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超精密加工機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用（第壹頁(yè)）

【中國(guó)機(jī)床商務(wù)網(wǎng)科技動(dòng)態(tài)】傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)因時(shí)代技術(shù)所限，結(jié)構(gòu)和元件形狀都較簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)光學(xué)元件加工，其加工精度依賴(lài)的是工藝方法，低精度加工機(jī)床仍可達(dá)到高的光學(xué)元件加工精度效果。這類(lèi)機(jī)床通常也被稱(chēng)為“非確定性（Nondeterministic）加工機(jī)床。采用傳統(tǒng)加工方法的“非確定性”加工機(jī)床只適合加工球、平面等簡(jiǎn)單形狀和玻璃類(lèi)硬脆材料的光學(xué)元件。

       隨著科技的發(fā)展，南湖數(shù)控車(chē)床，特別是現(xiàn)代光電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今的光學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)論光學(xué)元件形面的復(fù)雜性、材料的多樣性、小和大兩方面的幾何尺度都有了巨大的發(fā)展變化。傳統(tǒng)的“非確定性”加工機(jī)床和方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)元件加工需求：或是根本無(wú)法加工，或是加工效率極低。現(xiàn)代超精密加工機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生，它特指“確定性”（Deterministic）超精密加工機(jī)床。

超精密加工機(jī)床關(guān)鍵技術(shù) 　　

　　

         機(jī)床系統(tǒng)總體綜合設(shè)計(jì)技術(shù)。常規(guī)機(jī)床設(shè)計(jì)與制造，各環(huán)節(jié)技術(shù)上都有很大寬容度。超精密機(jī)床各環(huán)節(jié)基本都處于一種技術(shù)極限或臨界應(yīng)用狀態(tài)，哪個(gè)環(huán)節(jié)稍考慮或處理不周，就會(huì)導(dǎo)致整體失敗。因此，設(shè)計(jì)上需對(duì)機(jī)床系統(tǒng)整體和各部分技術(shù)有著非常深入、深刻的了解。需依可行性，從整體優(yōu)良出發(fā)，極其周詳?shù)剡M(jìn)行關(guān)聯(lián)綜合設(shè)計(jì)。

         高剛性、高穩(wěn)定機(jī)床本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)。特別是LODTM機(jī)床，由于機(jī)身大、自身重，承載工件重量變化大，任何微小的變形都會(huì)影響加工精度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除從材料、結(jié)構(gòu)形式、工藝方面達(dá)到要求，遠(yuǎn)程數(shù)控車(chē)床，還須兼顧機(jī)床運(yùn)行時(shí)的可操作性。

　　超精密工件主軸技術(shù)。

中、小型機(jī)床常采用空氣靜壓主軸方案?？諝忪o壓主軸阻尼小，適合高速回轉(zhuǎn)加工應(yīng)用，但承載能力較小?？諝忪o壓主軸回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.05μm。

　　LODTM機(jī)床主軸承載工件尺寸、重量大，一般宜采用液體靜壓主軸。液體靜壓主軸阻尼大、抗振性好、承載力大，但液體靜壓主軸高速發(fā)熱大，需采取液體冷卻恒溫措施。液體靜壓主軸回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.1μm。為了保證主軸精度和穩(wěn)定性，無(wú)論氣壓源、或液壓源都需恒溫、過(guò)濾和壓力精密控制處理。、

  超精密導(dǎo)軌技術(shù)。早期的超精密機(jī)床采用氣浮靜壓導(dǎo)軌技術(shù)。氣浮靜壓導(dǎo)軌易于維護(hù)，但阻尼小，承載抗振性能差，現(xiàn)已較少采用。閉式液體靜壓導(dǎo)軌具有高抗振阻尼、高剛度、承載力大的優(yōu)勢(shì)。國(guó)外主要的超精密加工現(xiàn)主要采用液體靜壓導(dǎo)軌。超精密的液體靜壓導(dǎo)軌的直線(xiàn)度可達(dá)到0.1μm。

      納米級(jí)分辨率動(dòng)態(tài)超精密坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)。激光干涉測(cè)量是一種高精度的標(biāo)準(zhǔn)幾何量測(cè)量基準(zhǔn)，但是，易受環(huán)境因素（氣壓、濕度、溫度、氣流擾動(dòng)等）影響。為此，美國(guó)LLNL的LODTM坐標(biāo)激光測(cè)量回路采用了真空隔離，和零溫度系數(shù)的殷鋼坐標(biāo)測(cè)量框架的措施。這也是激光坐標(biāo)測(cè)量方面的高水平應(yīng)用。

   

車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)工作原理

機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)由數(shù)控單元、步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)單元和減速步進(jìn)電機(jī)組成，數(shù)控單元采用MGS--5l單片微機(jī)，數(shù)控單元的控制程序是實(shí)現(xiàn)各種功能的核心，在零件加工程序中，給定具體的加工長(zhǎng)度、移動(dòng)方向、進(jìn)給速度，控制程序在中央處理單元的支持下，按照所輸入的加工程序數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，發(fā)出所需要的脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器功卒放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，由步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)控制。在加工螺紋時(shí)，必須配置主軸脈沖發(fā)生器，將主軸角位移變化信號(hào)傳遞至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)所設(shè)定 的螺紋螺距進(jìn)行插補(bǔ)，控制刀架加工各類(lèi)螺紋。該系統(tǒng)可以根據(jù)用戶(hù)需要發(fā)出或接收S. T. M信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的自動(dòng)化。

后備電池

    數(shù)控單元在斷電后由后備電池為計(jì)算機(jī)中零件加工程序存儲(chǔ)器RAM芯片供電， 以保存用戶(hù)零件的加工程序。更換電池應(yīng)在計(jì)算機(jī)通電狀態(tài)下進(jìn)行以免丟失零件程序。

更換電池時(shí)，注意“+”、“－”極性，切勿接反。將插頭插上后，請(qǐng)用內(nèi)阻較高的萬(wàn)用表測(cè)量計(jì)算機(jī)上的電池插座的電壓。正常電他電壓參考值：4.5V～4.8V。

數(shù)控檢修方法

          ’現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來(lái)越低，凱恩帝數(shù)控車(chē)床，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、液壓、電氣為一體的機(jī)床，其故障的發(fā)生也會(huì)由這三者綜合反映出來(lái)。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查。自動(dòng)車(chē)床盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會(huì)擴(kuò)大故障，使機(jī)床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測(cè)開(kāi)關(guān)、液壓元件、氣動(dòng)元件、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問(wèn)題而引起的。

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