数控机床各个组成部分的工作原理及结构
数控机床各组成部分结构及控制原理

1.插补周期的选择
T的选择非常重要 基本思想:采用时间分割的思想,根据编程给定的进 给速度F将轮廓曲线分割为相等的插补周期T的进给段, 即轮廓步长ΔL,ΔL=F.T
2.插补运算时间
T必须大于插补运算时间和CPU执行其他实时任务所 需的时间之和
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3.位置反馈采样周期
插补运算结果是供位置采样周期使用的各坐标轴的 位置增量值,因此,采样周期TF通常=T,或者T 是TF的整数倍。T=8ms ,TF=4ms
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2.4 数控机床的进给伺服系统
伺服系统的特点
1. 伺服系统的运动来源于偏差信号 偏差:指令信号与反馈信号的比较
2. 伺服系统必须有负反馈回路 3. 伺服系统始终处于过渡过程状态 4. 伺服系统必须具有力(力矩)放大作用
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伺服系统的基本要求
位移精度要高 定位精度高 稳定性好 动态响应快 调速范围宽 低速大转矩
F 0 F 0
x y
F F ye F F xe
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3. 终点判别
总步长法:N X e Ye
单边计数法:N maxXe , Ye
坐标计数法 长边坐标计数法
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❖ 4. 举例
❖ 若加工第一象限直线OE,起点为O(0,0),终点为E(5,3)。按逐点 比较法进行插补计算,并作出插补轨迹图。
1. 调速范围宽而有良好的稳定性,低速 时要求速度平稳;
2. 负载特性硬,即使在低速时,有足够 的
负载能力,反应速度快; 3. 可频繁地起、停、换向等。
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2.4.2 开环进给伺服系统
一、工作原理: ❖ 组成部分:驱动控制环节、执行元件 ❖ 驱动控制环节的任务:是将指令脉冲
转化为执行元件所需的信号 ❖ 步进电机的任务:是将(处理过的指
数控机床的结构组成及原理

数控机床的结构组成及原理数控机床是一种通过计算机控制的机床,可以实现多种复杂的加工操作。
它的结构组成及原理可以大致分为机床主体部分、控制系统部分和辅助装置部分。
一、机床主体部分1.床身:床身是整个数控机床的基础部分,承载整个机床的各个部件和装置,同时具有足够的刚性和稳定性。
床身通常由大型整体铸件制成,常见的有平面床、斜床和立式床等。
床身上设有导轨、滑块和滚珠丝杠等装置,用于支撑和导向主轴箱、工作台等。
2.主轴箱:主轴箱是数控机床的重要部件之一,通常由主轴、主轴动力装置、主轴箱座、电动机及其驱动装置等组成。
主轴箱用来传递动力,使主轴旋转,是实现机床加工功能的关键部分。
3.工作台:工作台是数控机床上用于夹持工件的装置,它可以沿各个方向进行移动和转动。
工作台通常由工作台体、刀架座、刀具变位装置等组成。
工作台的移动和转动由驱动装置控制,实现对工件的定位和加工。
二、控制系统部分1.数控装置:数控装置是整个机床的控制中心,由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分包括主机、输入输出设备、接口电路等,软件部分是指数控机床的控制程序。
数控装置能够根据加工要求,自动生成加工程序,并控制机床的各个动作。
2.伺服系统:伺服系统是数控机床的动力系统,主要由伺服电机、传动机构和测量装置等组成。
伺服电机通过控制系统接收指令,根据要求实现各个轴向的运动。
传动机构将电机运动传递到工作台或刀架等部位,测量装置用于检测轴向运动的位置和速度。
三、辅助装置部分1.刀具变位装置:刀具变位装置是数控机床上用来实现刀具的换刀和夹紧的装置。
它能够实现快速的刀具换向和自动夹紧,提高机床的加工效率。
2.冷却液供给装置:冷却液供给装置是用于给切削过程提供冷却润滑的装置,它能够保持刀具的正常工作温度,延长刀具的使用寿命,并提高加工质量。
3.操作平台:操作平台是供操作人员进行操作和监控的地方,它通常设有显示屏、键盘、手柄等操作设备,用于输入指令、调整参数以及监控加工过程。
数控机床的组成及基本工作原理

