海德漢現(xiàn)代化機床的精度：全閉環(huán)控制補償熱漂移誤差

時間：2017/7/10閱讀：3505

海德漢現(xiàn)代化機床的精度：全閉環(huán)控制補償熱漂移誤差

在機床中使用直線光柵尺具有特別突出的效果。閉環(huán)控制中的直線光柵尺能*補償熱膨脹誤差和進給機構(gòu)的其它影響。

這個演示臺將向您展示閉環(huán)控制的工作原理和效果。這是經(jīng)典的機床進給機構(gòu)，它包括：電機、固定軸承、循環(huán)滾珠絲杠和浮動軸承。

工作臺通過滾珠螺母連接滾珠絲杠。它將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成工作臺的直線運動。將對滾珠絲杠的溫度進行測量。用一個長度計確定工作臺的位置重復精度。計數(shù)器顯示長度計測量的位置差。直線光柵尺在閉環(huán)控制中測量工作臺的位置。

用以下方式確定精度的不同結(jié)果：

全閉環(huán)：工作前，絲杠溫度為20.8 °C。運動10次后，我們可見工作臺位置的滾珠絲杠溫度升高。盡管溫度升高了2.1 度，但位置測量值沒有變化。因此，運動10次后，長度計未檢測到任何位置誤差。這就是說，進給軸使用的直線光柵尺保持了工作臺的準確位置。

海德漢現(xiàn)代化機床的精度：全閉環(huán)控制補償熱漂移誤差

半閉環(huán)：在半閉環(huán)控制的間接測量中，工作臺位置由絲杠螺距和旋轉(zhuǎn)編碼器確定。此時，絲杠溫度為20.6 °C。演示臺現(xiàn)在開始半閉環(huán)控制并將計數(shù)器清零。仿真開始，工作臺以60 m/min的速度運動10次。運動10次后，滾珠絲杠溫度升高2.1度。運動10次中，溫度升高導致工作臺位置改變6 µm。

在工件加工測試中，也能看到這種溫度影響。這個動畫顯示該結(jié)構(gòu)件的加工過程，半閉環(huán)控制下，加工中的發(fā)熱造成位置誤差。該件的尺寸公差在±200微米以內(nèi)。加工期間，位置誤差增加8 µm以上。

用一個小方法就能讓這個位置誤差明顯可見：加工40件后，再次加工*件，但Z軸進給減小一半。半閉環(huán)控制下的第二次加工后，70 µm深的棱邊清晰可見。但在相同加工條件下采用全閉環(huán)控制方式加工該件，工件上*沒有棱邊。

海德漢現(xiàn)代化機床的精度：全閉環(huán)控制補償熱漂移誤差

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