数控落地铣镗床滑枕挠度补偿控制形式的改进及调试

谭广巍

（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

在进行数控落地铣镗床生产应用的过程中，很容易因为滑枕行程过大而造成挠度变形，为了更好地解决这一问题，工作人员需要采用先进的液压控制方式，搭配合理的电气反馈装置，对机床运行情况进行有效控制，这些方法的有效应用，能够全面提高滑枕低头补偿的精度，保证滑枕在正常移动的过程中能够获得相应的补偿，并且改善反应速度。控制调试技术的有效应用，能够全面提高数控落地铣镗床滑枕运行的稳定性，助力我国机械制造业的稳步发展，随着我国机械制造生产形势的不断优化，在所选择的落地铣镗床类型上，需要保证主轴的直径控制在260mm以上。

1 数控落地铣镗床滑枕挠度补偿控制形式的改进

（1）垂直精度改进。在滑枕使用的过程中，往往因为自重的原因而出现较大的误差，从而导致，滑枕变形，在机床生产的过程中，经过合理的评估和研究，了解伸出的划转距离应保持在相应的标准下，其中最为主要的数值就是垂直精度，对加工产品的精度以整体质量有着直接的影响，因此需要做好相应的补偿定位对精度进行控制。在进行电气控制的过程中，需要做好程序设计工作，PLC系统在实际应用过程中，能够对位置进行读取和监管，并且通过补偿工作开展过程中所得到的数据进行进一步计算，保证信号在转化的过程中减少误差值的发生，为控制补偿奠定一个良好的基础，帮助操作人员明确补偿的主要方向，同时还需要进行手动控制程序的制造，一旦发现产品的精度无法满足用户需求时，就需要进行设计调整。

（2）液压控制系统的改进。同时需要彻底的改变传统的补偿油缸液压控制方式，用ATOS生产代替传统的比例减压阀，通过节流阀的设置减少切换动作过程中所产生的机械冲击，增加油缸的行程，通过适当的改造和补偿减少维修成本，降低故障发生概率。

（3）电气控制改进，通过PLC系统运算能够将已经得到了控制信号转化为误差脉冲形式进行传输，通过智能化驱动改变控制方向，判断补偿油缸的绝对位置，同时，为了减少操作人员在工作过程中所发生的操作失误，可以改变传统的电子锁程序，通过自动化编写平衡油缸的补偿量条件，控制程序提高操作精度，在调节完成之后，需要自动的储存补偿值，调整补偿参数，为监控调试奠定一个良好的基础，如果补偿值没有达到相应的标准值，机械将会直接出发报警，由操作者找出问题发生的主要原因。

2 数控落地铣镗床滑枕挠度调试

（1）主轴箱补偿调试。想要保证工作的有效开展，就需要将滑枕、镗箱全部收缩到主轴箱之内，做好母线垂直度调试，借助辅助测量臂回转运动，保证测量臂与立柱导轨之间处于平行的状态下，再通过镗杆的回转保证镗箱千分表测头与测量臂的测头进行接触，得出相应的误差值，工作人员通过适当的调节和补偿形式，加大钢丝绳的绑定力度，保证垂直度都处在相应的标准范围内。

（2）滑枕镗轴中伸出的误差调试。在将滑枕、镗箱全部收缩到主轴箱之内时，需要在镗箱的顶端部位设置一千分表，一旦出现滑枕镗首外伸，主轴箱的重心就会发生倾斜，千分表的数值会产生明显的变化，这时操作人员就可以结合调整补偿方略给予补偿值，从而有效控制和补偿油缸的拉伸量，直到千分表的数值为零。然后定期重复以上步骤进行重新测量，在安装附件之后，滑枕的前端很容易出现连接质量不高的情况，这时需要改变后主轴箱的中心，补偿油缸的拉伸量。

