數(shù)控機(jī)床技術(shù)-wenkub
2023-03-16 18:30:41 本頁面
【正文】 伺服控制的最終目的就是機(jī)床工作臺或刀具的位置控制，伺服系統(tǒng)中所采取的一切措施，都是為了保證進(jìn)給運動的位置精度。 概述 從數(shù)控機(jī)床最終要完成的任務(wù)看，主要有以下三個方面內(nèi)容： 主軸運動和普通車床一樣，主運動主要完成切削任務(wù)，其動力約占整臺機(jī)床動力的 70～ 80％。 （ 2）零件加工精度一致性好，避免了普通機(jī)床加工時人為因素的影響。這些信息和指令最基本的包括：各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量，各狀態(tài)控制的 I/O信號等。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中這個實際位移或轉(zhuǎn)角有的要反饋給數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置計算出實際位置和指令位置之間的差值，并根據(jù)這個差值的方向和大小，去控制機(jī)床，使之朝著減小誤差的方向移動。 （ 2）數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形小。 概述 機(jī)床操作 面板 機(jī)床電氣控制柜 機(jī)床側(cè) 機(jī)床側(cè)液壓、氣動 系統(tǒng)、冷卻泵、潤滑泵電動機(jī)等 機(jī)床側(cè)行程開關(guān)、接近開關(guān)、按鈕、液位、壓力等開關(guān) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 圖 1 2 數(shù)控機(jī)床電氣控制柜的示意圖 M D I / C R T 機(jī)床側(cè)操作 1 －熔斷器及斷路器 2 －開關(guān)電源 3 －主軸及進(jìn)給驅(qū)動裝置 4 － CNC 裝置 5 －接地排 6 －接觸器 7 －接線排 8 －機(jī)床控制變壓器 9 －中間繼電器 10 －輸入輸出（ I /O ） 概述 （五）輔助裝置 輔助裝置主要包括自動換刀裝置 ATC（ Automatic Tool Changer） 自動交換工作臺機(jī)構(gòu) APC（ Automatic Pallet Changer）、 工件夾緊放松機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺、液壓控制系統(tǒng)、潤滑裝置、切削液控制裝置、排屑裝置、過載和保護(hù)裝置等。主要由伺服電動機(jī)、驅(qū)動控制系統(tǒng)和位置檢測與反饋裝置等組成。 概述 （二）數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。 控制介質(zhì) 數(shù)控系統(tǒng) 輔助裝置 反饋裝置 機(jī)電接口 伺服系統(tǒng) 位置檢測 速度檢測 被控對象 機(jī) 床 控制 系統(tǒng) 圖 1 1 數(shù)控設(shè)備組成示意圖 概述 （一）控制介質(zhì) 控制介質(zhì)又稱信息載體，是人與數(shù)控機(jī)床之間的媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工中全部信息。 數(shù)控技術(shù)是采用數(shù)字代碼形式的信息，按給定的工作程序、運動速度和軌跡，對被控制的對象進(jìn)行自動操作的一種技術(shù)。如果一種設(shè)備的控制過程是以數(shù)字形式來描繪的，其工作過程是可編程序的，并能在程序控制下自動地進(jìn)行，那么這種設(shè)備就稱為數(shù)控設(shè)備?？刂平橘|(zhì)有多種形式，它隨著數(shù)控裝置的類型不同而不同，常用的有穿孔紙帶、穿孔卡、磁帶、磁盤等?，F(xiàn)代的數(shù)控裝置普遍采用通用計算機(jī)作為數(shù)控裝置的主要硬件，包括微型機(jī)系統(tǒng)的基本組成部分， CPU、 存儲器、局部總線以及輸入輸出接口等；軟件部分就是我們所說的數(shù)控系統(tǒng)軟件。伺服電動機(jī)是系統(tǒng)的執(zhí)行元件，驅(qū)動控制系統(tǒng)則是伺服電動機(jī)的動力源。 （六）機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的本體是指機(jī)械結(jié)構(gòu)實體。 （ 3）更多地采用高效傳動部件，一般采用滾珠絲杠副、直線滾動導(dǎo)軌副或塑料涂層導(dǎo)軌等。位置檢測裝置的精度直接決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。 概述 伺服系統(tǒng)的作用就是將進(jìn)給位移量等信息轉(zhuǎn)換成機(jī)床的進(jìn)給運動，數(shù)控系統(tǒng)要求伺服系統(tǒng)正確、快速地跟隨控制信息，執(zhí)行機(jī)械運動，同時，位置反饋系統(tǒng)將機(jī)械運動的實際位移信息反饋至數(shù)控系統(tǒng)，以保證位置控制精度。 （ 3）生產(chǎn)周期較短，特別適合小批量、單件的加工?；究刂剖侵鬏S的正、反轉(zhuǎn)和停止，可自動換檔及無級調(diào)速；對加工中心和有些數(shù)控車床還必須具有定向控制和 C軸控制。如對機(jī)械傳動鏈進(jìn)行預(yù)緊和反向間隙調(diào)整；采用高精度的位置檢測裝置；采用高性能的伺服驅(qū)動裝置和伺服電動機(jī)，提高數(shù)控系統(tǒng)的運算速度等。如圖 14所示為數(shù)控裝置、數(shù)控設(shè)備和機(jī)床之間的連接關(guān)系。 概述 第 Ⅲ 類：電源及保護(hù)電路。 第 Ⅳ 類：開 /關(guān)信號和代碼信號連接電路。 概述 機(jī)床 坐標(biāo)軸進(jìn) 給電動機(jī) 主軸驅(qū)動 電動機(jī) 限位開關(guān) 機(jī)電器件 （電磁鐵離合器等） 輔助功能（齒 輪箱、回轉(zhuǎn)刀架、 換刀裝置等） 輔助電動機(jī) 電動機(jī)速度控制 坐標(biāo)軸進(jìn)給 X 、 Y 、 Z 速度 電 源 電 源 電 源 速度 主軸驅(qū)動 位置測量 傳感器激勵 位置指示 操作面板 機(jī)床控 制設(shè)備 控制裝置 電源控制 （變壓器、 保護(hù)裝置 等） 聯(lián)鎖 停止命令 開 / 關(guān)指令 信號 總電源 保護(hù)接地線 數(shù)控裝置 接口分類 圖 1 4 數(shù)控裝置、數(shù)控設(shè)備和機(jī)床間的連接 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 概述 數(shù)控機(jī)床的分類 數(shù)控機(jī)床的種類規(guī)格很多，分類方法也各不相同，常見的分類有以下幾種方式。 概述 （ 2）直線控制的數(shù)控機(jī)床 直線控制數(shù)控機(jī)床一般要在兩點間移動的同時進(jìn)行切削加工，所以不僅要求有準(zhǔn)確的定位功能，還要求從一點到另一點之間按直線規(guī)律運動，而且對運動的速度也要進(jìn)行控制，對于不同的刀具和工件，可以選擇不同的進(jìn)給速度。其特點是能同時控制兩個以上的軸，具有插補(bǔ)功能。移動部件的速度與位移是由輸入脈沖的頻率和脈沖數(shù)決定，位移精度主要決定于該系統(tǒng)各有關(guān)零部件的制造精度。 ㎜。加工中將測量到的實際位置值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移相比較，用比較的差值控制移動部件，直到差值為零，即實現(xiàn)移動部件的最終精確定位。 概述 （ 3）半閉環(huán)控制系統(tǒng) 半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)系統(tǒng)的絲杠上或進(jìn)給電動機(jī)的軸上裝有角位移檢測裝置，如圓光柵，光電編碼器及旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器等。但由于角位移檢測裝置比直線位移檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單安裝調(diào)試方便，因此配有精密滾珠絲杠和齒輪的半閉環(huán)系統(tǒng)正在被廣泛地采用。
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