扫描探针机械刻蚀及DPN新技术_论文_百度文库
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扫描探针机械刻蚀及DPN新技术
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&&扫​描​探​针​显​微​镜​(​S​P​M​)​作​为​高​精​度​显​微​工​具​的​同​时​,​还​可​以​作​为​加​工​工​具​对​样​品​表​面​进​行​刻​蚀​加​工​。​扫​描​探​针​刻​蚀​加​工​技​术​(​S​P​L​)​近​年​来​发​展​迅​速​。​本​文​综​述​了​基​于​S​P​M​的​扫​描​探​针​机​械​刻​蚀​技​术​,​并​介​绍​了​D​P​N​技​术​的​机​理​及​最​新​研​究​进​展​。
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原子力微探针加工控制研究探针..
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原子力微探针加工控制研究
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3秒自动关闭窗口KOLB 17轴五面体龙门加工中心再制造实例_机床_中国百科网
KOLB 17轴五面体龙门加工中心再制造实例
    1.1 机床结构
该加工中心主体部分为一台带工件分度台A轴的动梁龙门铣，工作台宽度2500mm，行程5000mm，溜板行程3500mm，横梁行程1750mm，滑枕行程1200mm，配置4个刀库96个刀位、1个附件库（带直铣头、角铣头、万能铣头），共有17个数控轴，使用近20年后精度丧失、故障频繁，现进行机床的机电液进行整体再制造。图1是该加工中心再制造后的工作照片。
图1 机床再制造后照片
1.2 再制造内容
根据机床应用的精度、速度及功能需求以及原主轴结构特点与转速和扭矩的要求，对机床所有轴的传动链、主轴部分、液压润滑等重新计算并设计和制造。
机械方面对整机全面解体，部件测绘，对滚珠丝杠、滚动导轨及导轨块、滑枕、主轴系统、附件铣头、机械手、液压润滑系统、防护罩等进行了全面的更换、维修与调整及再制造，对X、Y、W1、W2轴导轨进行精磨。
电气方面，通过刀具管理、刀架旋转及在线工件测量等功能的二次开发与应用，通过刀具分类与刀位定义实现自动随机换刀与刀具/附件长度补偿，并实现了换刀中断的自动恢复，具有程序段搜索刀具与主轴转速（含附件，采用异步子程序实现）时的自动刀具/附件更换与补偿功能。真正实现了一次对刀全自动加工的五面体加工功能，实现了五面体全自动加工要求的高性能、高精度、高效率、低故障，提高了机床工作效率。
电气方面采用SINUMERIK 840DE数控系统进行全面再制造，其中主轴C轴、工作台X轴、溜板Y轴、滑枕Z轴、横梁升降W/W1轴（龙门同步轴）、分度台A轴共七个轴均为闭环控制，刀库U1/U2/U3/U4轴、附件库U轴、机械手E1/E2轴、机械手旋转E3轴、机械手升降Q轴及水平移动V轴均采用绝对值编码器反馈，无需返参。移动式分度头A轴，通过航空插头连接，允许按钮操作后带电插拔（设置为Parking轴），威图控制柜与空调门及ROSE美卡诺悬挂箱为电气系统提供了良好的工作环境，柜内与机床布线严格按照机床电气系统EMC规范要求施工，器件标识系统与线缆保护系统齐备，分设于滑座、刀库区、主操作箱的分布式I/O站（ET200M和根据滑枕安装空间选型的EM200S远程站）简化布线、方便检修、降低了故障率。
1.3项目主要技术要点
1.3.1 加工中心通用技术处理
系统配置双15&&MMC、双通道、双MCP和B-MPI手持单元，使操作方便直观、功能互不干涉。机床可以一边自动加工，另一边操作刀具装载、卸载、重新定位等。
