决定经济性的关键因素：首件达到高精度

决定经济性的关键因素：首件达到高精度
——小批量和单件生产

机床精度受温度影响最重要的部位是进给驱动。高的速度和大的加速度使滚珠丝杠发热，丝杠膨胀。如果没有相应位置测量技术，几分钟时间的定位误差就能达到100 μm。因此，公差要求严格的工件只能在热特性好的的机床上加工，即使加工工艺非常不同也必须这样。

进给驱动的位置测量

原则上用进给丝杠的螺距和安装在丝杠上的旋转编码器或直线光栅尺可以测量直线NC轴的位置。

进给丝杠上有旋转编码器的情况下，滚珠丝杠有两个功能：作为驱动系统，它必须传递大驱动力；但为实现高精度定位，还要求它的螺距精确高，重复性好。但是，位置控制环只有提供丝杠旋转速度和每转细分信息的旋转编码器测量设备。这种情况下，驱动机构的磨损和温度导致的位置变化未包括在测量值中。驱动系统存在无法避免的定位误差，并严重影响工件质量。
如果用直线光栅尺测量滑座位置，位置控制环就包括全部进给机构。这时，机床运动传递元件的轴向间隙和误差就不能影响位置测量精度。测量精度只取决于直线光栅尺精度和安装位置。

整体构件加工举例

典型整体构件在高性能的高速切削（HSC）机床上用高速进给和高速切削加工。不同的粗铣和精铣进给速度使滚珠丝杠膨胀系数非常不同。如果进给驱动没有使用直线光栅尺，小批量和短交货期生产时，每个加工零件的尺寸就会不同。因此，热膨胀可能使加工公差无法达到要求。如果使用直线光栅尺，这些误差就可以避免，滚珠丝杠的热膨胀影响可被完全补偿。

用10 m/min进给速度铣端面时，滚珠丝杠发热。左侧为工作台，右侧为伺服电机。

温度记录图显示温度为25°C（深蓝色）至40°C（黄色）。

图示的测试结果非常清楚地显示不用直线光栅尺加工时发热导致的误差。

飞机铝联杆是用铝坯铣削10 mm深加工的。在工件上方进行20个空刀循环后，铣削联杆下端。从工件端头边线可以非常清楚地看出进给轴的温度变化影响。测试中使用直线光栅尺加工的工件则无这个边线。因此可以保证第一件就能实现高精度。

                                           联杆，用相同毛坯加工两次
                                          无直线光栅尺（左）：有清晰的温度变化造成的边线
                                          用直线光栅尺（右）：无因温度温度变化造成的边线

模具加工的影响

模具加工对形状精度要求很高。同时，还必须使用高速进给以缩短加工时间。第一和最后一道路径必须吻合以避免高速进给节省的的时间将被大量修复工作抵消。加工测试件形状为瓦茨曼山峰形状。为直观体会使用直线光栅尺和不用直线光栅尺加工该模具的差别，特意从工件中间开始加工。第一和最后一道路径相邻，可见的边线清楚地反映了温度变化影响。使用直线光栅尺的机床，瓦茨曼山峰形状就没有这条边线。

自由形状表面的瓦兹曼山峰：

左侧为无直线光栅尺情况，右侧为使用直线光栅尺情况

结论：

如果机床具有高热稳定性，可以非常成功地完成生产订单。进给轴必须在整个行程上具有要求的精度，其中包括速度和切削力的大幅变化时。这些要求都能通过使用直线光栅尺的机床满足。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@blueai.net.cn。