慢刀精密伺服車削

1、慢刀精密伺服車削慢刀精密伺服車削眾所周知，傳統(tǒng)超精密車削僅限于加工回轉(zhuǎn)對稱型零件，其創(chuàng)成方式無法實現(xiàn)復雜面形零件的高精度加工要求。對此，一些國內(nèi)外研究機構對車削加工的進刀方式進行了改進，發(fā)展了快刀伺服車削加工技術（FastToolServoFTS）和慢刀伺服車削加工技術（SlowToolServoSTS）。1.快刀伺服車削加工技術快刀伺服車削加工技術是通過設計高頻響、高精度的刀具驅(qū)動裝置，在主軸角度反饋的基礎上，控制刀具實時跟蹤工件面形

2、的變化，以實現(xiàn)復雜面形零件的精密高效加工技術?？斓断到y(tǒng)是一套獨立十超精密車床外的執(zhí)行裝置，超精密車床獨立運行，加工回轉(zhuǎn)對稱部分。而快刀系統(tǒng)則讀取超精密車床主軸和X軸信號，計算進刀量，而后控制快速響應刀架，實現(xiàn)非回轉(zhuǎn)部分的加工。這種方式可以加工具有復雜形狀的各種異形工件，一次加工即可獲得很高的零件尺寸精度、形狀精度和很好的表面粗糙度，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、高精度、柔性化加工，具有顯著的經(jīng)濟效益。目前，驅(qū)動刀架快速響應的伺服系統(tǒng)其原理主要有壓電陶

3、瓷型、磁致伸縮型、洛侖茲力型、麥克斯韋力型，音圈電機等。其中，使用壓電陶瓷型原理配合柔性鉸鏈刀架的快刀系統(tǒng)較多，快刀系統(tǒng)響應頻率較高，但行程普遍較短，大多數(shù)快刀裝置的行程都在1mm以下，限制了其加工范圍。并且滯后問題會造成跟蹤性能下降，主軸位置估計誤差將引起加工輪廓混淆。2.慢刀伺服車削加工技術直線電機進給驅(qū)動技術使機床驅(qū)動系統(tǒng)擺脫了絲杠驅(qū)動本身存在的一系列不利因素，如安裝誤差，絲杠彎曲，滾珠跳動，制造誤差，螺母預緊差異以及摩擦、問隙死

4、區(qū)、微反沖、螺距誤差和彈性效應等非線性因素。另外，直線電機驅(qū)動還具有加減速性能好、動態(tài)剛度高、進給行程不受限、簡化設計和清潔免維護等優(yōu)點。因此，隨著直線電機伺服技術的發(fā)展，直線電機驅(qū)動迅速在超精密機床中得到廣泛應用，直線伺服軸往復動態(tài)響應的能力得到了大幅提升。此時人們認識到可以通過將車床主軸運動由控制速度改為控制位置（此時稱為C軸），利用CXZ三軸聯(lián)動帶動車刀相對于工件在極坐標或圓柱坐標系內(nèi)實現(xiàn)各種復雜軌跡的創(chuàng)成運動。這樣普通超精密車床

5、也可以實現(xiàn)復雜面形的車削加插補精度需要更小的線段和更密的節(jié)點。在慢刀伺服超精密車削復雜曲面時，數(shù)控程序?qū)浅４?，要求?shù)控系統(tǒng)在單位時間執(zhí)行更多的小程序段，這就對數(shù)控系統(tǒng)吞吐量提出了極為苛刻的要求，使用更加先進的插補算法是慢刀伺服車削必須考慮的另一個關鍵技術。圖1傳統(tǒng)車削與慢刀伺服車削原理對比圖2慢刀伺服車削典型機床布局綜上所述，除了高精度位置伺服主軸（C軸）技術，直線軸高精度、高動態(tài)往復進給驅(qū)動技術等硬件條件外，強大的數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)慢