
在上一届的EMO展会上,大隈研发的“5-Axis Auto Tuning System”5轴控制机床的几何误差补偿及开发维持精度的智能化系统,荣获了德国MM-AWARD奖项。这是继大隈的智能化技术“Machining Navi”、“Thermo-Friendly Concept”和“Collision Avoidance System”之后,大隈的又一具有代表性的智能化创新。
5-Axis Auto Tuning System是针对5轴加工精度的又一革新,该项技术的诞生让快速且轻松地完成机床几何误差的调整成为可能。机床的几何误差是不容忽视的,就机床的旋转轴来说,5轴加工机的旋转轴出现的几何误差,会对整个加工精度产生影响。
5-Axis Auto Tuning System的出现解决了用普通方法难以处理的几何误差,机床仅需10min,就可以通过机床的OSP系统轻易实现快速调整。5-Axis Auto Tuning System功能是通过使用探测器和基准球测量几何误差,并按照测量结果实施补偿控制,进而调整5轴机的运动精度。由此实现5轴加工精度的进一步提高。
如果说5-Axis Auto Tuning System是为了解决机床本身的时效变化问题,那么大隈知名的Thermo-Friendly Concept则是为了应对机床本身的温度变化而设计的,通过这两项智能化技术可实现机床本身长期的高精度保持性。
Thermo-Friendly Concept,顾名思义是指与热友好共处、保持亲和。此前的机床采取的措施主要是针对如何减少热的产生量或如何冷却。而Thermo-Friendly Concept的构思是尽量减少热的产生量的同时,接受热。虽然预测复杂的热位移很困难,但是通过“热变形单纯化”与“温度分布均匀化”的机床构造可以进行可预测的规则热位移、并正确地补偿控制。即使没有恒温室等大型的设备,也可以稳定并维持高精度。
“热亲和概念”技术设计主要分为两部分:TAS-C针对结构的热位移补偿和TAS-S针对主轴的热位移补偿。
大隈公司开发了一种称为箱形组合的简单的新型积木式结构立柱,这种左右两侧大致均衡的构造确保了热量分布对称。由于采用了单纯的箱式组合,所以即使环境温度发生变化,机床也是按预定的方向进行伸缩。此情况下的膨胀和收缩量在以热量分析为基础的设计阶段可以预测,并与实际机床的测量数据进行比较可见,其变化的大小几乎相同。
尽管如此,随着主轴转速的升高将会产生更多的热量。上述结构不能消除因更高的主轴转速所增加的热量。为此,大隈公司开发了新的主轴热位移控制功能TAS-S,利用这个功能可以预测并补偿主轴所产生的热量变化。安装在机床上的温度传感器对不同的条件变化进行微调,并与温度跟踪延迟、温度变化梯度等条件因素一起进行补偿。
除了以上两项技术,大隈用于加工中抑制振纹产生的“Machining Navi”和智能防撞技术“Collision Avoidance System”也都是大隈智能化设计的经典结晶。
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