量原理如图１．２．４所示，当测微仪台架在平板上移动时，仪器测头随之划过被测表面，测头的上下移动量反映出被测表面相对于平板（测量基准）的变化状况。&&&&也可以事先在被测表面上确定若干测量点，测量仪只在各测量点上测取数据。&&&&测微仪的最大读数之差就可以作为被铡要素的直线度误差．该方法特点是操作简单、测量精度相对较高，可达５ ｌｌ ｍ。&&&&缺点是测量基准存在着一定的误差。&&&&测量速度较慢，不能实现在线测量。&&&& 图ｌ＿２．４打表法测直线度误差 ４）三坐标法．三坐标测量机是近二十年来发展起来的一种以精密机械为基础，结合光栅与激光干涉技术、计算机技术、应用电子技术等先进技术的测量设备。&&&&利用三坐标测量机（或机床）的高精度导轨作为直线基准，在工作台沿床身导轨移动过程中，利用固定不动的测微表测量被测件表面各采样点的偏差值。&&&&该法具有高精度、测量灵活、系统柔性好的优点，但测量属于接触测量，对于定位点的确定需要一定技巧，测量速度较慢。&&&&随着测量工件的增大，系统往往需要配有高精度的长导轨，不适合于在线实时测量，适合于离线抽检。&&&& ５）激光准直仪法是以激光光束的能量中心线为直线基准，由光电位置敏感元件进行测量。&&&&其测量原理为：由氦２氖激光器发出的一束激光经准直后射向目标测量靶，该靶中心有一块圆形四象限硅光电池，两两相对的硅光电池接成差动式。&&&&其中心与靶子的机械轴线重合。&&&&上、下一对硅光电池，可用来测量靶子相对于激光束在垂直方向上的偏移：左、右一对硅光电池，可用来测量靶子相对于激光束在水平方向上的偏移。&&&&当光电接收靶中心与激光束能量中心重合时，相对的两个光电池接收能量相上海大学硕士学位论文同，因此输出光电信号相等，无信号输出，指示电表指示为零。&&&&当靶子中心偏移激光束能量中心时，相对的两个光电池有差值信号输出，通过运算电路可用指示表指示出数值或用记录仪记录下曲线。&&&&因此，测量时首先将仪器与靶子调整好，然后将靶子沿被测表面测量方向移动，便能得到直线度误差的原始数据。&&&& 其缺点是不易达到很高精度，因为光线在空气中并非绝对准直，测量范围越大。&&&&其偏差就越大：采用的光电位置敏感元件的测量精度较难大幅度提高：光束在传播过程中容易受到各种干扰而出现偏差。&&&& ６）双频激光干涉法是将同一激光器发出的光分成频率不同的两柬光，且使这两束光产生干涉，以涡拉斯顿棱镜作为位置敏感元件进行测量。&&&&其优点是测量距离大，测量速度高，抗干扰能力强，尤其是抗空气扰动的能力强，因此它适于在车间等环境稍差些的场合应用。&&&&测量精度可达０．１４ ｌｌ ｍ。&&&& ７）水平仪法 电子水平仪是一种常用的直线度误差测量仪器，其体积小，重量轻，携带方便，同时操作相对简单，因此电子水平仪测量法是一种比较常用的平面度测量方法，另外，随着科学技术的发展，电子水平仪的精度很高，已经达到了０．００１嗍Ｉｍ，对于长直导轨测量，使用很多。&&&& 对于导轨直线度测量，假设在被测导轨上有一条理想水平直线作为测量基准，再把被测导轨分成若干段，测量中按照事先的布点，手工移动水平仪，测得各点的数据。&&&&传统的测量方法是手工记录各测点数据，而后逐点录入Ｐｃ计算机，进行数据处理。&&&&然后用水平仪分别测出各段相对于理想水平直线所倾斜的角度值，通过绘制坐标图来确定导轨与水平直线的最大误差格数，最后运用公式讼Ｈ－ｎ?Ｉ?Ｌ：计算出导轨与水平直线的误差值。&&&& ＋ｌ ｌ ＋ｌ ＋２ Ｏ ―ｌ ｌ Ｉｌ Ｏ ｍ５ 同１．ｔｏ． 髟绷 ｝埘坐……蔷…一一……一 图Ｉ．２．５水平仪铡量导轨直线度示意图上海大学硕士学位论文１．３课题方案确定及研究的主要内容 根据生产实际的需要，论文的题目是《金属构件加工专用数控机床床身导轨平直度的快速测量与调整》。&&&& 本课题的主要研究方法是：采用电子水平仪自动测量导轨直线度；在开放式数控系统中，利用现有的ＩＰｃ功能，进行自动处理电子水平仪测量的数据进行误差分析；利用有限元对机床受力进行模拟分析其变形情况，在误差分析的基础上调节机床支脚，调平床身的导轨，使其重新达到机床刚出厂时的直线度。&&&&方案研究过程如图１．３．１所示。&&&& 本课题主要解决以下问题： ． １．