數(shù)控機床為什么要安裝光柵尺及維修方法和安裝案例圖，蘇州澤升*密機械儀器有限*擁有*支具有*化服務技術和敬業(yè)*神的率維修團隊。團隊中的維修技術人員均經(jīng)過德國海德漢*(heidenhain)的*培訓、考核，具備海德漢*認證頒發(fā)的維修上崗證書。同時，*從德國引進了海德漢全套檢測設備，能夠檢測海德漢數(shù)控光柵尺、西班牙發(fā)格數(shù)控光柵尺、奧地利rsf數(shù)控光柵尺、意大利givi數(shù)控光柵尺、立陶宛普斯克數(shù)控光柵尺等數(shù)控光柵尺。
隨著數(shù)控機床在加工領域的普遍使用,對于數(shù)控機床*加工的產(chǎn)品的*度要求的不斷提*,輔佐數(shù)控機床在加工中的走dao*度的產(chǎn)品也運用到數(shù)控機床中,光柵尺就是*種輔佐數(shù)控機床走dao*度的產(chǎn)品。光柵尺,也稱為光柵尺位移傳感器(光柵尺傳感器),經(jīng)常應用于數(shù)控機床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中,可用作直線位移或者角位移的檢測。在數(shù)控機床中常用于對dao具和工件的坐標進行檢測,來觀察和跟蹤走dao誤差,以起到*個補償dao具的運動誤差的作用。數(shù)控機床安裝了光柵尺,可以保障機床的走dao*度,對于數(shù)控機床的加工*度有著良好的輔助效果。
光柵尺作為數(shù)控機床直線軸的位置檢測元件，相當于人的“眼睛”，就是“監(jiān)視”該直線軸在執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)的移動指令后，該直線軸是否真正*地運行到數(shù)控系統(tǒng) 指令*要求的位置。如果數(shù)控機床沒有安裝光柵尺，當數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出直線軸的移動指令后，直線軸能否到達數(shù)控系統(tǒng)要求的位置，*依靠數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試的*度和機械傳動*度來保障。數(shù)控機床使用*段時間后，由于電氣調(diào)試參數(shù)的修改和機械誤差的加大等原因，該直線軸很可能和數(shù)控系統(tǒng)指令*要求的位置相差很多，這時候 數(shù)控系統(tǒng)根本不知道，維修和操作機床的人員也不知道，要想知道這個差距，維修人員就要對機床進行*度檢測。*以數(shù)控機床沒有安裝光柵尺，就要定期對機床的*度進行檢查，*不小心，*旦忘記檢測數(shù)控機床的*度，很可能導致加工的產(chǎn)品*度超差甚至報廢。
為彌補普通光柵尺在數(shù)控機床回參過程中的不足，介紹*種新型的光柵——智能參考點光柵在數(shù)控機床上的安裝調(diào)試方法。通過傳感器的應用，可達到回參快速、操作簡便的目的。
線性光柵尺作為自動化設備，在實踐應用中，能夠直接測量出機械、機床*處的位置。但*使用后，其內(nèi)部零部件相互摩擦，勢必會出現(xiàn)不同程度的故障，如何排除故障，確保光柵尺能夠正常運轉(zhuǎn)，確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量受到了廣泛關注。從線性光柵尺工作原理入手，對其在數(shù)控機床中的應用及維修進行分析。
光柵尺是光柵線位移傳感器的簡稱，是*種利用光柵原理實現(xiàn)線位移測量的傳感器。光柵線位移傳感器主要應用于直線移動導軌機構，可實現(xiàn)移動量的顯示和自動控制，廣泛應用于金屬切削機床加工量的數(shù)字顯示和cnc加工中心位置環(huán)的控制。
提供*種測量快速、成本低且能有效提*位置的可靠性的數(shù)控機床用式光柵尺。包括讀數(shù)頭裝置（1）和尺身裝置（2），在*述尺身裝置（2）內(nèi)固定設置有玻璃光柵，在*述玻璃光柵上刻有碼道，*述讀數(shù)頭裝置（1）由支架和小裝置組成，在*述支架上裝置有信號處理單元，裝置內(nèi)裝置有線陣ccd傳感器、放大鏡組和平行光源，*述線陣ccd傳感器與*述信號處理單元信號連接，*述放大鏡組與*述平行光源之間留有間隙，*述玻璃光柵位于該間隙之間，*述放大鏡組的鏡頭正對*述碼道，數(shù)控機床上的移動工作臺帶動*述讀數(shù)頭裝置（1）相對于*述玻璃光柵移動。本實用新型可應用于測量領域。