（3）滑枕挠曲变形测量。在进行机床使用的过程中，当我们发现滑枕出现变形时并不意味着完全是滑枕和镗轴受自重变化所引起的挠曲变形，还有可能是立柱、主轴箱等产生变形或者角度变化所引起的滑枕挠曲变形，因此我们需要在调试的过程中，通过有效的测量方式，去除引起变形的其他因素。一般情况下，我们会利用千分表进行滑枕测量，分别得出挠曲、变形、划转、低头等因素所引起的变形情况，和立柱变形、滑枕低头等因素引起的变形情况，并且将所得出的变形量相减，得出发生挠曲变形的主要原因，判断悬臂部件和各零部件之间在装配过程中是否存在位置偏差。

（4）数值计算与理论分析。我们可以通过有限元分析方法得出，数控落地铣镗床滑枕挠曲变形与滑枕的具体行程之间的关系曲线，从而通过相关实验得出结论，计算曲线和实际测量所得出的曲线之间存在的数值差异不大，其发展趋势具有一致性。能够通过数值计算较好地预测出铣镗床滑枕挠曲变形的主要情况，并且结合理论分析得出拉杆的补偿力，通过初算公式，结合有限元的分析方式，得出补偿力与滑枕行程之间的关系曲线，结合实验结果计算出这一曲线是否满足滑枕挠曲变形补偿的精度需求。通过数值计算与理论分析相结合的研究方式，不需要通过大量的实验工作就能够完成调试，全面提高了产品的生产效率。

3 数控落地式铣镗床的滑枕挠曲补偿方式

传统数控落地式铣镗床的主要结构，机床的底部是床身和滑座，在此之上建立垂直式立柱，分别在立柱的一侧侧挂主轴箱，一般情况下，水平状态的滑枕在落地式铣镗床的工作过程中，起到连接主轴箱和主轴的作用，滑枕的整个形状为长方体，而主轴的四面都为导轨面，在主轴箱的内部安装铣轴和镗轴，安装完成的滑枕和镗轴都可以在实际工作过程中进行前后运动，一旦出现二者伸出过长时，就会产生滑枕弯曲。想要做好数控落地式铣镗床挠曲补偿设计，就需要在截面方形的滑枕内部上方安装拉杆，保证拉杆的前段能够通过螺丝帽与滑枕进行固定，在两个拉杆的后端分别安装液压油缸，油缸与滑枕之间的缝隙需要符合相应的放置标准，通过拉杆对滑枕、油缸和拉杆进行串组，这种结构形式的主要特征就在于，拉杆与活塞之间能够设计出一个套筒，保证活塞与拉杆之间的有效连接。补偿时需要尽可能的避开传统安装过程中油封环形槽对设备的使用影响，套筒的外壁要设置多个油封槽，并且嵌入油封圈，有效的固定活塞、拉杆、套筒，保证拉杆和活塞之间不会产生相对运动，还可以巧妙的设置增压油缸，在缸体内活塞的轴向方向分别增加两组油腔，从而有效调节压力，保证滑枕挠曲补偿机构所需要的压力充足。随着滑枕伸出长度的不同，滑枕的变形情况也不一样，只有通过拉杆的拉力变化，才能够满足数控镗铣床在应用过程中的使用要求，在液压回路上安装电液比例阀，有效控制油缸的压力，保证油压的输出值符合相应的拉力标准，滑枕伸出，电压比例阀所控制的油压也会增高，滑枕收回，控制的压力就会随之减少，从而保证滑枕在不同使用情况下，本身的直度不会产生变化。

4 总结

数控落地铣镗床滑枕挠度补偿控制形式的改进，是进行机械生产过程中的关键性技术，通过适当的调整，保证轴箱的精度符合相应的标准，适当的补偿控制滑枕全行程在相应标准内，从而提高机械的反应速度，采用文中所提到的，控制、改进、调试方式能够简化机械结构，降低维修成本，提高生产效果。既满足了滑枕补偿需求，还减少了机床在工作开展过程中所产生的重心偏差几率，提高了加工质量，保证滑枕移动母线和立柱移动母线之间的垂直度，在相应标准之内提高机械的加工精度。