高速数控机床自适应夹紧装置实验平台的开发

张静静， 段向军， 潘红恩， 罗华安， 翟忠华

（1.南京信息职业技术学院智能制造学院，南京 210023；2.南京康尼电气技术有限公司，南京 210013）

0 引 言

为落实好智能制造工程，倡导政产学研用联合，开发智能产品和自主控制的智能装置并实现产业化［1］。卡盘作为数控车床的重要功能部件，主要用于装夹工件，其夹紧力的精确控制将直接影响数控机床加工的精度和可靠性。现役的数控车床卡盘主要采用手工和自动两种夹紧方法。其中，手工夹紧不但增加了操作者的劳动强度，而且夹持力、夹紧可靠性有赖于操作者经验和技能，导致手工夹紧效率低、精度差；而自动夹紧卡盘仅仅是实现自动操作，其夹紧力尚未能随工况进行自适应调整［2］。当卡盘夹紧力降至加工所需的最小夹紧力时，工件便存在从卡爪上被甩出的危险，但卡盘夹紧力过大又会带来工件变形，从而影响工件的加工精度，同时也会产生较大的内应力，热处理时应力释放产生变形或裂纹，尤其数控车床高速旋转时，卡盘夹紧力损失非常严重［3-4］。本文开发了高速数控车床自适应夹紧装置实验平台，对于提高数控加工精度及实现智能制造具有一定的工程应用价值，同时也为高职院校培养智能制造类技术技能型人才提供了硬件平台［5-7］。

1 卡盘动态夹紧力自适应控制方法

采用卡盘夹持工件时，确定合理的夹紧力尤为关键。加工过程中，数控车床夹持工件所需的实际夹紧力与切削力、离心力、摩擦力等紧密相关，