制造業(yè)的快速發(fā)展對數(shù)控機床的加工*度提出越來越*的要求.在線位移的檢測和控制方面，正在逐漸的從圓編碼器配合滾珠絲杠的方式向光柵尺配合直線電機的方式轉(zhuǎn)變，但目前我國沒有能夠適用于數(shù)控系統(tǒng)閉環(huán)需求的光柵尺。式光柵尺是2005年出現(xiàn)在市場上的*種新型光柵產(chǎn)品，相比于增量式光柵尺而言，其在功能、性能上都有較大提*，目前已在中數(shù)控系統(tǒng)中廣泛應用。因此，開展*式光柵尺的測量技術研究具有重要意義。研究了式光柵尺的工作原理，提出了研制方案。深入研究了單軌位置編碼、*光電器件、串行通信協(xié)議等關鍵技術，完成了式光柵尺的研制，給出了設計結(jié)果。研究了使用線性移位反饋寄存器產(chǎn)生位置編碼的方法，詳細闡述了聯(lián)結(jié)多項式的本原多項式的求解方法，給出了系數(shù)在二元域取值的10級多項式的*有本原多項式。為了增加譯碼的可靠性，研究了曼徹斯特編碼在位置編碼中的應用。利用上述方法，完成了位置編碼的設計。研究了式光柵尺光電信號探測方法。介紹了cmos圖像傳感器在式光柵尺中的應用方式，詳細闡述了式光柵尺*光電器件的架構設計與電路設計，給出了設計結(jié)果。分析了*光電器件的頻率響應和信噪比的關系，式光柵尺zui大測量速度和分辨率。
分析數(shù)控機床進給軸采用光柵尺的全閉環(huán)控制方式的缺點,以及目前熱補償技術未能廣泛應用的原因。為了解決*般熱誤差模型魯棒性差的問題,提出了*種針對半閉環(huán)伺服軸的新的基于熱傳遞理論的熱誤差建模方法,并給出了模型推導過程和參數(shù)優(yōu)化過程。給出的熱誤差模型包括環(huán)境溫度變化引起的熱誤差和絲杠摩擦運動導致的熱誤差,依據(jù)摩擦生熱、熱傳導和散熱機理,實時預測絲杠的溫度場,以實現(xiàn)預測并補償絲杠熱誤差的目的。在立式加工中心vmc1100p上進行了熱誤差試驗,給出了試驗過程、補償原理以及補償器與數(shù)控系統(tǒng)的通訊配置方式。zui后的試驗結(jié)果顯示,半閉環(huán)伺服軸補償后的*度穩(wěn)定性遠*于補償前,也遠*于帶光柵尺的全閉環(huán)控制系統(tǒng)。
隨著現(xiàn)代加工和計量技術的發(fā)展，對位移測量及加工定位的*度提出了更*要求。在諸多的位移測量技術中，光柵位移傳感器以其性能穩(wěn)定、*、**力強、與計算機結(jié)合方便等優(yōu)點，被廣泛應用在數(shù)控機床、機械加工等領域?；趈cxf系列光柵尺，研制出*款帶usb接口的光柵數(shù)據(jù)采集與誤差修正系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有測量*度*、使用方便、小型化等優(yōu)點。 該光柵信號處理系統(tǒng)是采用軟硬件相結(jié)合的方式實現(xiàn)的，整個系統(tǒng)以微控制器lpc11u14為核心，負責控制協(xié)調(diào)各模塊間的正常工作。硬件部分采用cpld器件epm570t144c5對光柵信號進行處理，實現(xiàn)了光柵信號的四細分與辨向、可逆計數(shù)等。 軟件部分包括：微控制器讀取cpld光柵細分數(shù)；在微控制器中采用三次樣條插值算法擬合誤差曲線，并對任意插值點進行誤差修正；開發(fā)usb驅(qū)動程序，使usb枚舉成功，實現(xiàn)微控制器與上位機的通訊；上位機顯示界面的編寫等。 通過實驗驗證，本設計zui終實現(xiàn)了光柵信號的四細分，使光柵測量系統(tǒng)的分辨率達到1μm，經(jīng)誤差修正后的測量系統(tǒng)誤差從-16.8μm~23.5μm降低到-1.2μm~11.6μm，測量系統(tǒng)*度顯著提*。
