在精密切削加工的場合,如何在運轉(zhuǎn)中量測主軸的伸長量,進而補償及控制主軸的位置,使被加工物表面的長時間加工位置有一致性,是未來工作母機及主軸的重要課題。 CNC工作母機使用主軸作切削動作時,主軸運轉(zhuǎn)時的膨脹伸長會造成表面切削精度變化,主要原因有二:運轉(zhuǎn)時隨著RPM升高而引起的離心力影響,會使刀把向下伸長,另一個原因則為運轉(zhuǎn)時溫度上升引起的熱膨脹?偫ǘ裕鬏S運轉(zhuǎn)的伸長量是由離心力的影響加上溫度的時間差所造成的。 在現(xiàn)場實際切削加工時,不同的刀把及不同的RPM所引起的離心力不同,主軸伸長量也因此而不同;同時,當(dāng)?shù)毒呓佑|到工件時,不同的切削力會相對抵消離心力影響,因此主軸的伸長量不是一個常數(shù),含有「相對」因素在內(nèi)。過去有人嘗試使用溫度傳感器做主軸伸長量補償,但效果一直不彰,無法切實掌握及收斂問題,原因即在此。 奈米趨勢公司表示,德國Micro-Epsilon主軸位移膨脹傳感器,是專門針對此問題而設(shè)計,小的體積(10×12×4.5mm)可置放于主軸內(nèi),內(nèi)建位移距離傳感器及溫度傳感器,可于主軸運轉(zhuǎn)中作動態(tài)量測,所得的數(shù)據(jù)提供控制器作補償加工,進而達到μm的控制精度。在國外,裝置此一傳感器的主軸有Smart Spindle之稱。 臺灣進口的高速度主軸中,瑞士IBAG高速主軸正全力推廣具有此功能的主軸,而臺灣機床廠及主軸廠商中,亦有許多廠商相當(dāng)看好及重視此一功能性;據(jù)了解,匠澤機械及新虎將機械已把此一功能列入選配。 德國Micro-Epsilon同時亦有雷射傳感器及軟件程序包,可在主軸鼻端下方作非接觸動態(tài)量測,由外部求得的伸長量和內(nèi)部位移傳感器的位移訊號作比對,可幫助機床業(yè)者在導(dǎo)入位移感測時的便利性,進而提升機床精度 |