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      摘要：介紹三種數(shù)控落地式銑鏜床滑枕平衡補(bǔ)償裝置，解決滑枕低頭的問(wèn)題。

      關(guān)鍵詞：數(shù)控落地式銑鏜床；滑枕平衡補(bǔ)償裝置；機(jī)械平衡；電液平衡；電氣平衡

       數(shù)控落地式銑鏜床適用于超大型、不規(guī)則零件的加工，滑枕機(jī)構(gòu)可滿足大直徑深孔類零件的高精度加工，在機(jī)加領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是因?yàn)閿?shù)控落地式銑鏜床滑枕重量很大，以及滑枕前端安裝附件的影響,在滑枕移動(dòng)過(guò)程中，必然會(huì)導(dǎo)致滑枕重心的改變，使滑枕產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象，這對(duì)機(jī)床本身壽命及加工精度都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，所以必須對(duì)滑枕低頭現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償。

      公司現(xiàn)有典型的三臺(tái)數(shù)控落地銑鏜床：一為日本三菱MAFRS210-NC 型銑鏜床；二為齊齊哈爾二機(jī)床TK6920/170 型銑鏜床；三為意大利因賽FAF260 型銑鏜床?，F(xiàn)主要分析三種不同的滑枕平衡補(bǔ)償裝置及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

      三菱MAF-RS210-NC 型銑鏜床滑枕平衡補(bǔ)償裝置如圖1 所示：當(dāng)滑枕軸向移動(dòng)時(shí)，同步裝置的齒輪會(huì)在齒條上轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)安裝在立柱壁上的同步軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同步軸上部的小齒輪與旋轉(zhuǎn)臂下部的扇形齒嚙合，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂繞著立柱上的旋轉(zhuǎn)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)臂后部，有一個(gè)傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上部和下部的齒輪分別同安裝在立柱上部的扇形齒和安裝在立柱底座上面的扇形齒嚙合。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)臂后部傳動(dòng)軸沿著立柱上的扇形齒及立柱底部的扇形齒作圓弧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)滑枕配重以旋轉(zhuǎn)軸承為支點(diǎn)，向滑枕移動(dòng)相反方向移動(dòng)，這樣避免了滑枕低頭。當(dāng)在滑枕前端安裝不同的附件時(shí)，可以通過(guò)滑枕平衡位置調(diào)整裝置來(lái)移動(dòng)滑枕懸吊位置，保證平衡鏈?zhǔn)冀K懸吊在滑枕的重心上。這樣即使安裝非常重的附件也可以避免滑枕的低頭。

      圖1 MAF-RS210-NC型鏜銑床主軸箱平衡系統(tǒng)示意圖

     齊齊哈爾二機(jī)床TK6920/170 型銑鏜床的滑枕平衡補(bǔ)償裝置如圖2 所示：在主軸箱前部吊繩與主軸箱之間，設(shè)置一個(gè)電液比例伺服閥控制的油缸。CNC 向比例伺服閥PID 控制器發(fā)出給定信號(hào)以控制油壓。油壓變化由壓力傳感器連續(xù)監(jiān)測(cè)。當(dāng)滑枕移動(dòng)時(shí)，隨著滑枕的位置變化，主軸箱的重心移動(dòng)，主軸箱前后兩根平衡鋼絲繩的拉力發(fā)生變化。前平
衡繩拉力變化引起油壓變小，壓力傳感器發(fā)出的信號(hào)也變小，壓力傳感器向控制器傳送此變小的信號(hào)，給定信號(hào)與反饋信號(hào)產(chǎn)生一正信號(hào)差，這時(shí)PID 控制器的輸出增大，則閥的開口變大，油壓隨之調(diào)整變大，反之亦然。這樣通過(guò)改變前平衡鋼絲繩的拉力，來(lái)平衡滑枕移動(dòng)引起的主軸箱及滑枕整體重心變化，避免了滑枕低頭。