設備是企業(yè)的主要生產(chǎn)工具,也是企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志,采用新技術、新工藝,加速企業(yè)設備的技術改造,提*競爭能力,這即是裝備政策,又是企業(yè)的*項重要的戰(zhàn)略任務。 30t數(shù)顯鏜銑床是沈陽鼓風機集團有限*在1980年引進的美國lucus*設備,機床經(jīng)幾十年運行設備數(shù)顯裝置及主軸、伺服已落后老化,機床處于故障多發(fā)期。沈鼓集團立項采用*技術進行改造。 就設備技術改造的如下幾個問題進行論述。 (1)應用西班牙fagor 8025數(shù)控系統(tǒng)改造,優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù),編寫plc控制程序,設定m功能代碼。 (2)光柵尺在數(shù)控機床上全閉環(huán)控制改造。 (3)直流伺服驅(qū)動裝置與原裝直流伺服電機的匹配改造；英國歐陸590型數(shù)字化直流調(diào)速裝置在機床主軸驅(qū)動上改造。 通過應用*技術對美30t數(shù)顯鏜銑床進行的*系列技術改造,使設備在功能上實現(xiàn)質(zhì)的飛躍,提*了設備加工能力,增強機床可靠性。此項目的應用實施,對數(shù)顯機床進行數(shù)控技術改造具有指導意義,對fagor 8025 cnc, ksa63寬調(diào)速伺服單元,歐陸590主軸調(diào)速器及光柵尺全閉環(huán)控制應用具有現(xiàn)實的指導作用和推廣意義。機床改造后提*了加工效率和機床*度,達到當前*數(shù)控機床水平。
隨著對數(shù)控機床加工*度的要求越來越*,使用電機編碼器作為位置反饋的方式已經(jīng)不能滿足*度需求。使用光柵尺構成的全閉環(huán)控制方式可以實現(xiàn)*和*度穩(wěn)定性。介紹了海德漢光柵尺的原理。之后給出了在fanuc數(shù)控系統(tǒng)上的應用方法。
隨著現(xiàn)代加工業(yè)的迅速發(fā)展,數(shù)控機床的應用越來越廣,同時對數(shù)控機床定位*度也日益提*,*密滾珠絲杠加角度編碼器式的半閉環(huán)控制系統(tǒng)已很難滿足用戶的需求。基于半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床具有明顯的缺點:無法控制機床傳動機構*產(chǎn)生的傳動誤差、*速運轉(zhuǎn)時傳動機構
對數(shù)控機床中廣泛使用的位置檢測元件--光柵尺的結(jié)構和工作原理作了深入的分析,同時對數(shù)控機床中使用的光柵尺進并結(jié)合840d數(shù)控系統(tǒng)中的實例,分析了故障原因,提出了解決問題的方法,為數(shù)控機床的維護保養(yǎng)工作提供了實際依據(jù).
at89s51單片機開發(fā)設計光柵尺位移測量系統(tǒng)的電路思路及軟件設計方法。應用光柵位移傳感器和辨向電路的設計原理，開發(fā)設計了*套在線測量位移裝置，該裝置測量*度可達到±0.01mm，實現(xiàn)了在機床加工過程中實時檢測工件尺寸。
作為*生產(chǎn)重型、超重型機床規(guī)格zui大、品種zui全的大型骨干企業(yè),武漢重型機床集團有限*(以下簡稱武重)近年來取得了很多突破,xku系列數(shù)控雙龍門移動銑鏜床就是其中*.在研發(fā)這臺*zui大的龍門機床初期,武重便聯(lián)系到海德漢*,尋求用于其超長直線軸定位的測量產(chǎn)品.這臺巨型機床的x軸測量長度為64 m,床身總長85 m,足足有足球場長度的3/4,這是十分令人震撼的.
提出了*種基于光柵尺的數(shù)控機床定位*度和重復定位*度檢測方法,利用光柵尺、細分計數(shù)卡、工控機對數(shù)控機床的定位*度和重復定位*度進行檢測,并與激光干涉儀的檢測結(jié)果相比較,實驗表明,該方法不*檢測*度*,成本低,而且操作簡便。
為了提*大型數(shù)控機床的光柵定位*度，提出了基于熱特性分析的光柵定位熱誤差建模理論及補償方法.闡述了光柵受熱膨脹產(chǎn)生熱伸長從而導致定位偏差的機理，并對光柵定位誤差產(chǎn)生的影響及表現(xiàn)形式進行了說明.建立了光柵熱伸長量和溫升量的線性關系表達式.在光柵尺上均勻布置多個溫度傳感器，實時采集光柵尺多點溫度，通過插值運算，擬合出光柵尺各點的溫度值.由于在機床運動過程中，光柵尺各點的溫升量不盡相同，采用對光柵尺各點溫升量積分的方法，求出光柵各點熱伸長量，建立了光柵定位熱誤差模型.利用自主研發(fā)的數(shù)控機床誤差補償系統(tǒng)，應用光柵定位熱誤差模型，對落地鏜床tk6920進行光柵尺定位熱誤差補償.結(jié)果顯示：光柵定位熱誤差模型對運動過程中的光柵定位誤差進行*的預測，補償后殘差控制在15 μm以內(nèi)，定位*度提升90%以上，顯著提*了光柵的定位*度.
