消除和补偿：斗山如何处理热膨胀
2017-11-10
热量对机床的影响
热增长是精密加工的敌人，因为热量会从热到冷流动(更多地是物理现象)。例如，在C形框架的立式加工中心结构中，热量转移到铸件，造成Y轴和Z轴的膨胀。随着Y轴的膨胀，机床的立柱倾向于向前和向下倾斜。
金属会随着系统变热而膨胀，然后在系统温度正常时收缩。这种加热和冷却过程可能会持续一整天，因为在装夹或午休期间，机床会闲置。由于如今的公差非常紧密，这种前后移动足以使可重复的精密加工变得困难。
因此，对热膨胀的影响进行补偿是保持零件整体精度的一个关键功能。
从源头消除热量
在实施热补偿前，我们首先争取尽可能多地从机床中的源头消除或减少潜在的辐射热量。例如，让我们来看看斗山NHP 4000和NHP 5000卧式加工中心，它们都采用了最小热位移设计。
通过标准配置，例如配备用于滚珠丝杠螺母的冷却套管并配备让冷却油流过滚珠丝杠轴的机构，NHP系列的X、Y和Z轴专为减少热量而设计。主轴冷却系统通过使冷却油在轴承和电机绕组周围循环来保持获得最佳精度所需的均匀主轴温度。此外，主轴轴承上的恒压系统可在主轴运行时主动适应。
通过使用大容量通心式冷却液设计并结合标准冷却和主轴中心冷却系统，可快速排出热切屑。选配的冷却装置可确保让冷却液成为解决方案的组成部分而不会造成问题。
在您消除尽可能多的热源后，下一步就是对剩余的热量进行补偿。
被动热补偿
被动系统基于对以特定速度运行的机床样本的热增长进行测量，将其绘制出来，并编写基于样本结果对所有机床进行调整的程序。虽然这可以起作用，但静态设置不适合时刻发生改变的条件，这些条件可由车间环境温度和热源(如冷却液和切屑)的不一致热高峰等变量引起。
按照该过程的性质，从样本推断意味着：单台机床会超出中位数范围且可能具有差异巨大的热增长率。被动系统可能造成弊大于利，因为它给人的印象是热增长已被补偿，而实际情况可能并非如此。
主动热补偿
斗山NHP系列采用基于传感器的主动系统，而不是采用处理余热的被动方式。通过在整个机床中放置多个传感器测量热增长。一个测量铸件的环境(正常)温度。另一个安装在主轴上。选配的传感器可置于整个机床立柱中，特别是在主轴连接点处。控制器从该特定机床的所有传感器收集数据点，使用这些信息连续测量每个轴的位置并自动进行补偿。操作员可设定补偿量和定时参数，NHP从该处获取这些参数。
克服热量影响!
使用这种进行消除和补偿的主动系统，NHP系列可将热增长的影响降低70％以上!虽然它并不能完全消除热增长影响，但肯定强过不停追踪公差或猜测被动方式是否有好的效果。我们认为这是在加工客户需要的精密零件时让您保持冷静的最佳方式。
如果您想了解有关减少热膨胀或NHP系列的更多信息，请致电当地的斗山经销商。
热增长是精密加工的敌人，因为热量会从热到冷流动(更多地是物理现象)。例如，在C形框架的立式加工中心结构中，热量转移到铸件，造成Y轴和Z轴的膨胀。随着Y轴的膨胀，机床的立柱倾向于向前和向下倾斜。
金属会随着系统变热而膨胀，然后在系统温度正常时收缩。这种加热和冷却过程可能会持续一整天，因为在装夹或午休期间，机床会闲置。由于如今的公差非常紧密，这种前后移动足以使可重复的精密加工变得困难。
因此，对热膨胀的影响进行补偿是保持零件整体精度的一个关键功能。
从源头消除热量
在实施热补偿前，我们首先争取尽可能多地从机床中的源头消除或减少潜在的辐射热量。例如，让我们来看看斗山NHP 4000和NHP 5000卧式加工中心，它们都采用了最小热位移设计。
通过标准配置，例如配备用于滚珠丝杠螺母的冷却套管并配备让冷却油流过滚珠丝杠轴的机构，NHP系列的X、Y和Z轴专为减少热量而设计。主轴冷却系统通过使冷却油在轴承和电机绕组周围循环来保持获得最佳精度所需的均匀主轴温度。此外，主轴轴承上的恒压系统可在主轴运行时主动适应。
通过使用大容量通心式冷却液设计并结合标准冷却和主轴中心冷却系统，可快速排出热切屑。选配的冷却装置可确保让冷却液成为解决方案的组成部分而不会造成问题。
在您消除尽可能多的热源后，下一步就是对剩余的热量进行补偿。
被动热补偿
被动系统基于对以特定速度运行的机床样本的热增长进行测量，将其绘制出来，并编写基于样本结果对所有机床进行调整的程序。虽然这可以起作用，但静态设置不适合时刻发生改变的条件，这些条件可由车间环境温度和热源(如冷却液和切屑)的不一致热高峰等变量引起。
按照该过程的性质，从样本推断意味着：单台机床会超出中位数范围且可能具有差异巨大的热增长率。被动系统可能造成弊大于利，因为它给人的印象是热增长已被补偿，而实际情况可能并非如此。
主动热补偿
斗山NHP系列采用基于传感器的主动系统，而不是采用处理余热的被动方式。通过在整个机床中放置多个传感器测量热增长。一个测量铸件的环境(正常)温度。另一个安装在主轴上。选配的传感器可置于整个机床立柱中，特别是在主轴连接点处。控制器从该特定机床的所有传感器收集数据点，使用这些信息连续测量每个轴的位置并自动进行补偿。操作员可设定补偿量和定时参数，NHP从该处获取这些参数。
克服热量影响!
使用这种进行消除和补偿的主动系统，NHP系列可将热增长的影响降低70％以上!虽然它并不能完全消除热增长影响，但肯定强过不停追踪公差或猜测被动方式是否有好的效果。我们认为这是在加工客户需要的精密零件时让您保持冷静的最佳方式。
如果您想了解有关减少热膨胀或NHP系列的更多信息，请致电当地的斗山经销商。
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