在精密數(shù)控加工領(lǐng)域，一提到坐標(biāo)磨床品牌，大家首先想到的往往是“瑞士豪澤HAUSER、美國(guó)穆?tīng)朚oore、日本三井Mitsui Seiki”。
然而，從第一臺(tái)坐標(biāo)磨床面世到 21 世紀(jì)初，傳統(tǒng)坐標(biāo)磨床的基本結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有改變。其一直采用行星運(yùn)動(dòng)方式，配合U軸進(jìn)給來(lái)完成圓孔的磨削，如下圖所示。
傳統(tǒng)坐標(biāo)磨床磨削圓孔的方式
01
采用傳統(tǒng)行星運(yùn)動(dòng)方式的不足
為何采用這種圓孔磨削方式而非X、Y軸插補(bǔ)呢？原因在于機(jī)床工作臺(tái)采用的是滾珠絲杠。若采用插補(bǔ)方式，滾珠絲杠的螺距誤差以及絲杠和螺母之間的運(yùn)動(dòng)間隙難以消除，這會(huì)導(dǎo)致在加工過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)較高的精度。而且，這種行星運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)還存在一些不足：
1）磨削主軸受限：
磨削主軸懸掛在機(jī)床主軸端面上，重量不能太大，這就限制了磨削主軸的功率。并且在加工不同直徑大小的孔時(shí)，由于轉(zhuǎn)速范圍限制，需要更換磨削主軸，這一過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)。
2）連續(xù)軌跡磨削誤差大：
砂輪旋轉(zhuǎn)中心和機(jī)床主軸中心不同軸，在進(jìn)行連續(xù)軌跡磨削（輪廓磨削或非圓磨削）時(shí)，只能采用插補(bǔ)磨削方式，即便配備數(shù)控 C 軸實(shí)現(xiàn)跟隨運(yùn)動(dòng)，誤差依然不可避免。
3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高：
主軸機(jī)構(gòu)龐大、重量大，在沖程磨削時(shí)無(wú)法保證較高的垂直方向尺寸公差，難以實(shí)現(xiàn)三維輪廓的精密磨削。為保證精度，需要配備大量裝置（如冷卻、配重等），導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂，后續(xù)維護(hù)保養(yǎng)成本也極高。
4）對(duì)操作工要求高且效率低：
磨削工作對(duì)操作人員要求很高，只有經(jīng)驗(yàn)豐富的操作工才能保證最終磨削精度，而且整個(gè)過(guò)程復(fù)雜，效率較低。
02
日本希村"零基礎(chǔ)“坐標(biāo)磨
日本希村HOPHET坐標(biāo)磨打破傳統(tǒng)局限，采用“全恒溫控制床身搭載納米級(jí)精度控制器、超精密直線電機(jī)”，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了“零基礎(chǔ)”超精密坐標(biāo)磨床，不僅精度高，加工效率更是傳統(tǒng)坐標(biāo)磨床的3 - 5倍。
希村"零基礎(chǔ)“坐標(biāo)磨H700M
1）龍門(mén)式寬衡量結(jié)構(gòu)：
龍門(mén)式寬橫梁結(jié)構(gòu)，縮短了主軸和框架之間的距離，聚焦了主軸上下移動(dòng)方向，避免了主軸在極限值工作時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，從而保證加工精度和表面光潔度。
希村超精密床身（紅色區(qū)域?yàn)楹銣貐^(qū)域）
2）整機(jī)恒溫系統(tǒng)
機(jī)床所有發(fā)熱源都設(shè)置了恒溫系統(tǒng)，溫度控制精度達(dá)到 ±0.1℃，能隨時(shí)帶走發(fā)熱源產(chǎn)生的熱量。只有各個(gè)部件處于一致的恒溫狀態(tài)，才能保證機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間加工精度穩(wěn)定。
3）超精密直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)
所有軸都采用直線電機(jī)替代傳統(tǒng)絲杠，無(wú)磨損、無(wú)反向間隙、加速度快，大大提高了機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間加工的穩(wěn)定性。
無(wú)反向間隙
4）“零基礎(chǔ)”磨削系統(tǒng)
只需人工裝夾，將傳統(tǒng) 95％的人工操作降低到現(xiàn)在的 5%，不僅減少了對(duì)專(zhuān)業(yè)人士的依賴(lài)，還能大幅確保工件良率，使傳統(tǒng)加工流程效率提高 3 - 5 倍！
希村開(kāi)發(fā)了 “在機(jī)檢測(cè)、磨頭補(bǔ)償” 等智能化功能，只要人工把工件裝夾好，就能在機(jī)倉(cāng)內(nèi)一站式完成 “粗加工 - 半精加工 - 精加工”。
探針標(biāo)定
自動(dòng)找正（尋找產(chǎn)品中心和角度、系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)修正產(chǎn)品角度）
（粗加工、半精加工--精加工）
磨頭直徑檢測(cè)
希村“零基礎(chǔ)”坐標(biāo)磨可穩(wěn)定孔徑誤差≤2um，在機(jī)出檢測(cè)報(bào)告替代傳統(tǒng)三坐標(biāo)。傳統(tǒng)三坐標(biāo)只做抽檢，大大提高了生產(chǎn)良率和加工效率。
機(jī)床在機(jī)檢測(cè)報(bào)告
三坐標(biāo)檢測(cè)報(bào)告與機(jī)床在機(jī)測(cè)量精度相差2um
03
日本希村"零基礎(chǔ)“坐標(biāo)磨的應(yīng)用
目前，希村“零基礎(chǔ)”坐標(biāo)磨可廣泛應(yīng)用于塑膠模具、齒輪泵、醫(yī)療模架、減速機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子等領(lǐng)域，還能完成人形機(jī)器關(guān)節(jié)的鏜銑工藝。
據(jù)悉，希村的智能 “坐標(biāo)鏜銑磨復(fù)合型” 加工中心推出后已獲得 3000 萬(wàn)訂單。如此優(yōu)秀的希村坐標(biāo)磨，是不是讓你對(duì)坐標(biāo)磨技術(shù)有了新的認(rèn)識(shí)呢？
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