光柵尺測量系統(tǒng)在當今測量系統(tǒng)中占有很大的比重，以其*、*穩(wěn)定性廣泛應用在*密儀器加工和數(shù)控機床上。目前市場上與光柵尺匹配的數(shù)顯表很多，但是大部分體積偏大而且需要手動人工按鍵。利用單片機的外部時鐘觸發(fā)功能設計的測量系統(tǒng)，對光柵尺的位移信息進行采集和解析，從而實現(xiàn)對光柵尺的讀數(shù)功能。先介紹了系統(tǒng)*用的器件，在詳細分析系統(tǒng)功能的基礎上，進行了系統(tǒng)硬件設計和系統(tǒng)軟件設計，并基于實際中存在的問題提出了解決方案。設計的光柵位移測量系統(tǒng)具有價格低廉、接口方便、工作穩(wěn)定等優(yōu)點，基本滿足光柵尺的讀數(shù)要求。
正 我國從70年代開始從國外進口了大量的數(shù)控機床,其測量裝置大都采用感應同步器、分解器、光電編碼器和光柵尺。尤其80年代開始,國外數(shù)控機床生產(chǎn)廠家為了提*機床的測量*度和加工*度,均采用*密光柵尺做為測量裝置。我廠1986年從國外引進了幾十臺數(shù)控機床,測量裝置均采用光柵尺。隨著使用時間和使用環(huán)境影響接連發(fā)生故障。根據(jù)我們對本廠幾十臺數(shù)控機床上光柵測量裝置的維修實踐,介紹*故障產(chǎn)生的幾種典型原因和排除方法。 1.德國進口14m數(shù)控車床z軸檢測信號丟失我廠從德國ravensburg*引進的。
*臺超*密車床同時發(fā)生x、z軸光柵尺故障報警。在查找光柵尺故障的過程中,從檢查光柵尺開始,逐漸擴展到光柵尺信號的傳輸通道,zui終找出了報警信號比較電路的故障點。購買新接收器芯片替換掉原來的芯片后,排除了光柵尺故障。
在直線光柵尺和滾珠絲杠/旋轉(zhuǎn)編碼器組合之間,就哪*種測量方法是數(shù)控機床位置測量的*方案的問題又經(jīng)歷著激烈討論.在某種程度上這既是機床工業(yè)不景氣的后果,也是因現(xiàn)在驅(qū)動技術已發(fā)展到*定水平而產(chǎn)生的結(jié)果.
數(shù)控機床直線光柵尺，包括讀數(shù)頭和柵尺，其特征在于：*述的柵尺具有兩排柵線，分別為di*排柵線和di二排柵線；*述的di*排柵線為每等距離刻度；*述的di二排柵線也為等距離刻度且di二排柵線的刻度距離大于di*排柵線的刻度距離；*述的di*排柵線與di二排柵線之間為脈沖。本實用新型采用ab相雙排100μm柵矩并錯位10μm的方法，有效工作柵矩為10μm，使制造難度大為降低，有效提**油水污染能力，光電池組產(chǎn)生的脈沖信號*干擾性較強，具有較*的新穎性和創(chuàng)造性；具有廣泛的實用價值。
正北京二七軌道交通裝備有限*的*臺西班牙數(shù)控車床,安裝西門子840d的數(shù)控系統(tǒng),海德漢光柵尺。機床在使用*年多后開機光柵尺的參考點丟失。檢察光柵尺與驅(qū)動的。
光柵尺是數(shù)控機床的重要組成部分。先簡單介紹光柵尺的工作原理,分析可能出現(xiàn)故障的主要原因,之后從光柵尺的防污、清污、安裝等方面分析和提出降低光柵尺故障率的關鍵點,zui終列舉部分工作中遇到的故障實例及排除方法。
德國海德漢*推出*種帶距離編碼參考點標志的直線光柵尺(直線光柵尺型號后面帶字母c,以下簡稱直線光柵尺),使用這種光柵尺可不用為機床安裝回零開關,并能返回*個固定參考點。中航工業(yè)哈爾濱東安發(fā)動機(集團)有限*某加工中心為fanuc 15mb系統(tǒng),采用lf183c光柵尺。
位置檢測系統(tǒng)對保證數(shù)控機床的加工*度和速度起著決定性的作用。文章通過位置檢測全閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成、位移檢測與測量、光柵尺在數(shù)控車床上的結(jié)構設計及與系統(tǒng)相關的各種間隙補償?shù)倪m配設置和參數(shù)調(diào)整,論述了數(shù)控車床基于伺服驅(qū)動的位置檢測直接測量系統(tǒng)全閉環(huán)控制的設計與實現(xiàn)。
