工廠使用精密數(shù)控機(jī)床（加工中心、電火花、慢走絲等機(jī)床）進(jìn)行高精密加工，你是否有這樣的經(jīng)驗(yàn)：每天早上開(kāi)機(jī)進(jìn)行加工，首件的加工精度往往不夠好；長(zhǎng)假后開(kāi)機(jī)加工的首批零件往往精度很不穩(wěn)定，在高精度加工時(shí)失敗概率極高，尤其是位置精度。
沒(méi)有精密加工經(jīng)驗(yàn)的工廠，往往將這種精度不穩(wěn)定的原因歸咎于設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題。而有精密加工經(jīng)驗(yàn)的工廠，對(duì)于環(huán)境溫度與機(jī)床的熱平衡會(huì)非常重視。他們非常清楚，即使是高精密的機(jī)床也只有在穩(wěn)定的溫度環(huán)境與熱平衡狀態(tài)下才能獲得穩(wěn)定的加工精度。在開(kāi)機(jī)后就要投入高精密加工生產(chǎn)的情況，對(duì)機(jī)床進(jìn)行預(yù)熱是最基本的精密加工常識(shí)。
一、為什么要進(jìn)行機(jī)床預(yù)熱？
數(shù)控機(jī)床的熱特性對(duì)加工精度有重要影響，幾乎占到加工精度的半數(shù)以上。
機(jī)床的主軸、XYZ運(yùn)動(dòng)軸件所使用的導(dǎo)軌、絲杠等部件都會(huì)在運(yùn)動(dòng)中因負(fù)載和摩擦作用而升溫變形，但熱變形誤差鏈中最終影響加工精度的卻是主軸和XYZ運(yùn)動(dòng)軸部件相對(duì)工作臺(tái)的位移。
機(jī)床在長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)行狀態(tài)下和熱平衡狀態(tài)下的加工精度差異較大，究其原因，是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的主軸和各運(yùn)動(dòng)軸在運(yùn)行一段時(shí)間后，其溫度相對(duì)維持在某一固定水平，且隨著加工時(shí)間的變化，數(shù)控機(jī)床的熱態(tài)精度趨于平穩(wěn)，這就表明了加工前的主軸和運(yùn)動(dòng)部件預(yù)熱是非常有必要的。
然而，機(jī)床的“熱身運(yùn)動(dòng)”這個(gè)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)被很多工廠忽視或者不知曉。
二、如何進(jìn)行機(jī)床預(yù)熱？
如果機(jī)床擱置狀態(tài)達(dá)到多天以上時(shí)，建議在高精密加工前進(jìn)行30分鐘以上的預(yù)熱；如果擱置狀態(tài)僅為數(shù)小時(shí)，建議在高精密加工前進(jìn)行5-10分鐘的預(yù)熱。
預(yù)熱的過(guò)程就是讓機(jī)床參與加工軸的反復(fù)移動(dòng)，最好進(jìn)行多軸聯(lián)動(dòng)，比如讓XYZ軸從坐標(biāo)系的左下角位置移動(dòng)到右上角位置，反復(fù)走對(duì)角線。
執(zhí)行的時(shí)候可以在機(jī)床上編寫(xiě)一個(gè)宏程序，讓機(jī)床反復(fù)執(zhí)行預(yù)熱的動(dòng)作。比如在數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)行狀態(tài)下或進(jìn)行高精度零部件加工前，依據(jù)數(shù)學(xué)3D橢圓參數(shù)曲線和預(yù)熱的機(jī)床空間范圍，以t為自變量，XYZ三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸坐標(biāo)作為參變量，按照一定的增量步距，以指定的XYZ運(yùn)動(dòng)軸的最大范圍作為參數(shù)曲線的邊界條件，并使得主軸轉(zhuǎn)速和XYZ運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)給速度與自變量t關(guān)聯(lián)，讓其在指定范圍內(nèi)連續(xù)變化，生成數(shù)控機(jī)床可識(shí)別的數(shù)控程序，用以驅(qū)動(dòng)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)軸產(chǎn)生同步空載運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中伴隨主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的控制變換。
在機(jī)床進(jìn)行充分的預(yù)熱后，充滿活力的機(jī)床就可以投入高精密加工生產(chǎn)了，您將獲得穩(wěn)定一致的加工的精度。