调查研究了当前国内外平直度测量及误差分析的技术现状和发展趋势，根据当前机床导轨平直度的需求，提出了专用机床平直度快速调整的方案； ２．在常用电子水平仪进行测量直线度的方法的基础上，结合普通机床的平直废测量模式，在分析了金属构件专用数控机床的结构特点后的基础上，提出了适合金属构件加工专用数控机床的快速测量及评定导轨平直度的方法。&&&& ３．设计了导轨平直度的自动测量系统，设计了利用ＲＳ．２３２串行接口实现电子水平仪与工控机的进行数据传输的问题； ４．根据测量数据的误差分离技术，解决了还原导轨真实平直度曲线的问题；对人机交互界面进行了设计，便于工作人员更简单韵进行操作； ５利用有限元对机床的刚度进行了分析，对机床导轨的平直度的调整进行了分析仿真。&&&& ９上海大学硕士学位论文 图１．３．１方案研究过程流程图１．４课题的研究意义 在工业生产活动中，对于机械工业企业，平直度计量测试技术在整个企业的生产活动中占据着大份额的、主导性的地位。&&&&尤其对于机械制造行业各部门及相关行业，在平面度和直线度的检测手段上，建立由电子水平仪和计算机构成的数据采集处理系统，进行平面度和直线度的检测，是一个企业利用计算机技术实现对产品的检测、实施数据处理乃至在线检测与控制，进而提高计量测试的水平，达到对产品质量控制的有效途径和发展趋势。&&&& １０上海大学硕士学位论文 中国装备制造业的发展，机械工业企业的振兴，离不开长度计量测试技术，同时，更离不开平面度和直线度检测技术。&&&&所以，设计开发出具有自动采集数据和分析数据功能，且能打印出计算结果，并可采用多种方法进行平直度检测的测量系统，才能适应当今信息化、产业化时代的发展，同时，也是机械工业企业工作的首选。&&&& 在工业生产活动中，对于机械工业企业，机床的精密度在整个企业的生产活动中占据着大份额的、主导性的地位。&&&&尤其对于机械制造行业各部门及相关行业，在导轨的直线度的检测与调整上，建立由电子水平仪和计算机构成的数据采集处理系统进行对机床导轨直线度的检测，用有限元分析机床床身刚度，后期对床身导轨调平，是一个企业利用计算机技术实现对产品的检测、实施数据处理，后期处理控制，进而提高计量测试的水平，达到对产品质量控制的有效途径和发展趋势。&&&&且本课题研究的为机床自带导轨平直度检测和调整的软件，进一步实现自动补偿和调整的能力。&&&& 随着制造技术的发展，数控专用机床会向各行业渗透，新的生活组织和经营方式形势也会不断地向机床设备提出新的功能要求。&&&&本论文的研究除可成功应用于金属构件加工装备行业外，对其他制造装备的设计研究也具有借鉴作用。&&&& １ｌ上海大学硕士学位论文 第二章导轨平直度检测系统设计 ２．１直线度概念及检测特点 ２．１．１直线度概念 直.
【】【】【】【】【】1、工件尺寸准确，表面光洁度差　　故障原因：刀具刀尖受损，不锋利；机床产生共振，放置不平稳；机床有爬行现象；加工工艺不好。　　　　解决方案：刀具磨损或受损后不锋利，则重新磨刀或选择更好的刀具重新对刀;机床产生共振或放置不平稳，调整水平，打下基础，固定平稳;机械产生爬行的原因为拖板导轨磨损厉害，丝杠滚珠磨损或松动，机床应注意保养，上下班之后应清扫铁丝，并及时加润滑油，以减少摩擦;选择适合工件加工的冷却液，在能达到其他工序加工要求的情况下，尽量选用较高的主轴转速。　　2、工件产生锥度大小头现象　　故障原因：机床放置的水平没调整好，一高一低，产生放置不平稳;车削长轴时，贡献材料比较硬，刀具吃刀比较深，造成让刀现象;尾座顶针与主轴不同心。　　　　解决方案：使用水平仪调整机床的水平度，打下扎实的地基，把机床固定好提高其韧性;选择合理的工艺和适当的切削进给量避免刀具受力让刀;调整尾座。　　3、驱动器相位灯正常，而加工出来的工件尺寸时大时小　　故障原因：机床拖板长期高速运行，导致丝杆和轴承磨损;刀架的重复定位精度在长期使用中产生偏差;拖板每次都能准确回到加工起点，但加工工件尺寸仍然变化。此种现象一般由主轴引起，主轴的高速转动使轴承磨损严重，导致加工尺寸变化。金属加工微信，内容不错，值得关注。　　　　解决方案：用百分表靠在刀架底部，同时通过系统编辑一个固定循环程序，检查拖板的重复定位精度，调整丝杆间隙，更换轴承;用百分表检查刀架的重复定位精度，调整机械或更换刀架;用百分表检测加工工件后是否准确回到程序起点，若可以，则检修主轴，更换轴承。　　