            圖2 TK6920 型鏜銑床主軸箱平衡系統(tǒng)示意圖
   
 
     意大利因賽FAF260 型銑鏜床滑枕補(bǔ)償裝置由恒定長(zhǎng)度的鋼索和滑輪組系統(tǒng)以及平衡電氣伺服絞盤組成,在滑枕上前部有固定點(diǎn)，另一個(gè)固定點(diǎn)在主軸箱的后部。鋼索從頂部到基座橫過(guò)立柱滑動(dòng)。在立柱后面的固定點(diǎn)有平衡電氣伺服絞盤裝置，可調(diào)整鋼索的長(zhǎng)短。平衡電氣伺服絞盤由交流電機(jī)控制，滑枕附件借助于懸掛在主軸箱重心的鋼索自動(dòng)地平衡，平衡力根據(jù)安裝在滑枕上附件的重量自動(dòng)改變。該裝置對(duì)主軸箱重心偏移進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，并在主軸箱重心發(fā)生偏移時(shí)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，滿足了數(shù)控落地鏜銑床在滑枕移動(dòng)過(guò)程以及滑枕前端安裝附件時(shí)，對(duì)主軸箱重心偏差的補(bǔ)償需求，防止了滑枕的低頭情況。具體結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

              圖3 FAF260型鏜銑床主軸箱平衡系統(tǒng)示意圖

   
     三菱MAF-RS210-NC 型銑鏜床滑枕平衡補(bǔ)償裝置采用機(jī)械平衡，優(yōu)點(diǎn)是滑枕補(bǔ)償精度穩(wěn)定，可靠性高，對(duì)機(jī)床的工作環(huán)境的要求較高；故障易判別，對(duì)維修人員的要求不高。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，機(jī)械慣性大，影響系統(tǒng)的快速性；利用平衡重錘配重使立柱的受力變形增大，并且在主軸箱運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不能連續(xù)的改變平衡力用來(lái)減少驅(qū)動(dòng)力。

     齊齊哈爾二機(jī)床TK6920/170 型銑鏜床滑枕平衡補(bǔ)償裝置采用電液平衡，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方法比較容易實(shí)現(xiàn)；補(bǔ)償精度能滿足高速、高精度、快速響應(yīng)的要求；便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，操縱控制簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高；質(zhì)量輕，體積小，慣性小、動(dòng)作靈敏。缺點(diǎn)是補(bǔ)償過(guò)程存在補(bǔ)償滯后且不能連續(xù)補(bǔ)償；精度易受油壓及周圍環(huán)境溫度影響，故對(duì)機(jī)床的工作環(huán)境要求很高；油液中易混入空氣，易污染，油液污染后會(huì)影響系統(tǒng)工作的可靠性，使用維護(hù)比較嚴(yán)格；發(fā)生故障不易檢查和排除；對(duì)維修人員的技術(shù)要求高。

     意大利因賽FAF260 型銑鏜床滑枕補(bǔ)償裝置采用電氣平衡，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、觸發(fā)靈敏、精確實(shí)用；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；調(diào)試速度快，工作效率高；能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤滑枕重心偏移并實(shí)時(shí)進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)償，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，補(bǔ)償快速準(zhǔn)確、動(dòng)作穩(wěn)定連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是易受周圍環(huán)境溫度影響，對(duì)機(jī)床的工作環(huán)境要求非常高；電氣控制穩(wěn)定性較差；檢修維護(hù)工作量大，對(duì)維修人員的能力要求非常高。

  
      結(jié)束語(yǔ)
 
 
     隨著科技的不斷進(jìn)步，滑枕平衡補(bǔ)償裝置正向高速化、高精化、智能化等方向快速發(fā)展。目前機(jī)械補(bǔ)償裝置已被逐漸淘汰，現(xiàn)階段最成熟的為電液平衡補(bǔ)償裝置，未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)是電氣補(bǔ)償裝置。