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数控伺服系统的结构与应用

  2020-09-08         Chris         8646

数控机床是一种可以通过编程加工程序自动加工的机械和电气设备。很多不同种类的数控机床,包括数控车床,数控磨床,数控镗床

CNC机床概述

   数控机床是一种可以通过编程加工程序自动加工的机械和电气设备。很多不同类型的数控机床,包括数控车床、数控磨床、数控镗床、数控刨床、数控铣床、数控立式车床,等完成一个加工的数控机床,包括立铣加工中心,卧式铣镗加工中心,龙门镗铣加工中心、数控铣镗加工中心,数控切割机床完成数控机床的综合处理设备。新型电火花机、激光切割机、水切割机、线切割机、并联数控机、全自动复合机生产线。

 


 

刀架

1、刀架的低端主要通过电机提供扭矩来提供能量,主要用于对精度要求不高的机床
2、
中刀架有多种,包括液压刀架、伺服刀架和双电动刀架。压力刀座主要采用液压马达或液压缸提供能量,而采用伺服马达提供能量,对控制精度要求较高,旋转速度较快,重复定位精度较高。这种刀架性价比高,广泛应用于普通机床上。
3、
高端刀架比上述两种刀架具有更高的性能,适用于高精度加工,广泛应用于高精度要求的高端设备。

 

伺服驱动

电流环

电流回路作为系统的最内层回路,是整个伺服系统的底层数据采样环节。离散电流环采样周期越短,伺服刚度越高,伺服控制性能越好。

 

速度环

   转速环保证电机转速与指令值一致,消除负载转矩扰动对电机转速的影响。与反馈电机的实际速度相比,速度指令和反馈电机的区别可以直接生成Q-axis指挥电流控制加速度,减速或等速电动机,电动机的实际转速与命令的值是一致的。


位置环

位置环是执行机构对位置指令的精确跟踪。

   它可以产生电机的速度指令,使电机准确定位和跟踪。通过将设定的目标位置与电机精确定位的实际位置进行比较,利用偏差通过位置调节器生成电机的速度指令。


 

优势

(1)传动精度和定位精度:

   数控机床进给传动的传动精度和定位精度对零件的加工精度起着关键作用。无论是点控制系统、直线控制系统还是轮廓控制系统,传动精度和定位精度是表征数控机床性能的主要指标。


(2)响应速度:

工作台应能在规定的速度范围内灵敏准确地跟踪指令,并能进行单步或连续运动,在运行过程中不出现丢失或多步现象。


(3)无间隙传动:

  系统传输间隙一般指反向间隙,即反向死区误差,存在于整个传动链的每一对传输,直接影响数控机床的加工精度,因此,应尽可能消除传动间隙减少反向死区误差。


(4)稳定的操作:

   稳定性是伺服进给系统正常工作的最基本条件,特别是在低速进给无蠕变的情况下,能够适应外部负载的变化而不产生共振。所谓进给系统寿命,主要是指数控机床保持传动精度和定位精度的时间长度,以及各传动部件保持其原有制造精度的能力。


(5)维护

进给系统的结构设计应易于维护,最大限度地减少维护工作,提高机床的利用率。

 


 

主轴驱动模式

(1)分段无级变速

主轴电机通过有限齿轮传动驱动主轴旋转,适用于大型数控机床床身,尤其适用于强切削

 

(2)皮带传动变速

主轴电机通过同步带传动方式驱动主轴旋转,适用于中小型数控机床,床身尤其在抗振动性高的情况下;

 

(3)电机直接驱动

主轴电机通过联轴器直接驱动主轴旋转或直接使用电主轴,这种传动方式比较适合在小型数控机床上,特别是在高精度加工上。

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