隨著計算機技術、電子技術與光柵刻劃技術的不斷推陳出新,使得光柵位移測量技術成為*個*項技術得到快速發(fā)展。由于其具有性能穩(wěn)定、*度*、**力強、使用方便等優(yōu)點,被廣泛應用在數(shù)控機床、機械加工、影像測量等領域。然而隨著實際應用要求的不斷提*,為了滿足市場需求的日趨變化,光柵技術也在不停的發(fā)展更新。諸如采用ccd、cmos圖像傳感器與計算機圖像識別技術結(jié)合的方式,為光柵技術的發(fā)展開辟了*條新的途徑。這些技術目前已經(jīng)被應用到光柵尺課題上,采用顯微成像讀數(shù)頭系統(tǒng)讀取光柵,獲得清晰的光柵圖像,再利用數(shù)字圖像處理技術進行細分。但是要獲得清晰的光柵圖像,就必須設計*套光學成像系統(tǒng)對編碼條紋進行放大成像,然后再進行編碼圖像的采集。因此光學鏡頭組成的微型成像系統(tǒng)就成為決定位置信息采集系統(tǒng)獲得清晰可辨圖像的關鍵。將通過對光柵尺進行分析并從實驗中得到相關的成像要求,再根據(jù)相關的成像理論并借助光學設計仿真軟件zemax設計出*款口徑小,光學總長控制在30mm以內(nèi),放大倍數(shù)為20倍的微型光學顯微成像物鏡。zui后,對微型顯微成像物鏡進行像質(zhì)評價與公差分析,結(jié)果表明,微型光學顯微成像系統(tǒng)滿足實際要求。
從20世紀50-70年代，柵式測量系統(tǒng)從感應同步器發(fā)展到光柵、磁柵、容柵和球柵，這5種測量系統(tǒng)都是將1個柵距周期內(nèi)的式測量和周期外的增量式測 量結(jié)合起來，它們有各自的長處，相互補充，在競爭中取得了*定的發(fā)展。由于光柵測量系統(tǒng)的綜合技術性能優(yōu)于其他四種，而且研發(fā)和制造費用相對比感應同步 器、磁柵、球柵低，而現(xiàn)代機床的發(fā)展又向*和*速度方向發(fā)展，光柵的合理運用是*個關鍵問題，而現(xiàn)在光柵無論是發(fā)展和技術性能都在進*步提*，
數(shù)控機床上的光柵尺是應用非常廣泛的位置測量反饋元件。光柵尺是*種很*密的元件,其維護*般于外部尺身的擦拭,不要輕易拆卸,更不能隨便將其拆開。經(jīng)過*使用,密封條老化彈性變差,車間空氣中的油霧、塵埃可能會進入尺內(nèi),甚至由于密封、防護不嚴,冷卻液可能會直接進入尺內(nèi)造成故障。被油或冷卻液污染是光柵尺常見的故障,處理的方法是將其拆開進行清洗。
數(shù)控機床位置檢測部件光柵尺、編碼器的常見故障及原因,介紹了幾種使用*儀器檢測光柵尺、編碼器的方法,并對光柵尺及編碼器的日常使用和維護保養(yǎng)提出了建議.
隨著現(xiàn)代制造業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)控機床越來越多地被廣泛應用，同時對數(shù)控機床定位*度、重復定位*度也日益提*，原來*密滾珠絲杠加編碼器式的半閉環(huán)控制系統(tǒng)已無法滿足用戶的需求。半閉環(huán)控制系統(tǒng)無法控制機床傳動機構*產(chǎn)生的傳動誤差、*速運轉(zhuǎn)時傳動機構*產(chǎn)生熱變形誤差以及加工過程中因傳動系統(tǒng)磨損而產(chǎn)生的誤差，而這些誤差已經(jīng)嚴重影響到數(shù)控機床的加工*度及其穩(wěn)定性。線性光柵尺對數(shù)控機床各線性坐標軸進行全閉環(huán)控制，消除上述誤差，提*機床的定位*度、重復定位*度以及*度可靠性，作為提*數(shù)控機床位置*度的關鍵部件日益受到用戶的青睞。
光柵尺在數(shù)控落地銑鏜床上的應用特點和安裝操作方法,包括光柵尺的拆包檢查、基面的平行檢驗、基本的裝配操作、光柵尺的距離調(diào)整等.
對840d系統(tǒng)tk42200 立式龍門鏜銑床x軸光柵尺的故障維修方法進行研究,更換光柵尺維修成本*、周期長并影響生產(chǎn)進度,在保證機床性能和*度的前提下,提出了屏蔽光柵尺的數(shù)控 改造維修方法。從電氣和機械兩方面論證了改造方案,通過設計激活測量系統(tǒng)、x軸回參考點plc控制程序,設置相關的系統(tǒng)參數(shù),使x軸由全閉環(huán)控制變成半閉 環(huán)控制,其運行平穩(wěn),各種功能正常。通過對x軸*度檢查和產(chǎn)品加工的試驗,結(jié)果表明x軸的*度達到了gb/t 19362 1-2003標準,產(chǎn)品質(zhì)量也合格,該光柵尺的改造維修方法是成功的。
現(xiàn)代數(shù)控機床的加工*度越來越*,作為數(shù)控機床的重要組成部分檢測元件和檢測系統(tǒng)的*度就尤為重要,檢測元件中以光柵尺和編碼器比較普遍。位置檢測裝置其作用就是檢測位移量,并發(fā)出反饋信號與數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號相比較,若有偏差,經(jīng)放大后控制執(zhí)行部件使其向著消除偏差的方向運動,直至偏差等于零為止。通過對數(shù)控機床的誤差和誤差源進行分析,以華中數(shù)控zjk7532a-3鉆銑床為研究對象,設計了*套數(shù)控機床軸向位置測量裝置。該裝置以光柵尺為測量傳感器,光柵尺依靠附件固定在數(shù)控機床上,操作簡易,并且能夠分別測量數(shù)控機床x,y,z方向的軸向位置誤差。
