數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)

楊錦斌

(西藏玉龍銅業(yè)股份有限公司，西藏昌都854000)

進(jìn)給系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床和加工中心的關(guān)鍵部件,起到精密傳動(dòng)和定位的作用.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度和定位精度是體現(xiàn)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床品位的主要指標(biāo),取得較好的靈敏度和較高的定位精度是大家所熱衷的焦點(diǎn),也是符合提高制造效率、確保加工質(zhì)量、降低資源消耗、謀求企業(yè)發(fā)展的時(shí)代主題.提高數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度和定位精度,必須提高進(jìn)給系統(tǒng)的支承剛性,就是要對(duì)支承座軸承的施加預(yù)緊和對(duì)滾珠絲杠副進(jìn)行預(yù)拉伸安裝,這也是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)施加預(yù)緊力的必要性.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊過(guò)小,影響其進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度；數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊過(guò)大,影響其進(jìn)給系統(tǒng)的溫升,導(dǎo)致進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠的熱位移量增大,嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度和定位精度.在此看來(lái),數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的預(yù)緊力必須,這對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)至關(guān)重要.所以,數(shù)字化技術(shù)檢測(cè)進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力是解決數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力量化問(wèn)題的必然之路.

1 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)方案

為解決數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠副支承軸承預(yù)緊量化裝配問(wèn)題,設(shè)計(jì)了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)裝置,由伺服電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)座組件、滾珠絲杠副、絲母座、軸承座組件及其數(shù)字化測(cè)力系統(tǒng)組成.其特征在于軸承座組件和電動(dòng)機(jī)座組件固定于基座之上,絲母座固定于移動(dòng)部件之上,滾珠絲杠副兩端支撐于軸承座組件和電動(dòng)機(jī)座組件之上,滾珠絲杠副絲母與絲母座結(jié)合并用螺栓緊固,數(shù)字化測(cè)力系統(tǒng)壓力傳感器安裝于電動(dòng)機(jī)座軸承和鎖緊螺母之間,測(cè)力控制儀和壓力傳感器用信號(hào)傳輸電纜相連接,測(cè)力控制儀將壓力傳感器模擬信號(hào)經(jīng)測(cè)力控制儀處理后,將結(jié)果通過(guò)液晶顯示器顯示.

2 預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)裝置由數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和數(shù)字化測(cè)力系統(tǒng)部分組成,具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)字化測(cè)力系統(tǒng)簡(jiǎn)述如下:

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示.進(jìn)給系統(tǒng)裝配完成后,對(duì)其軸承組6施加預(yù)緊,壓力傳感器7左側(cè)與軸承組6外環(huán)接觸,右側(cè)與隔套8接觸,通過(guò)旋緊鎖緊螺母9對(duì)軸承組6施加預(yù)緊及止退墊14鎖緊,將預(yù)緊力傳遞給壓力傳感器7,該傳感器發(fā)生形變,使阻抗發(fā)生變化,從而給傳感器施加激勵(lì)電壓,輸出一個(gè)變化的模擬信號(hào)(電阻應(yīng)變片電橋電路),通過(guò)預(yù)緊力信號(hào)傳輸電纜13將該信號(hào)傳輸?shù)綀D2所示的測(cè)力控制儀內(nèi),經(jīng)過(guò)控制儀內(nèi)部處理,將結(jié)果由液晶顯示器2顯示.通過(guò)測(cè)力控制儀中參數(shù)調(diào)整按鈕3、7、功能選擇按鈕4、5及確認(rèn)按鈕6可進(jìn)行功能選擇、參數(shù)調(diào)整等工作任務(wù),實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)目標(biāo).

3 預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)運(yùn)行過(guò)程

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)運(yùn)行過(guò)程如下:數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)裝配完成后,通過(guò)旋緊鎖緊螺母9對(duì)軸承組6施加預(yù)緊,將預(yù)緊力傳遞給壓力傳感器7,給傳感器施加激勵(lì)電壓,輸出一個(gè)變化的模擬信號(hào),通過(guò)信號(hào)傳輸電纜將該信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)力控制儀內(nèi)(測(cè)力控制儀包含信號(hào)放大和調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換器及中央處理單元),經(jīng)信號(hào)放大和調(diào)理電路輸入到AD轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)輸入到控制器的中央處理單元,經(jīng)過(guò)靜態(tài)標(biāo)定和標(biāo)度轉(zhuǎn)換程序,將結(jié)果由液晶顯示器顯示.通過(guò)測(cè)力控制儀中參數(shù)調(diào)整按鈕、功能選擇按鈕及確認(rèn)按鈕可進(jìn)行功能選擇、參數(shù)調(diào)整等工作任務(wù),實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)目標(biāo).

4 預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)裝置的優(yōu)點(diǎn)分析

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力數(shù)字化檢測(cè)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、功能齊全、可靠性強(qiáng)、量化數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點(diǎn),其具體的優(yōu)點(diǎn)有:

(1)具有功能齊全、無(wú)需復(fù)雜維護(hù)又能長(zhǎng)時(shí)間可靠工作等特點(diǎn).(2)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、攜帶方便、操作簡(jiǎn)便、方便實(shí)用及靈敏度高等優(yōu)點(diǎn).(3)具有快速、準(zhǔn)確、量化、便捷等特點(diǎn).(4)提高了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的支承剛性.

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力控制,目前各企業(yè)只是采取了對(duì)滾珠絲杠副預(yù)拉伸安裝,通過(guò)預(yù)拉伸量的變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力進(jìn)行控制,憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了量化裝配.解決數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠副支承軸承預(yù)緊量化裝配問(wèn)題的有效辦法是用數(shù)字化測(cè)力系統(tǒng)對(duì)滾珠絲杠副支承軸承預(yù)緊進(jìn)行預(yù)緊力,從而為數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的高靈敏度、高定位精度以及其穩(wěn)定性提供了技術(shù)保障,對(duì)發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的潛能實(shí)現(xiàn)高效加工有非凡的現(xiàn)實(shí)意義.