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2017年5月31日

配FANUC系統數控機床抗干擾措施（1）

數控系統一般在電磁環境惡劣的工業現場使用。在數控機床的電氣設計過程中，數控系統對千擾的抑制如果處理不好，經常會發生數控系統和電動機反饋的異常報苦，在機床電氣完成裝配后，處理這類問題就非常困難。為了避免此類故康的發生.在機床設計時應該全方位考慮。電磁干擾有傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾是指通過導電介質把一個電網絡上的信號耦合(干擾)到另一個電網絡。輻射干擾是指干擾像通過空間把其信號報合(干擾)到另一個電網絡。在高速PCB及系統設什中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發射電磁波并影響其他系統或該系統內其他子系統的正常工作。因為表面安裝和大規模集成電路的應用，CNC的體積已經得到穩步減小。設計上也可以防止外部的噪聲對CNC的損壞。然而，很難定量測量嗓聲的水平，并且嗓聲有很多不確定的影響因家。防止內部嗓聲的產生和防止外部嗓聲傳人CNC都非常重要。如果能注憊到這些，就會提高CNC加工中心的穩定性。CNC的功能部件經常和電柜中的能產生嗓聲的電磁元件裝在一起。可能傳人CNC的嗓聲派有電容輻合、電磁感應和對地的循環。以下這些措施實施簡單.效果明顯，能夠很好地提高抗干擾能力。1 采用信號錢的分離措施將數控機床中使用的電統分成A, B,C三組:A組信號線有初級交流電舔線、次級交流電派線、文流/直流電浮線(包括伺服和主軸電機的電旅線)、交流洲直流線圈、交流/直流繼電器。B組信號線有直流線圈(24 V DC)，直流繼電器(24DC), CNC和強電柜之間的DI/D0、電纜，CNC和機床之間的DI/D0、電纜連接控制單元及其他外圍設備的24 VDC輸人電派電纜。c組信號線有:I/O LINK電統、用于位f和速度反飯的電纜、CNC與主軸放大器之間的電纜、位I編碼器的電纜、手搖脈沖發生器的電纜、CNC與CRT/MDI之間的電纜、RS232C與RS-422用的電組、電他用的電纜、其他屏蔽用的電統。抗干擾處理辦法:(1)將A組電纜與B組和C組電統分開捆綁(分組捆綁時兩組電纜間距離至少10cm)。或者將A組電纜進行屏蔽(使用接地板在兩組間進行屏蔽)，在線圈或者繼電器上安裝滅弧裝Z或者二極管. (2)將直流線圈和繼電器與二極管連接起來。將B組電纜與A組電纜分開捆綁，或者將B組電纜進行屏蔽。B組電統與C組電統盡量遠離。建議將B組電纜屏蔽處理。(3)將C組與人組電纜分開捆綁，或者將C組電纜進行屏蔽。C組電纜與B組電纜盡t遠離。CNC與CRT/MDI之間的電統長度小于30 cm時不用屏蔽。

2017年5月31日

電子齒輪功能的跟蹤控制方法

目前齒輪測量中心的數控系統主要采用電子展成法控制，根據漸開線法線極坐標的線性關系，向兩套伺服裝置發送指令脈沖合成被測齒輪的廓線，主要缺點在于:必需實現極為精確的兩軸聯動方可使測頭按被測齒輪的理論軌跡(如漸開線)運動，測量精度受限于運動控制精度，成本高售價昂貴。測頭跟蹤控制法可以節約成本，其缺點在于當測頭脫離齒面時，無法再進行跟蹤控制，在逐齒或間齒測量時，測頭無法按標準軌跡進人下一測量齒的齒面，實現自動循環測量更加困難. 為了解決上述問題，作者研究了電子齒輪功能和齒輪齒廓偏差的測量原理，開發了基于電子齒輪功能的跟蹤控制方法，同時解決了以上兩種控制方法的問題，既可以保證按標準軌跡進行測頭控制，又使得實現控制相對容易。1基于電子齒輪功能的跟蹤控制方法測量機構由精密轉臺和直線導軌、驅動裝置、光柵和微位移傳感器組成，如圖1所示。被測齒輪安裝在帶有圓光柵的精密轉臺(主軸)上，由交流伺服電機帶動做旋轉運動，跟蹤測量時，圓光柵隨轉臺轉動并輸出TTL脈沖信號，將此脈沖信號輸人到帶有電子齒輪功能的控制卡，使能控制卡的電子齒輪功能，使安裝在直線軸導軌上的測頭沿著被測齒輪的切向方向做直線運動。電子齒輪模式能夠將2軸或多軸聯系起來，實現精確的同步運動，從而替代傳統的機械齒輪連接.

