數(shù)控機(jī)床一般由NC控制系統(tǒng)好员、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和反饋檢測系統(tǒng)3部分組成却怪。數(shù)控機(jī)床對位置系統(tǒng)要求的伺服性能包括:定位速度和輪廓切削進(jìn)給速度晚饰;定位精度和輪廓切削精度;精加工的表面粗糙度殷感;在外界干擾下的穩(wěn)定性窃橄。這些要求主要取決于伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性熏迷。對閉環(huán)系統(tǒng)來說赵腰,總希望系統(tǒng)有較高的動態(tài)精度,即當(dāng)系統(tǒng)有一個較小的位置誤差時(shí)谐歪,機(jī)床移動部件會迅速反應(yīng)敦间。下面就位置控制系統(tǒng)影響數(shù)控機(jī)床加工要求的幾個方面進(jìn)行論述。
1束铭、加工精度精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)廓块。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標(biāo)契沫。為了保證有足夠的位置精度带猴,一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小,另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求懈万。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中拴清,對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的,反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用会通】谟瑁可以說,數(shù)控機(jī)床的加工精度主要由檢測系統(tǒng)的精度決定涕侈。位移檢測系統(tǒng)能夠測量的最小位移量稱做分辨率沪停。分辨率不僅取決于檢測元件本身,也取決于測量線路裳涛。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床阿魏、尤其是高精度或大中型數(shù)控機(jī)床時(shí),必須精心選用檢測元件氛灸。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量耘泰,一般要求比加工精度高一個數(shù)量級〗B担總之嘀醋,高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證。例如孟溯,數(shù)控機(jī)床中常用的直線感應(yīng)同步器的精度已可達(dá)±0.0001mm讲侵,即0.1?m,靈敏度為0.05?m,重復(fù)精度0.2?m耸壮;而圓型感應(yīng)同步器的精度可達(dá)0.5N粤街,靈敏度0.05N,重復(fù)精度0.1N笑驶。
2职颜、開環(huán)放大倍數(shù)在典型的二階系統(tǒng)中,阻尼系數(shù)x=1/2(KT)-1/2嫌变,速度穩(wěn)態(tài)誤差e(∞)=1/K吨艇,其中K為開環(huán)放大倍數(shù),工程上多稱作開環(huán)增益腾啥。顯然东涡,系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是影響伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)指標(biāo)的重要參數(shù)之一倘待。
一般情況下疮跑,數(shù)控機(jī)床伺服機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)取為20~30(1/S)。通常把K<20范圍的伺服系統(tǒng)稱為低放大倍數(shù)或軟伺服系統(tǒng)凸舵,多用于點(diǎn)位控制祖娘。而把K>20的系統(tǒng)稱為高放大倍數(shù)或硬伺服系統(tǒng),應(yīng)用于輪廓加工系統(tǒng)贞间。
假若為了不影響加工零件的表面粗糙度和精度贿条,希望階躍響應(yīng)不產(chǎn)生振蕩雹仿,即要求是取值大一些增热,開環(huán)放大倍數(shù)K就小一些;若從系統(tǒng)的快速性出發(fā)胧辽,希望x選擇小一些嗤矾,即希望開環(huán)放大倍數(shù)~增加些,同時(shí)K值的增大對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度也能有所提高悄锈。因此拒牡,對K值的選取是必需綜合考慮的問題。換句話說菌渐,并非系統(tǒng)的放大倍數(shù)愈高愈好随去。當(dāng)輸入速度突變時(shí),高放大倍數(shù)可能導(dǎo)致輸出劇烈的變動暖娃,機(jī)械裝置要受到較大的沖擊扔泵,有的還可能引起系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。這是因?yàn)樵诟唠A系統(tǒng)中系統(tǒng)穩(wěn)定性對K值有取值范圍的要求力浅。低放大倍數(shù)系統(tǒng)也有一定的優(yōu)點(diǎn)闭厕,例如系統(tǒng)調(diào)整比較容易,結(jié)構(gòu)簡單,對擾動不敏感多吁,加工的表面粗糙度好尼可。
3、提高可靠性數(shù)控機(jī)床是一種高精度将鸵、高效率的自動化設(shè)備勉盅,如果發(fā)生故障其損失就更大,所以提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要咨堤」酱郏可靠度是評價(jià)可靠性的主要定量指標(biāo)之一,其定義為:產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)一喘,完成規(guī)定功能的概率驱还。對數(shù)控機(jī)床來說,它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件凸克、工作條件及工作方式等议蟆,例如溫度、濕度萎战、振動咐容、電源、干擾強(qiáng)度和操作規(guī)程等蚂维。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能戳粒,例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能,伺服性能等侦广。平均故障(失效)間隔時(shí)間(MTBF)是指發(fā)生故障經(jīng)修理或更換零件還能繼續(xù)工作的可修復(fù)設(shè)備或系統(tǒng)恼芙,從一次故障到下一次故障的平均時(shí)間,數(shù)控機(jī)床常用它作為可靠性的定量指標(biāo)成猴。由于數(shù)控裝置采用微機(jī)后龟冻,其可靠性大大提高,所以伺服系統(tǒng)的可靠性就相對突出陶份。它的故障主要來自伺服元件及機(jī)械傳動部分陋抵。
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