刀库区10个轴可以在NC轴与PLC轴之间手动或自动切换，具有完善的刀库、机械手以及安装不同的附件头后的实际绝对位置防碰撞保护功能，以及各种连锁保护，配备二次开发的龙门加工中心版本系统监控与故障诊断功能界面，使机床维修方便直观。
1.3.2 刀具管理功能
运用SIEMENS刀具管理系统实现刀库、附件库中的刀具装卸、重新定位及刀具数据的实时表格式管理（见图2），设计的刀具/附件智能搜索自动更换功能以及具有后台工作能力的刀具准备、旧刀入库、刀具整理与装卸功能提高了机床的工作效率。
为了方便特殊刀具（如超大刀具、极少用刀具等）的手动更换等处理，设置了虚拟手动刀库用于存放日常置于刀具架的刀具数据管理，并开发了手动更换刀具方式，其刀具补偿同样自动生效。
图2 使用中的刀具表截图（实际PCU50上为中文界面）
刀具管理系统包括系统组态（刀库组态、刀具分类（小刀、长刀、宽刀、特种刀具等）、刀位定义、缓冲区定义等）、刀具数据管理（刀库表与刀具表的自动更新、刀具磨损数据管理、刀具识别）、刀具动作（刀具装载、刀具卸载、刀具重新定位、刀具准备、刀具自动/手动更换、旧刀入库、刀库定位等）、刀具管理程序（刀具参数与变量、换刀NC程序、刀具管理接口PLC程序）、刀具长度与半径补偿等。这里描述的刀具包括附件铣头，铣头在刀具管理系统中作为特殊刀具来处理。
关于该加工中心的刀具管理功能应用可参见发表于《制造技术与机床》（2009年第12期）论文《SIEMENS 840D刀具管理功能在17轴KOLB五面体加工中心中的应用》。
1.3.3 刀架旋转实现刀具自动补偿
通过二次开发与应用刀架旋转功能实现在任意附件任意刀具在任意角度时的自动刀具长度与半径补偿，具有了任意2.5&的斜面、斜孔、曲面的加工功能（例如：图3）。
图3 铣头角度旋转后的自动刀具长度补偿显示画面（实际为中文界面）
其相应的各个角度的补偿数据需在线进行准确测量后通过NC和PLC程序处理并实现自动补偿。其万能铣头的运动如图4所示，其刀具长度补偿模型如图5所示。
图4 万能铣头运动示意图
图5 万能铣头刀具长度补偿模型
1.3.4 在线工件测量
配置了RENSHAW RMP无线传输工件测量系统，编制完整的工件测量程序，实现在线工件测量。
探针作为1个特殊刀具存放在刀库固定位置，和其它刀具一样自动更换与补偿，工件加工过程中利用工件测量探针检查加工量，方便了加工中心的操作，减少了人为检测误差，且提高了效率。
1.3.5 电子齿轮
我司共再制造与维改KOLB五面体龙门加工中心4台，其中1台带2轴联动铣头（A、C轴），机械结构决定了B轴在分度时C轴必须按照速度比1：5运动，C轴分度时B轴可不动，这需要用到电子齿轮功能。
1.4验收结果
验收方式：先按照该加工中心原出厂精度检验单逐项检验几何精度和定位精度，然后加工2个标准试件、1个斜孔加工试件和1个实际五面体工件，然后将加工完的工件由三坐标测量仪检测工件精度，最终认定几何精度、定位精度均达到或超过出厂精度标准（附终验收精度检验单）。主加工区进给轴速度最大15m～20m/min，主轴转速最高3000rpm，刀库移动速度最大30m/min，机械手移动速度最大60m/min。机床所有功能齐备，并在机床实用性、智能化、可靠性等方面优于原机床，可与KOLB同类新的五面体龙门加工中心相媲美。机床经过3年多的精度稳定、低故障运行证实了该加工中心再制造是成功的。
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加工中心工件测量系统在FANUC中的应用
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&&本​文​详​细​介​绍​雷​尼​绍​O​M​P0​加​工​中​心​工​件​测​量​系​统​在​F​A​N​U​C​系​统​的​卧​式​加​工​中​心​上​软​件​的​安​装​调​试​、​测​头​标​定​和​应​用​举​例​。
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