2017年5月31日

數控龍門銑床切削液選型

數控龍門銑床切削液的選型應當首先確定使用油基切削液還是水基切削液，選用時需綜合考慮加工工序和工件材料、機床狀況、環保衛生等要求。油基切削液的潤滑性較好，適用于中、低切削速度的精密成形加工工序，容易獲得較好的表面加工質量和較長的刀具壽命。水基切削液的冷卻性較好，適合高強度切削加工(高速、大進給切削)，能有效降低高速切削時高溫造成的刀具磨損以及工件熱損傷和熱變形。工件材料的性能對切削液的選擇也很重要，同一種加工工序，由于工件材料的加工難易程度不同，切削液的選擇也不同，實際應用中要綜合考慮加工工序和工件材料的特點.具體選用時可參考表l。如機床或環衛對切削液有特殊要求時，此時應根據實際情況選擇切削液的種類。

2017年5月31日

檢測導軌直線度的方法

以00級大理石為基準面，將工作臺按照圖紙要求固定在大理石上，用打表的方法在00級大理石方箱進行找正，如圖2所示。依據表頭指針的的讀數，導軌在豎直面內直線度較好，偏差僅有5μm，但在水平面內有來回擺動的趨勢。相比較而言，誤差在水平面比較敏感。試驗中導軌從一極限位置開始，運動140 mm，導軌在水平面內的運動軌跡如表1和圖3所示。該測量儀是依據鏡頭捕捉被測工作的位置，由光柵尺讀取所測工件的長度。導軌在移動過程中呈現往復擺動，進而使固定在移動滑臺上的鏡頭往復擺動，會造成所測結果偏大或偏小。試驗中選取長度為80 mm的標準量塊，在不同位置測量誤差相差一百多微米。

2017年5月31日

數控銑床砂輪磨損后使用宏程序進行半徑補償

數控銑床在定子磨削過程中，砂輪會產生磨損，需要定期進行修磨。在數控銑床工作臺上，三爪卡盤右側支架上固定一個金剛石修磨筆，金剛石筆尖高度大于砂輪長度20 mm，設定金剛石筆尖為修磨程序原點G55,每磨削一個定子修磨一次砂輪，根據經驗每次修磨砂輪半徑0. 2 mm。如圖3所示為定子磨削示意圖。砂輪修磨程序如下: 子程序O1001; G55 G90 G80 C00 G17 G40; Z50. S3000 M03; #501=#501+1; #501為修磨砂輪次數，修磨程序運行一次自動加1，更換砂輪置0 #101=10-#501 * 0. 2; #101為修磨后砂輪半徑，砂輪初始半徑值修磨為10 G00 X-#101 Y0 Z50. M09;修磨砂輪時砂輪中心位置 Z5.; G01 Z-20. F150; G00 X-25; Z50. M99; 如果您對我們的數控銑床有興趣，可以到 http://m.puliou.cn/Pro/5.html查看