數(shù)控機床滑枕熱伸長變形誤差實時在線檢測與閉環(huán)反饋補償?shù)难b置及檢測方法。其特征在于：裝置由實時在線檢測和實時閉環(huán)反饋補償兩大部分組成，主要包括前端固定于滑枕上的檢測桿，與檢測桿后端相固連的光柵尺讀數(shù)頭安裝座、光柵尺讀數(shù)頭以及固定安裝在滑枕座上的光柵尺定尺，并借助數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)有閉環(huán)反饋功能，實現(xiàn)滑枕熱伸長變形誤差的實時在線檢測與補償。本發(fā)明裝置及檢測方法應用后能夠?qū)?shù)控機床由于滑枕的熱變形而導致的加工誤差大大降低，確保實現(xiàn)機床預定的控制*度，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
現(xiàn)代的數(shù)控機床控制中,不論采用何種數(shù)控系統(tǒng),其作為位置反饋的元件都采用光柵尺或編碼器,每次開機都必須回到零點(即找到參考點)后才能正常工作,因 此作為機床的零點開關動作頻繁、故障率*。*般來說,開關壞了以后直接進行更換容易排除故障,但是*些特殊的開關市場不易購買,這就給維修帶來很大的困 難。下面是我們在實際工作中對零。
數(shù) 控機床采用數(shù)字控制系統(tǒng) ,能夠?qū)崿F(xiàn)多軸聯(lián)動 ,實現(xiàn)三維空間的加工 ,加工出幾何形狀復雜的零件 ,從而備受人們的青睞。近年來隨著數(shù)控機床的廣泛應用 ,人們已經(jīng)對數(shù)控技術有了相當?shù)牧私?,對于*些常見的故障也能進行排除 ,從而提*了機床的使用率 ,但是對*些非常見的故障。
為了提*圓錐滾子無心磨床工作臺的進給*度及砂輪修整器修整砂輪的方便性、靈活性,該機床電氣控制采用了西門子802c數(shù)控系統(tǒng),其中工作臺的進給和砂輪修整器的修整都是由伺服電機通過導軌、絲桿驅(qū)動的。我們在工作臺上安裝了*個光柵尺,使工作臺的進給系統(tǒng)構成了*個完整的全閉環(huán)系統(tǒng),保證了工作臺1μ進給*度。用戶通過編寫修整器運動軌跡的程序,使砂輪修成用戶工藝*需要的各種曲線,采用這種方法修整砂輪,*度*、速度快、操作方便,大大提*了砂輪修整的質(zhì)量與效率。
正德國heidenhan(海 德漢)光柵尺*推出了*種帶位移編碼標記的直線光柵尺(distance-coded reference),這種線性測量系統(tǒng)返回參考點不需要參考點減速擋塊,利用光柵尺上相鄰的參考標記,就能確定參考點的位置,這就給使用者中帶來了方 便。在840d系統(tǒng)中使用heidenhan光柵尺的距離碼回參考點功能時,必須在840d系統(tǒng)設定以下參數(shù)。
德國heidenhan(海 德漢)光柵尺*推出了*種帶位移編碼標記的直線光柵尺(distance-coded reference),這種線性測量系統(tǒng)返回參考點不需要參考點減速擋塊,利用光柵尺上相鄰的參考標記,就能確定參考點的位置,這就給使用者中帶來了方 便。在840d系統(tǒng)中使用heidenhan光柵尺的距離碼回參考點功能時,必須在840d系統(tǒng)設定以下參數(shù)。
傳動誤差是指數(shù)控機床中輸入傳動**的條件下,其輸出的實際量與理論位移量之間的差值。由于機床實際存在的傳動誤差,zui終反映到被加工工件上,引起工件表面的加工誤差。把數(shù)控系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的傳動誤差作為研究對象,判斷引起傳動誤差的誤差源,對傳動誤差進行補償控制。 shou先采用*的光柵尺和編碼盤作為檢測裝置,對數(shù)控機構的直線位移和角位移進行測量,采集誤差數(shù)據(jù)。在對傳動誤差的診斷過程中,利用快速傅立葉算法(fft)對誤差數(shù)據(jù)進行頻譜分析,繪制頻譜圖;在分析了數(shù)控系統(tǒng)中各種因素對傳動誤差的影響后,對誤差源進行分離。 根據(jù)誤差補償?shù)幕驹砗头椒?對數(shù)控機構進行簡化和建模,得到了系統(tǒng)傳動機構和電機的近似數(shù)學描述。根據(jù)數(shù)學模型,采用pid控制算法對傳動誤差進行補償;在此基礎上針對數(shù)控系統(tǒng)的非線性、時變、耦合等特點,提出了具有閥值的積分分離pid控制算法對傳動誤差進行補償研究。 為了檢驗本文提出方法的有效性,應用開發(fā)的傳動誤差診斷和補償控制系統(tǒng)進行了試驗。試驗結(jié)果表明,該軟件可以直觀的反映誤差數(shù)據(jù)的頻譜圖,診斷出誤差源;通過補償控制算法,可以有效的減少數(shù)控機構的傳動誤差。
