數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析論文(完整版)
【正文】 寬 調(diào)速范圍是指機(jī)床要求伺服電動機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比，一般要求速比(:)為24000:1。同時具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和較大的制動轉(zhuǎn)矩，盡可能小的機(jī)電時間常數(shù)和啟動電壓。換一種說法是：轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如10V對應(yīng)5Nm的話，:，(通常在有重力負(fù)載情況下產(chǎn)生)。 數(shù)控機(jī)床PMC PMC概述PMC又稱為數(shù)控機(jī)床內(nèi)置式PLC，是對數(shù)控系統(tǒng)功能進(jìn)行的二次開發(fā)。 第三章 數(shù)控機(jī)床的檢測系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床在線檢測系統(tǒng)的組成數(shù)控機(jī)床在線檢測系統(tǒng)分為兩種，一種為直接調(diào)用基本宏程序，而不用計算機(jī)輔助；另一種則要自己開發(fā)宏程序庫，借助于計算機(jī)輔助編程系統(tǒng)，隨時生成檢測程序，然后傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。(4)測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)有接觸觸發(fā)式測頭、信號傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，是數(shù)控機(jī)床在線檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，直接影響著在線檢測的精度。 數(shù)控機(jī)床在線檢測的工作原理實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的在線檢測時，首先要在計算機(jī)輔助編程系統(tǒng)上自動生成檢測主程序，將檢測主程序由通信接口傳輸給數(shù)控機(jī)床，通過G31跳步指令，使測頭按程序規(guī)定路徑運(yùn)動，當(dāng)測球接觸工件時發(fā)出觸發(fā)信號，通過測頭與數(shù)控系統(tǒng)的專用接口將觸發(fā)信號傳到轉(zhuǎn)換器，并將觸發(fā)信號轉(zhuǎn)換后傳給機(jī)床的控制系統(tǒng)，該點的坐標(biāo)被記錄下來。隨后可以把編制好的程序傳輸給CNC檢測設(shè)備，進(jìn)行自動檢測。主模塊要實現(xiàn)對宏程序的查找、增添、修改及刪除等操作。(2)檢測信息的提取在線檢測仿真系統(tǒng)，必須在仿真過程中，如實地反映測量宏程序的每一條語句，即利用測量宏程序驅(qū)動檢測仿真過程的進(jìn)程。,常用的是30W以下。外定子的結(jié)構(gòu)與籠型交流伺服電動機(jī)的定子相同，鐵心槽內(nèi)放有兩相繞組。旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對切割，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 控制電流與勵磁電流的相位差保持90176。異步型交流伺服電動機(jī)，又稱為交流感應(yīng)電動機(jī)，具有轉(zhuǎn)子重量輕、慣量小，響應(yīng)速度快等特點。當(dāng)負(fù)載超過一定極限后，轉(zhuǎn)子不再按同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。伺服電動機(jī)有三個顯著特點：（1）啟動轉(zhuǎn)矩大 由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電阻很大，可使臨界轉(zhuǎn)差率Ｓｍ＞１，定子一加上控制電壓，轉(zhuǎn)子立即啟動運(yùn)轉(zhuǎn)．（２）運(yùn)行范圍寬 在轉(zhuǎn)差率從０到１的范圍內(nèi)都能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)．（３）無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象 控制信號消失后，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)不停的現(xiàn)象稱＂自轉(zhuǎn)＂．自轉(zhuǎn)現(xiàn)象破壞了伺服性，顯然要避免．正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動機(jī)只要失去控制電壓后，伺服電動機(jī)就處于單相運(yùn)行狀態(tài)。 直流伺服電動機(jī)直流伺服電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與普通他勵直流電動機(jī)一樣，所不同的是直流伺服電動機(jī)的電樞電流很小，換向并不困難，因此都不用裝換向磁極，并且轉(zhuǎn)子做得細(xì)長，氣隙較小，磁路不飽和，電樞電阻較大。當(dāng)勵磁不變時，對不同電壓Ua有一組下降的平行直線。永磁交流伺服電動機(jī)同直流伺服電動機(jī)比較，主要優(yōu)點有：（1）無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護(hù)和保養(yǎng)要求低。（3）慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。與交流伺服電動機(jī)相比，它的調(diào)速線性好，體積小，質(zhì)量輕，啟動轉(zhuǎn)矩大，輸出功率大。為了適應(yīng)各種不同系統(tǒng)的需要，從結(jié)構(gòu)上作了許多改進(jìn)，又發(fā)展了低慣量的無槽電樞、空心杯形電樞、印制繞組電樞和無刷直流伺服電動機(jī)等品種。 不同類型的交流伺服電動機(jī)具有不同的特點。而反轉(zhuǎn)時失去UK，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為正（1〈S〈2時〉，不會產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，可以自行制動，迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這也是交流伺服電動機(jī)與異步電動機(jī)的重要區(qū)別。另外，斷續(xù)工作區(qū)范圍大，尤其是在高速區(qū)，這有利于提高電動機(jī)的加、減速能力。同步型交流伺服電動機(jī)，按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又分為電磁式及非電磁式兩大類。（2） 相位控制如果改變加在控制繞組上的電流的大小或相位差，就破壞了對稱狀態(tài)，使旋轉(zhuǎn)磁場減弱，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。杯子底部固定于轉(zhuǎn)軸上，杯臂薄而輕，—，因而轉(zhuǎn)動慣量小，動作快且靈敏。電角度的繞組，即勵磁繞組和控制繞組。(3)虛擬測頭的驅(qū)動在線檢測系統(tǒng)是利用測頭與待測物體的碰撞來確定接觸點的位置信息的，因而檢測仿真必須逼真的再現(xiàn)這一過程，這也是整個仿真系統(tǒng)的核心問題。通過打開測量結(jié)果數(shù)據(jù)文件，獲得測量點坐標(biāo)信息，經(jīng)過相應(yīng)的運(yùn)算過程最終得到所測值。自主開發(fā)軟件的編程方式有：基于C、C++、VC++、VB、Delphi開發(fā)平臺的在線檢測編程和基于CAD開發(fā)平臺的在線檢測編程。上位機(jī)通過監(jiān)測CNC系統(tǒng)返回的測量值，可對系統(tǒng)測量結(jié)果進(jìn)行計算補(bǔ)償及可視化等各項數(shù)據(jù)處理工作。目前常用的雷尼紹測頭，是英國雷尼紹公司的產(chǎn)品，如圖2所示。硬件部分通常由以下幾部分組成：(1)機(jī)床本體機(jī)床本體是實現(xiàn)加工、檢測的基礎(chǔ)，其工作部件是實現(xiàn)所需基本運(yùn)動的部件，它的傳動部件的精度直接影響著加工、檢測的精度。 數(shù)控機(jī)床PMC的動作要求① 具有加工中心的基本控制功能；② 具有刀庫管理和自動換刀控制功能；③ 具有雙工作臺交換功能；④ 具有工作臺定角度分度定位控制功能；⑤ 具有故障診斷、顯示和報警功能。應(yīng)用主要在對材質(zhì)的受力有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。就伺服驅(qū)動器的響應(yīng)速度來看，轉(zhuǎn)矩模式運(yùn)算量最小，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最快。 4)穩(wěn)定性好 穩(wěn)定性直接影響加工精度和表面粗糙度，因此要求伺服系統(tǒng)有較強(qiáng)的抗干擾能力，保證進(jìn)給速度均勻、平穩(wěn)。2)直流
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