Dosiahnutie „stabilnej prevádzky pri veľkom zaťažení a presného polohovania pri vysokej rýchlosti“ v obrábacích strojoch si vyžaduje komplexný prístup zo štyroch dimenzií: optimalizácia mechanickej štruktúry, modernizácia riadiaceho systému, spevnenie kritických komponentov a optimalizácia parametrov procesu. Nasleduje prehľad konkrétnych spôsobov implementácie a analýzy:
Optimalizácia mechanickej štruktúry
Dizajn postele a stĺpov
Lôžko CNC stroja je vyrobené z vysokopevnostnej liatiny alebo polymérového betónu a vďaka precíznemu tepelnému spracovaniu je eliminované vnútorné napätie, aby sa zlepšila odolnosť proti deformácii.
Vylepšenie systému vretena
Vretenová skriňa má symetrický dizajn spojený s vysoko{0}}presnými ložiskami s nastaviteľným predpätím (ako sú keramické ložiská alebo magnetické levitačné ložiská), ktoré zaisťujú dynamickú stabilitu pri vysokých-otáčaniach.
Vylepšenia vodiacej koľajnice a guľôčkovej skrutky
Vysoko{0}}presné lineárne vedenia (napríklad guľôčkové vedenia) sa vyznačujú nízkym trením a vysokou tuhosťou a sú spárované s-vysoko presnými guľôčkovými skrutkami na riadenie paralelnosti a linearity pohybu na mikrónovú úroveň, čím sa znižujú vibrácie a vychýlenie počas pohybu nástroja.
Upgrade riadiaceho systému
Optimalizácia parametrov CNC systému
Potlačenie nízkofrekvenčných oscilácií: Úpravou zosilnenia polohovej slučky (napr. znížením parametra 1825 z 3 000 na 2 500), pomeru zotrvačnosti záťaže (parameter 2021 Menší alebo rovný 70 %), povolením ovládania PI (parameter 2003#3=1), jemným{10} zosilnením 2 integrálneho ladenia3metra3 a spomaľovacie fázy sú znížené.
Potlačenie vysokofrekvenčných oscilácií: povolením spätnej väzby zrýchlenia (parameter 2066 nastaveným na -10~-20), optimalizáciou pomeru zotrvačnosti záťaže, pridaním filtra príkazov krútiaceho momentu (parameter 2067 zvoleným v rozsahu 1166~2327) a povolením funkcie vysokofrekvenčného pozorovateľa (parameter 200}3) s potlačením presného hluku (parameter 200}3).#
Technológia adaptívneho riadenia
CNC obrábací stroj je vybavený sieťou snímačov akustickej emisie na monitorovanie stavu rezných vibrácií v reálnom čase. Keď sa zaznamenajú zvýšené vibrácie, rýchlosť posuvu alebo rýchlosť vretena sa automaticky upraví (napr. pomocou stratégie rezania s premenlivou rýchlosťou počas hrubého obrábania, aby sa zabránilo rezonancii).
Posilnenie kľúčových komponentov
Optimalizácia nástrojového systému
Dynamické vyváženie: Keď otáčky vretena prekročia 12 000 ot./min., dynamické vyváženie nástroja je povinné (vyvažovanie mimo-stroja alebo{2}}stroja), aby sa znížili vibrácie spôsobené odstredivou silou. Napríklad nástroje potiahnuté diamantom{4}} používané na obrábanie keramiky z oxidu hlinitého môžu vďaka svojej vysokej tvrdosti a odolnosti voči opotrebovaniu znížiť rezné sily a minimalizovať priehyb.
Vylepšená metóda upínania
Použitie hydraulických skľučovadiel poskytuje rovnomernú upínaciu silu a skracuje previs nástroja (dĺžka konzoly), čím sa zvyšuje tuhosť. Napríklad pri obrábaní keramiky z nitridu kremíka môžu hydraulické skľučovadlá v kombinácii s procesmi vrstveného rezania znížiť zaťaženie nástroja o viac ako 50 %.
Zariadenia na tlmenie vibrácií
Install an active vibration damping platform on the machine tool foundation to isolate ground vibrations with frequencies >5 Hz; alebo použite hydraulický držiak nástroja na tlmenie vibrácií (pre nástroje s dlhým presahom), aby absorboval energiu nárazu počas procesu rezania.
Optimalizácia parametrov procesu
Zhoda parametrov rezania
Vytvorte databázu parametrov rezania, ktorá bude zodpovedať optimálnej kombinácii rýchlosti vretena-pre rôzne materiály (ako je keramika a kovy).
Použite proces vrstveného rezania na obrábanie hrubostenných{0}}dielov, pričom hĺbku rezu každej vrstvy ovládate v rámci kapacity nástroja, aby ste predišli nadmernej sile na nástroj v dôsledku príliš hlbokých rezov.
Plánovanie dráhy nástroja
Vyhnite sa náhlym zmenám smeru a častým štartom a zastaveniam CNC obrábacieho stroja, aby ste znížili zotrvačné sily a nárazové sily. Napríklad pri obrábaní zložitých povrchov použite frézovanie stúpaním alebo konvenčné frézovanie s výberom optimálnej dráhy na základe charakteristík dielu, aby ste znížili kolísanie reznej sily.
Dosiahnutie „stabilnej prevádzky pri veľkom zaťažení a presného polohovania pri vysokej rýchlosti“ v obrábacích strojoch si vyžaduje základ s vysokou-pevnosťou mechanickej konštrukcie. Dosahuje sa to optimalizáciou parametrov CNC systému, zosilnením kľúčových komponentov (ako je vreteno, rezné nástroje a vodiace lišty) a prispôsobením procesných parametrov na vytvorenie uzavretého-cyklu systému riadenia vibrácií. Kombinácia tejto technológie s adaptívnou riadiacou technológiou a zariadeniami na tlmenie vibrácií môže ďalej zvýšiť stabilitu obrábacieho stroja v extrémnych prevádzkových podmienkach, čím spĺňa požiadavky na vysoko-presné obrábanie.