2017年5月31日

曲面輪廓度計算

面輪廓度是實際待測要紊相對于理想要素的輪廓變動量的大小，對曲面輪腳度的要求一般分為兩類:一種有基準要求，另一類則是沒有注明基準要求的。這里討論的是沒有基準要求的自由曲面輪廓度的評定。無基準要求的輪廓度評定因為沒有統一的位!荃準，自由曲面面輪廓度是通過在******匹配的情形下計算測童數據與CAD模型的最小距離的極值。其主要問題有兩個:(1)測童點到CAD模型上的最近鄰點的計算;(2)在已知測it點的在CAD模型上對應點后，其相應的剛體變換矩陣的旋轉參數與平移參數的求解，問題可以描述成:設Pi(i=1,2，....,n)為曲面側量數據點，Q=r(u,v)是CAD模型，側量點到曲面CAD模型的最近距離可以表示為: 其中：按照最小二乘法構造目標函數.側點集Pi到理論曲面Q間的最小距離目標函數F為: 式中:dis為Pi和Q的距離函數;R和T分別是表示側I點集相對于曲面模型的旋轉矩陣和平移矩陣，a、Pl，分別表示測量點集繞坐標軸x, y,:的旋轉角度;Tx、Ty,,Tz分別表示側量點集沿坐標軸x、y、z方向的平移分量。使F取得最小值的剛體變換矩陣M記為******剛體變換矩陣M,，其中滿足式(1)的qj是Pi,在CAD模型上的對應的最近點。完成了******匹配參數的求解，可以進一步求得在******匹配情形下的各測it單點的誤差D,，可以表示為Di=dis(MoPi,qi)。根據變換后的側盆點MoPi,與其CAD模型上的最近點9j構成的矢t和4‘的法矢A的夾角，確定在CAD法向上正負方向上的兩個偏差最值點，分別記為Dmax Dmin則曲面輪廓度f可以表示: 在以上過程中，計算最近點9‘和******匹配的變換矩陣的6個參數都要求解復雜的非線性方程組且是一個反復迭代的過程，一般都采用數值迭代方法求解，故用不確定度傳遞模型來表示f和Pi之間的關系是很復雜和困難的。

2017年5月31日

提高臥式加工中心可靠性的措施(1)

臥式加工中心是一種高效、高性能的數控機床，在一次裝夾中可連續完成零件的銑、鉆、世、鉸及攻絲等多種工序加工。近年來，隨著我國工業的快速發展，對高速、高效、高精和高可靠性的臥式加工中心的據求t越來越大，而機床能否發揮其高速、高效、高精等性能，關鍵取決于其可靠性。當前，包括臥式加工中心在內的國產數控機床與進口數控機床最直接的差距就體現在機床的可靠性上，可靠性已成為形響國產數控機床口碑和市場的關鍵因家，提高國產數控機床的可靠性已成為當務之急。作者通過對14臺某公司目前生產的臥式加工中心在用戶現場發生的故障數據進行深人分析，查清機床整機各故障部位、故障模式及故障原因的比率，從整體上掌握該系列臥式加工中心的故障發生情況，找出對機床整機可靠性影響較大的故障模式和故障原因，并據此提出提高國產臥式加工中心可靠性的措施。1 臥式加工中心故陣分析根據分析的臥式加工中心的結構，將其分為13個子系統，分別為刀庫系統、主軸系統、電氣系統、進給系統、排屑系統、液壓系統、CNC系統、防護系統、冷卻系統、潤滑系統、氣動系統、回轉工作臺、伺服系統。1.1機床整機故陣部位分析通過對14臺該公司目前生產的臥式加工中心在用戶現場發生的故障數據進行整理分析，得到機床整機故障部位概率表和概率圖，見表I和圖1, 由表1和圖1可知，該系列臥式加工中心共69條故障數據。其中刀庫系統故障最多，約占14.49%，是影響該系列臥式加工中心可靠性的關鍵子系統.主要表現為機械手無動作、機械手運動不到位、機械手抓錯刀等;其次是主軸系統，約占整機故降的13.04%，亦是影響該系列臥式加工中心可靠性的關鍵子系統，主要表現為主軸箱有噪聲、零部件損壞、主軸不能換擋等;進給系統故障數居第三位，約占11.59%，主要表現為元器件損壞、定位精度偏失、進給軸不能回零等;而排周系統、潤清系統和氣動系統的故障則相對較少。

