隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械制造技術(shù)有了深刻的變化万栅。由于社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的需求更加強(qiáng)烈,多品種未斑、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加,采用傳統(tǒng)的普通加工設(shè)備已難以適應(yīng)高效率溃卡、高質(zhì)量溢豆、多樣化的加工要求。機(jī)床數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,大大縮短了機(jī)械加工的前期準(zhǔn)備時(shí)間,并使機(jī)械加工的全過程自動(dòng)化水平不斷提高,同時(shí)也增強(qiáng)了制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力瘸羡。

數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序漩仙、輸入裝置、數(shù)控系統(tǒng)犹赖、伺服系統(tǒng)队他、輔助控制裝置、反饋系統(tǒng)及機(jī)床本體峻村。加工程序可由人工編寫(如車床數(shù)控系統(tǒng)加工簡(jiǎn)單工件時(shí)),復(fù)雜的加工要求可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行繪圖(如銑床及加工中心加工曲面工件時(shí)),然后生成加工程序麸折。程序的輸入可由數(shù)控系統(tǒng)的面板進(jìn)行手工輸入,也可通過計(jì)算機(jī)的通訊口用電纜進(jìn)行傳輸,也可以用計(jì)算機(jī)USB接口進(jìn)行傳輸。

在選購數(shù)控機(jī)床時(shí)可從三個(gè)方面考慮,首先是機(jī)床本體能否符合自己的加工要求,機(jī)床的質(zhì)量如何粘昨。其次是數(shù)控系統(tǒng),數(shù)控系統(tǒng)有很多種類,選擇合適的系統(tǒng)是選購數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵垢啼。最后是驅(qū)動(dòng)單元,也是機(jī)床控制的關(guān)鍵,不同的驅(qū)動(dòng)單元能達(dá)到的加工精度也不一樣,在選擇驅(qū)動(dòng)單元時(shí),要根據(jù)加工的工件的精度要求選擇合適的驅(qū)動(dòng)單元。

以下從數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)單元兩個(gè)方面進(jìn)行分析:

1.數(shù)控系統(tǒng)的選配

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”,對(duì)機(jī)床控制信息進(jìn)行運(yùn)算及處理张肾。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的原理可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)兩大類芭析。

1.1經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)從控制方法來看,一般指開環(huán)數(shù)控系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低悟唆、維修調(diào)試方便傀掘、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),但受步進(jìn)電機(jī)矩頻特性及精度、進(jìn)給速度拗辜、力矩三者之間相互制約,性能的提高受到限制珍媚。所以,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)常用于數(shù)控線切割及一些速度和精度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床、銑床等,在普通機(jī)床的數(shù)控化改造中也得到廣泛的應(yīng)用侍醇。

開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控系統(tǒng)本身不帶位置檢測(cè)裝置,由數(shù)控系統(tǒng)送出一定數(shù)量和頻率的指令脈沖,由驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行機(jī)床定位。開環(huán)系統(tǒng)在外部因素影響的情況下,機(jī)床不動(dòng)作或動(dòng)作不到位,但系統(tǒng)已當(dāng)機(jī)床到達(dá)了指定位置,此時(shí)機(jī)床的加工精度將大大降低珊场。但因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單子历、反應(yīng)迅速、工作穩(wěn)定可靠逼酗、調(diào)試及維修均很方便,加之價(jià)格十分低廉,因此目前在國(guó)內(nèi)至今仍有最大的市場(chǎng)稻便。

1.2標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)

標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)包括半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)一般指機(jī)床的伺服電機(jī)的位置信號(hào)(光電編碼器)反饋到數(shù)控系統(tǒng),系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行位置檢測(cè)和誤差比較,可對(duì)部分誤差進(jìn)行補(bǔ)償控制,因此其控制精度比開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)要高,但比全閉環(huán)的數(shù)控系統(tǒng)要低诽昨。

全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)除包括機(jī)床的伺服電機(jī)的位置反饋外,還有機(jī)床工作臺(tái)的位置檢測(cè)裝置(通常用光柵尺)的位置信號(hào)反饋到系統(tǒng),從而形成全部位置隨動(dòng)控制,系統(tǒng)在加工過程中自動(dòng)檢測(cè)并補(bǔ)償所有的位置誤差趁宠。

全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的加工精度是最高的,但這種系統(tǒng)的調(diào)試不从、維修極其困難,而且系統(tǒng)的價(jià)格很高,只適用于中、高檔的數(shù)控機(jī)床上犁跪。

因?yàn)殚_環(huán)控制系統(tǒng)的價(jià)格比閉環(huán)控制系統(tǒng)要低得多,因此在選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí),要考慮數(shù)控系統(tǒng)占整臺(tái)數(shù)控機(jī)床的價(jià)格成本比例,然后根據(jù)機(jī)床的配置情況及機(jī)床本身的要求,中椿息、低檔機(jī)床采用開環(huán)控制系統(tǒng),中、高檔機(jī)床采用閉環(huán)控制系統(tǒng)坷衍。

2.驅(qū)動(dòng)單元的選配

驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)兩部分,對(duì)驅(qū)動(dòng)單元的選購主要在于驅(qū)動(dòng)裝置的選擇,因?yàn)殡姍C(jī)是通用的部件,性能差別只存在于不同的廠家和型號(hào)寝优。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要可分為:反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、混合式(也稱永磁反應(yīng)式)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大類枫耳。

反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子無繞組,由被勵(lì)磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行乏矾。混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永久磁鋼,由勵(lì)磁和永磁產(chǎn)生的電磁力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行迁杨。步進(jìn)電機(jī)受脈沖的控制,通過改變通電的順序可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,改變脈沖的頻率可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度钻心。步進(jìn)電機(jī)有一定的步距精度,沒有累積誤差。但步進(jìn)電機(jī)的效率低,拖動(dòng)負(fù)載的能力不大,脈沖當(dāng)量不能太大,調(diào)速范圍不大铅协。目前步進(jìn)電機(jī)可分為兩相捷沸、三相、五相等幾種,常用的是三相步進(jìn)電機(jī),如廣州數(shù)控的DY3A即是三相混合式步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器警医。在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間里,步進(jìn)電機(jī)占很大的市場(chǎng),但目前正逐步為伺服電機(jī)所取代亿胸。

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