Lai darbgaldos panāktu "stabilu darbību pie lielas slodzes un precīzu pozicionēšanu lielā ātrumā", nepieciešama visaptveroša pieeja no četrām dimensijām: mehāniskās struktūras optimizācija, vadības sistēmas jauninājumi, kritisko komponentu nostiprināšana un procesa parametru optimizācija. Tālāk ir norādīti konkrēti ieviešanas ceļi un analīze.
Mehāniskās struktūras optimizācija
Gultas un kolonnas dizains
CNC mašīnas pamatne ir izgatavota no augstas -izturības čuguna vai polimērbetona materiāla, un iekšējie spriegumi tiek novērsti ar precīzu termisko apstrādi, lai uzlabotu izturību pret deformācijām.
Vārpstas sistēmas uzlabošana
Vārpstas kārbai ir simetrisks dizains, apvienojumā ar augstas-precizitātes gultņiem ar regulējamu priekšslodzi (piemēram, keramikas gultņiem vai magnētiskās levitācijas gultņiem), kas nodrošina dinamisku stabilitāti liela ātruma rotācijas laikā.
Vadošās sliedes un lodīšu skrūvju uzlabojumi
Augstas-precizitātes lineārajām vadotnēm (piemēram, lodīšu vadotnēm) ir zema berze un augsta stingrība, un tās ir savienotas pārī ar augstas-precizitātes lodīšu skrūvēm, lai kontrolētu kustības paralēlismu un linearitāti līdz mikronu līmenim, samazinot vibrāciju un novirzi instrumenta kustības laikā.
Vadības sistēmas jauninājums
CNC sistēmas parametru optimizācija
Zemas-frekvences svārstību slāpēšana: pielāgojot pozīcijas cilpas pastiprinājumu (piem., samazinot parametru 1825 no 3000 uz 2500), slodzes inerces koeficientu (2021. parametrs, mazāks par vai vienāds ar 70%), iespējojot PI vadību (2003. parametrs) un ātruma precizēšanu (parametrs 2003) #3=1 2043), tiek samazinātas vibrācijas paātrinājuma un palēninājuma fāzēs.
Augstas-frekvences svārstību slāpēšana: iespējojot paātrinājuma atgriezenisko saiti (2066. parametrs iestatīts uz -10–20), optimizējot slodzes inerces koeficientu, pievienojot griezes momenta komandu filtru (2067. parametrs atlasīts diapazonā no 1166–2327) un iespējojot funkciju}0}#8 2. novērotājs, 03. augstfrekvences troksnis tiek precīzi atdalīts un slāpēts.
Adaptīvā vadības tehnoloģija
CNC darbgalds ir aprīkots ar akustiskās emisijas sensoru tīklu, lai reāllaikā uzraudzītu griešanas vibrācijas stāvokli. Kad tiek konstatēta paaugstināta vibrācija, padeves ātrums vai vārpstas ātrums tiek automātiski pielāgots (piem., izmantojot mainīga ātruma griešanas stratēģiju neapstrādātas apstrādes laikā, lai izvairītos no rezonanses).
Galveno komponentu pastiprināšana
Instrumentu sistēmas optimizācija
Dinamiskā balansēšana: ja vārpstas ātrums pārsniedz 12 000 apgr./min, instrumenta dinamiskā balansēšana ir obligāta (izslēgta-mašīna vai ieslēgta-mašīnas balansēšana), lai samazinātu centrbēdzes spēka radītās vibrācijas. Piemēram, ar dimanta-pārklājumu, ko izmanto alumīnija oksīda keramikas apstrādei, ar augstu cietību un nodilumizturību, var samazināt griešanas spēkus un līdz minimumam samazināt deformāciju.
Uzlabota iespīlēšanas metode
Hidraulisko patronu izmantošana nodrošina vienmērīgu iespīlēšanas spēku un saīsina instrumenta pārkari (konsoles garumu), palielinot stingrību. Piemēram, apstrādājot silīcija nitrīda keramiku, hidrauliskās patronas apvienojumā ar slāņveida griešanas procesiem var samazināt instrumenta slodzi par vairāk nekā 50%.
Vibrāciju slāpēšanas ierīces
Install an active vibration damping platform on the machine tool foundation to isolate ground vibrations with frequencies >5 Hz; vai izmantojiet hidraulisko vibrāciju slāpējošu instrumentu turētāju (instrumentiem, kas paredzēti garai pārkarei), lai absorbētu trieciena enerģiju griešanas procesa laikā.
Procesa parametru optimizācija
Griešanas parametru saskaņošana
Izveidojiet griešanas parametru datu bāzi, lai tā atbilstu optimālajai vārpstas ātruma{0}}padeves ātruma kombinācijai dažādiem materiāliem (piemēram, keramikai un metāliem).
Izmantojiet slāņveida griešanas procesu, lai apstrādātu detaļas ar biezām{0}}sienām, kontrolējot katra slāņa griešanas dziļumu instrumenta ietilpības robežās, lai izvairītos no pārmērīga spēka uz instrumentu pārāk dziļu griezumu dēļ.
Rīku ceļa plānošana
Izvairieties no pēkšņām virziena izmaiņām un biežas CNC darbgalda iedarbināšanas un apturēšanas, lai samazinātu inerces spēkus un trieciena spēkus. Piemēram, apstrādājot sarežģītas virsmas, izmantojiet kāpšanas frēzēšanu vai parasto frēzēšanu, izvēloties optimālo ceļu, pamatojoties uz detaļas īpašībām, lai samazinātu griešanas spēka svārstības.
Lai darbgaldos panāktu "stabilu darbību pie lielas slodzes un precīzu pozicionēšanu lielā ātrumā", ir nepieciešams augstas-stingrības mehāniskās struktūras pamats. Tas tiek panākts, optimizējot CNC sistēmas parametrus, pastiprinot galvenos komponentus (piemēram, vārpstu, griezējinstrumentus un vadošās sliedes) un saskaņojot procesa parametrus, lai izveidotu slēgtas -cilpas vibrācijas kontroles sistēmu. Apvienojot to ar adaptīvo vadības tehnoloģiju un vibrācijas slāpēšanas ierīcēm, var vēl vairāk uzlabot darbgalda stabilitāti ekstremālos darbības apstākļos, apmierinot augstas-precizitātes apstrādes prasības.