武漢重型機床集團有限**生產(chǎn)的立式車銑復合機床特點是*度*、切削扭矩大、工作臺承重能力強、加工規(guī)格大,本文對立式車銑復合機床的若干控制技術進行了研究。針對立式車銑復合機床需要進行端面銑削的加工工藝需求,本文設計了*種*坐標插補加工技術,并在matlab軟件中進行了模擬仿真,仿真結(jié)果表明該項技術能夠滿足機床的加工*度。采用*坐標插補技術可以將xy平面內(nèi)x軸、y軸的兩直線軸聯(lián)動轉(zhuǎn)換成x軸和旋轉(zhuǎn)軸c軸的聯(lián)動,解決立車沒有y軸的問題,達到加工目的。針對重型立車需要工作臺承重能力強的特點,本文研究了液體靜壓支承技術,計算了靜壓導軌工作臺供油系統(tǒng)的流量,確定了導軌的油膜厚度與溫度、載荷、流量之間的關系。為了使油膜厚度處于*個良好的狀態(tài),設計了*個閉環(huán)控制系統(tǒng),并編寫了基于plc的pid控制算法子程序塊。針對pid調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)參數(shù)固定、具有*定滯后性的不足,提出了基于模糊自適應控制算法的技術方案,在matlab軟件中進行了模擬仿真,驗證了該方法的可性行,并搭建了*個靜壓導軌回轉(zhuǎn)臺實驗平臺,比較了實驗數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異,實驗數(shù)據(jù)表明理論公式應用*能夠應用于工程實際中。計算了840dsl數(shù)控系統(tǒng)中模擬主軸編碼器速度分辨率,比較了使用ttl編碼器和1vpp編碼器的性能差異,確定了選型方案;依據(jù)公式詳述了距離碼光柵尺和距離碼圓光柵。
光柵測量技術是位置測量、數(shù)控機床、自動控制等領域應用廣泛的*測量和定位技術。在光柵傳感器*度*定的情況下,光柵傳感器接口電路的設計水平從*定程度上決定了測量系統(tǒng)的*度和可靠性,并且也是*種經(jīng)濟有效的方法。但由于受光路及信號檢測電路掃描頻率等因素的限制,單個光柵尺測量的zui大允許移動速度與其測量步距成反比。針對光柵位移系統(tǒng)*速運行時分辨力低,本文設計開發(fā)*種基于dsp的新型光柵細分數(shù)顯裝置。 本文通過分析信號并比較各種細分方案原理及特點,根據(jù)ti*的tms320lf2407a的控制功能,采用光柵位移傳感器結(jié)合dsp實現(xiàn)了測量的數(shù)字化sohu*行位移傳感器輸出信號的預處理,輸出信號先采用電阻鏈分相細分,然后通過tms320lf2407a內(nèi)部脈沖編碼電路(qep)完成辨向、速度測量和二次細分,進而完成顯示電路和控制電路部分的設計。速度較低時采用脈沖編碼電路結(jié)合捕獲電路(cap)完成速度測量和傳感器信號的較的細分。通過設置脈沖捕捉周期可使系統(tǒng)對不同的運動速度下的位移測量都具有較*的分辨力。 本系統(tǒng)基于microsoft visual c++6.0開發(fā)平臺進行上位機設計。結(jié)合dsp完成位移、速度信息和計算機間的實時數(shù)據(jù)傳輸;進行多次測量并做出誤差分析。zui后搭建實驗系統(tǒng)與雙頻激光干涉儀進行對比實驗,通過實驗驗證線性測量分辨力達到至少1μm。
為了以zui短的時間使步進電機加速到zui*運行頻率并在轉(zhuǎn)矩zui大處升到**級頻率,以獲得zui大加速度,開發(fā)了機床進給系統(tǒng)用步進電機控制系統(tǒng)。換向時刻由增量式光柵尺的反饋信號決定,避免了復雜的計算,提*了系統(tǒng)的靈活性。硬件采用微處理器控制*片運動控制芯片的方式,使控制電路簡單,可擴展性好。可廣泛應用于機床數(shù)控化改造中及其他工業(yè)領域。
電火花線切割加工具有*、無切削力、*柔性、*等優(yōu)點，在難切割材料、模具行業(yè)中得到廣泛使用。電火花線切割加工質(zhì)量模型的研究是當前電火花線切割加工技術研究的重點課題*，對實現(xiàn)其*性能、*、*自動化加工具有重大意義。 電火花線切割加工是*個多參數(shù)、復雜的過程，具有不確定性和隨機性，很難建立的數(shù)學模型來反映加工工藝參數(shù)與質(zhì)量指標之間的映射關系。人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有很強的自學習、自適應和非線性映射能力，是*種有效的非線性建模手段。