2017年5月31日

液壓設備的維護和保養

液壓設備的操作保養，除應滿足對一般機械設備的保養要求外，還有它的特殊要求，主要有以下幾點: (1)操作者必須熟悉該設備所用的主要液壓元件的作用，熟悉液壓系統原理，掌握系統動作順序。 (2)操作者要經常監視液壓系統工作狀況，觀察工作壓力和速度，檢查工件尺寸及刀具磨損情況，以保證液壓系統工作穩定可靠。 (3)在開動設備前，應槍查所有運動機構及電磁閥是否處于原始狀態，檢查油箱油位。若發現異常或油I不足，不準起動液壓泵電機，并找維修人員進行處理。 (4)冬季當油箱內油溫未達到25℃時，各執行機構不準開始按順序工作，而只能起動液壓泵電機使液壓泵空運轉。X季工作過程中，當油箱內油沮高于60℃時，要注憊液壓系統工作狀況，并通知維修人員進行處理。 (5)停機4h以上的液壓設備，在開始工作前，應先起動液壓泵電機5 - 10 min(泵進行空運轉).然后才能帶壓力工作。 (6)操作者不準損壞電氣系統的互鎖裝t，不準用手推動電控閥.不準損壞或任憊移動各操縱擋塊的位置 (7)未經主管部門同愈，操作者不準對各液壓元件私自調節或拆換。 (8)當液壓系統出現故障時，操作者不準私自亂動.應立即報告維修部門。維修部門有關人員應盡快到現場，對故障原因進行分析并排除。 (9)液壓設備應經常保持清沽，防止灰塵、切削用切削液、切周、棉紗等雜物進人油箱。 (10)操作者要按設備點檢卡上規定的部位和項目進行認真點檢。

2017年5月31日

超離速磨削沮度的實驗研究

超高速磨削溫度實驗在某大學國家高效磨削工程技術研究中心自行研制的超高速平面磨削試驗臺上進行，該實驗臺主軸功率達40 kW，最高轉速為24000r/min.工作臺電機驅動功率5 kW,采用SBS4500砂輪動平衡系統對砂輪進行了實時動平衡，冷卻系統壓力為0一25 MPa。采用水基冷卻液，供液壓力為8MPa。為了分析不同類型材料在超高速磨削條件下的磨削機理，比較不同材料的可磨削性能，實驗中選擇了工程中應用較多的45碳素鋼、40Cr合金鋼兩種材料，采用人工熱電偶測試磨削溫度。1.1實臉材料及性能數據 45鋼是中碳鋼，經調質處理后可獲得良好的綜合機械性能，用來制造承受負荷較大的機器零件，如齒輪、連桿、軸等。 40Cr鋼是機械制造業使用最廣泛的鋼種之一屬于低合金中碳結構鋼，由于主要在調質狀態下使用，也稱為調質鋼。其調質后具有高的強度、良好的塑性和韌性、好的低沮沖擊韌性、低的缺口敏感性和高的疲勞強度，常用于加工機械設備中重要的軸類、連桿螺栓、進氣閥和齒輪部件等. 45鋼與40Cr的物理特性見表1.

2017年5月31日

電液振動臺伺服系統

電液振動臺伺服系統屬于位里控制系統，即通過控制油缸活塞的位移實現要求的振動波形。此類系統包含兩類非線性因家:(1)伺服閥的流量非線性特性;(2)各種典型的非線性川。在高頻、大加速度振動試驗時，負載壓力大范圍變換，使得伺服閥流t非線性嚴盆，常用的荃于工作點處線性化的設計方法難以奏效。此外振動試驗更加關注加速度波形失真度.常規線性系統控制器設計方法由于無法消除流量非線性的響，難以大幅減小加速度的波形失真。仿射非線性變換是解決液壓伺服系統流盆非線性特性的一個重要方法，通過構造適當的反饋控制t可將系統精確線性化。但由于液壓系統參數無法準確獲得，通常難以直接將被控對象精確線性化。我們將仿射非線性變換與模型跟隨自適應控制(AMFC)相結合，提出使用非線性AMFC控制方法對電液振動臺進行控制，試圖減小加速度波形失真度.提高控制精度。首先分析液壓伺服系統非線性流量特性對正弦響應的影響，然后介紹非線性AMFC方法，并通過仿真對控制效果進行了驗證。