4、工件尺寸与实际尺寸相差几毫米，或某一轴向有很大变化　　故障原因：快速定位的速度太快，驱动和电机反应不过来；在长期摩擦损耗后机械的拖板丝杆和轴承过紧卡死；刀架换刀后太松，锁不紧;编辑的程序错误，头、尾没有呼应或没取消刀补就结束了；系统的电子齿轮比或步距角设置错误。　　　　解决方案：快速定位速度太快，则适当调整GO的速度，切削加减速度和时间使驱动器和电机在额定的运行频率下正常工作;在出现机床磨损后产生拖板、丝杆鹤轴承过紧卡死，则必须重新调整修复;刀架换刀后太松则检查刀架反转时间是否满足，检查刀架内部的涡轮蜗杆是否磨损，间隙是否太大，安装是否过松等;如果是程序原因造成的，则必须修改程序，按照工件图纸要求改进，选择合理的加工工艺，按照说明书的指令要求编写正确的程序;若发现尺寸偏差太大则检查系统参数是否设置合理，特别是电子齿轮和步距角等参数是否被破坏，出现此现象可通过打百分表来测量。　　5、加工圆弧效果不理想，尺寸不到位　　故障原因：振动频率的重叠导致共振；加工工艺;参数设置不合理，进给速度过大，使圆弧加工失步;丝杆间隙大引起的松动或丝杆过紧引起的失步；同步带磨损。　　　　解决方案：找出产生共振的部件，改变其频率，避免共振;考虑工件材料的加工工艺，合理编制程序;对于步进电机，加工速率F不可设置过大;机床是否安装牢固，放置平稳，拖板是否磨损后过紧，间隙增大或刀架松动等;更换同步带。金属加工微信，内容不错，值得关注。　　6、批量生产中，偶尔出现工件超差　　故障原因：必须认真检查工装夹具，且考虑到操作者的操作方法，及装夹的可靠性，由于装夹引起的尺寸变化，必须改善工装使工人尽量避免人为疏忽作出误判现象;数控系统可能受到外界电源的波动或受到干扰后自动产生干扰脉冲，传给驱动致使驱动接受多余的脉冲驱动电机夺走或少走现象，　　　　解决方案：了解掌握其规律，尽量采用一些抗干扰的措施，如：强电场干扰的强电电缆与弱电信号的信号线隔离，加入抗干扰的吸收电容和采用屏蔽线隔离，另外，检查地线是否连接牢固，接地触点最近，采取一切抗干扰措施避免系统受干扰。　　7、工件某一道工序加工有变化，其它各道工序尺寸准确　　故障原因：该程序段程序的参数是否合理，是否在预定的轨迹内，编程格式是否符合说明书要求　　　　解决方案：螺纹程序段时出现乱牙，螺距不对，则马上联想到加工螺纹的外围配置(编码器)和该功能的客观因素。　　8、工件的每道工序都有递增或递减的现象　　故障原因：程序编写错误;系统参数设置不合理;配置设置不当;机械传动部件有规律周期性的变化故障　　　　解决方案：检查程序使用的指令是否按说明书规定的要求轨迹执行，可以通过打百分表来判断，把百分表定位在程序的起点让程序结束后拖板是否回到起点位置，再重复执行即便观察其结果，掌握其规律;检查系统参数是否设置合理或被认为改动;有关的机床配置在连接计算耦合参数上单计算是否符合要求，脉冲当量是否准确;检查机床传动部分有没有损坏，齿轮耦合是否均匀，检查是否存在周期性，规律性故障现象，若有则检查其关键部分并给予排除。　　9、系统引起的尺寸变化不稳定　　故障原因：系统参数设置不合理;工作电压不稳定;系统受外部干扰，导致系统失步;已加电容，但系统与驱动器之间的阻抗不匹配，导致有用信号丢失;系统与驱动器之间信号传输不正常;系统损坏或内部故障。　　　　解决方案：速度，加速时间是否过大，主轴转速，切削速度是否合理，是否操作者的参数修改导致系统性能改变;加装稳压设备;接地线并确定已可靠连接，在驱动器脉冲输出触点处加抗干扰吸收电容;选择适当的电容型号;检查系统与驱动器之间的信号连接线是否带屏蔽，连接是否可靠，检查系统脉冲发生信号是否丢失或增加;送厂维修或更换主板。台正机床(tzizhengjichuang)　
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按照地基图做好符合要求的地基，足以支撑机床的水平度1.数控系统的维护　　　　　　（1）严格遵守操作规程和日常维护制度　　　　　　（2）应尽量少开数控柜和强电柜转载tzizhengjichuang台正机床生产销售热门文章最新文章tzizhengjichuang台正机床生产销售}