因此，本文基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的理論，結(jié)合大量的試驗數(shù)據(jù)，建立了電火花線切割加工質(zhì)量的人工神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型。 本文根據(jù)線切割機床的加工特點和控制要求以及快走絲線切割機床存在的問題，采用模塊化設計思想，設計開發(fā)了*種基于windows xp操作系統(tǒng)為平臺的中走絲線切割機床數(shù)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)以工業(yè)計算機和多軸運動控制器為硬件控制核心、實現(xiàn)了上位機（工控機）和下位機（運動控制器）的可靠通信及機床工作臺運動控制，并以vb6.0為軟件開發(fā)環(huán)境設計了友好的人機交互操作界面。該系統(tǒng)具有全繪圖式編程、短路自動回退、自動切割等多種功能，通過適當?shù)膮?shù)設置，可對工件進行自動多次切割。并且機床上安裝有光柵尺，具有全閉環(huán)控制功能，可大大提*機床的加工*度和*度的保持性。
*密工作臺的定位*度是制約機床加工*度的關鍵因素*。宏微驅(qū)動的超*密定位工作臺將系統(tǒng)劃分為宏動和微動兩個部分,宏定位工作臺完成系統(tǒng)的*速度、大行程、低分辨率的運動,微定位工作臺系統(tǒng)行程小,分辨率*,用來補償宏定位誤差和抑制殘余振動,從而獲得整個超*密定位工作臺系統(tǒng)總體上的大行程、*速度、*、*頻響等指標。宏微驅(qū)動超*密定位工作臺是解決機床系統(tǒng)定位過程中大行程和*之間矛盾的有效途徑。 本文在分析*外宏微驅(qū)動技術的基礎上,以上海市科技攻關項目“面向*密磨床的壓電驅(qū)動超*密定位工作臺研制”為背景,研制了基于伺服電機和滾珠絲杠的宏進給定位系統(tǒng)和以壓電陶瓷驅(qū)動的微進給工作臺,并以*密線性光柵尺、電感式測微儀和磨加工主動測量儀實現(xiàn)系統(tǒng)的位移全閉環(huán)控制,達到了設計目標。 本文的主要工作包括: 1.以壓電陶瓷驅(qū)動器的工作特性為基礎,根據(jù)導向支承機構的杠桿原理,確定了以柔性鉸鏈組構成的導向支承機構結(jié)構設計,并采用有限元法對機構進行校核,滿足設計中對結(jié)構的強度、剛度的要求?；诮Y(jié)構疲勞壽命分析基本理論,采用有限元法對柔性鉸鏈進行結(jié)構疲勞壽命分析,估算出柔性鉸鏈的疲勞壽命,滿足*周疲勞壽命的使用要求。 2.在分析宏微驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)學模型的基礎上,建立了宏微驅(qū)動系統(tǒng)動力學分析模型,對宏微驅(qū)動超*密定位。
*種數(shù)控機床的滑枕熱變形補償機構，其特征在于滑枕前端直角部位固定上端固定支座、并在上、下端固定支座 之間安裝滑動支座，將連接桿平行穿入*述支座的孔內(nèi)，連接桿下端固定在滑枕長邊下端的下端固定支座內(nèi)；上端固定支座還通過支撐片與讀數(shù)頭連接塊相連、光柵 尺讀數(shù)頭和滑枕移動軸光柵尺固定在上端固定支座側(cè)面，讀數(shù)頭連接塊與連接桿上端固定連接。當滑枕長度發(fā)生變化，滑枕前端帶動連接桿同步延展，與連接桿固定 在*起的讀數(shù)頭獲得實際伸長量，反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)控制伺服電機對伸長量進行實時補償。該機構解決了數(shù)控機床滑枕因溫度變化產(chǎn)生變形影響加工*度的 問題，應用廣泛，具有結(jié)構簡單、安裝方便、定位*度*等優(yōu)點。
常見故障及處理方法：
1、“軟斷線”報警。
2、移動機床某*軸時發(fā)生“跟隨誤差過大”報警。
3、機床某*軸移動時機床震動比較厲害數(shù)據(jù)不平穩(wěn)。
4、光柵尺找不到原點（也稱零點或參考點）。
5、在使用過程中產(chǎn)生25000異常報警。
6、機床某*軸光柵尺在測量過程中數(shù)據(jù)丟失或計數(shù)不準。
7、開機后，出現(xiàn)某*軸正反方向運動正常，但機床無法進行回參考點。
8、機床出現(xiàn)某*軸緩慢向正方向運動，系統(tǒng)無報警。
9、某*軸在回參考點不準的現(xiàn)象，但是使用半閉環(huán)回參考點*。
10、光柵尺出現(xiàn)“445”報警。
11、當某*軸執(zhí)行返參考點指令時，出現(xiàn)1160報警。
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