数控机床的组成及基本工作原理数控机床是一种利用数字编程控制工作的机床。
它由三个基本部分组成:机械系统、传动系统和控制系统。
下面将详细介绍数控机床的组成和基本工作原理。
一、机械系统机械系统是数控机床的基础,它由床身、主轴箱、伺服系统等组成。
1.床身:床身是数控机床的基础,主要承载着机床其他部件。
床身通常由铸铁或钢板焊接而成,具有较高的强度和刚性,以保证机床的稳定性。
2.主轴箱:主轴箱包含了主轴系统和进给系统,主轴通过驱动系统将切削工具与工件连接,实现切削加工。
进给系统控制工件在X、Y、Z三个方向上的运动,使切削工具能沿指定路线精确地切削工件。
3.伺服系统:伺服系统负责控制切削工具和工件的相对运动。
它由伺服电机、伺服控制系统、逆变器和编码器等组成。
伺服电机通过接受数控系统发送的控制信号,精确控制机床的位置和速度,从而实现精确的切削加工。
二、传动系统传动系统负责传递电能和运动,将数控机床的控制信号传递给各个运动部件。
主要由电源、变频器、伺服电机、传感器等组成。
1.电源:电源为数控机床提供所需的电能。
通常使用三相交流电源。
2.变频器:变频器将交流电源转换为直流电源,以满足数控机床的要求。
3.伺服电机:伺服电机是数控机床的关键部件,它负责实现机床的精准运动。
伺服电机通常由电动机、编码器和速度控制器组成。
4.传感器:传感器用于检测机床各个部件的状态,将检测到的信号转换为电信号,反馈给数控系统。
三、控制系统控制系统是数控机床的大脑,它由数控装置、软件系统、输入输出设备等组成。
1.数控装置:数控装置是数控机床的核心,主要负责数控程序的编写和生成。
它接收操作员输入的加工参数和控制命令,经过处理之后发送给伺服系统。
3.输入输出设备:输入输出设备用于与数控装置进行交互。
常用的输入设备有键盘、鼠标和触摸屏;输出设备有显示器、打印机和数控机床本身。
基本工作原理:1.数控编程:操作员使用数控装置进行编程,编写出所需的加工程序。
数控机床的基本构造及工作原理

数控机床的基本构造及工作原理数控机床是一种利用计算机控制的自动化机械设备。
它是在传统机床的基础上发展而来,具有高精度、高效率和多功能特点。
下面将对数控机床的基本构造和工作原理进行详细介绍。
一、数控机床的基本构造1.机床主体部分:机床主体通常由床身、立柱、横梁和工作台等组成。
床身是整个机床的基础,用于安装和支撑其他各个部件。
立柱起支撑和导向作用,横梁用于支撑和传递载荷,工作台用于支撑工件。
2.传动系统:传动系统将电机产生的动力传递给刀具或工件,实现切削加工。
常见的传动方式包括电机驱动螺杆、齿轮传动和皮带传动等。
3.控制系统:控制系统是数控机床的核心部分,用于实现机床的自动化操作。
它由计算机、数控装置、伺服控制器和编码器等组成。
计算机是控制系统的主控部分,负责接收和处理指令。
数控装置将计算机的指令转化为电信号,控制伺服控制器和驱动器工作。
伺服控制器接收数控装置的信号,输出相应的电流给驱动器,驱动刀具或工件运动。
4.动力系统:动力系统提供机床的驱动力,通常由电机提供动力。
根据不同的切削工况和需求,可以采用不同类型的电机,如交流伺服电机、直流伺服电机和步进电机等。
5.刀具或工件换刀系统:刀具或工件换刀系统用于实现自动化换刀操作,提高生产效率。
根据不同的切削任务和工艺要求,可以配置不同的换刀方式,如手动换刀、自动换刀和带刀库的换刀等。
二、数控机床的工作原理1.编程:要进行数控加工,首先需要编写加工程序。
加工程序是由一系列指令组成的文本文件,用于描述切削路径、刀具换向、进给速度、切削深度等参数。
2.坐标系转换:在编写加工程序时,需要定义一个坐标系,用于描述刀具或工件的位置和运动。
通常使用直角坐标系或极坐标系。
在实际运行时,数控系统会将编程坐标转换为机床坐标,以控制机床的运动。
3.运动控制:数控系统根据加工程序生成的指令,通过伺服控制器控制电机运动,实现刀具或工件在空间中的运动。
伺服控制器接收数控装置发出的指令,输出相应的电流给驱动器,驱动电机旋转。
数控机床的组成及工作原理

数控机床的组成及工作原理
数控机床由以下几部分组成:
1. 机床主体:包括床身和立柱,用于支撑和固定其他部件,并提供基准面。
2. 伺服系统:包括伺服电机、伺服放大器和传感器等,用于驱动主轴和运动轴实现高精度运动。
3. 控制系统:包括数控装置和操作面板,用于接收输入指令、处理运动轨迹和控制机床运动。
4. 刀具系统:包括刀具和刀具刀架等,用于切削物料,实现加工操作。
5. 冷却系统:包括冷却装置和冷却管路等,用于冷却加工过程中产生的热量,保护工件和刀具。
工作原理:
1. 基本的工作原理是通过数控装置输入加工程序和指令,通过控制系统将指令转化为电信号,传递给伺服系统。
2. 伺服系统接收电信号后,驱动伺服电机,通过配合传感器来实时检测回馈信号,可监控和控制机床各轴运动状态。
3. 控制系统根据加工程序中的指令,控制伺服系统精确地驱动机床的主轴和各轴运动,实现不同的加工过程。
4. 刀具系统根据加工程序和控制信号,进行切削操作,完成物料的形状、尺寸和表面处理等加工要求。
5. 冷却系统通过冷却装置将冷却介质送至刀具和加工区域,冷却刀具和加工区域,控制加工温度和保护刀具寿命。
总的来说,数控机床通过精确控制伺服系统的运动,实现刀具对工件的精细切削,使加工过程更加自动化和高效化。
数控车床的基本组成和工作原理

数控车床的基本组成和工作原理数控车床是一种通过计算机程序控制刀具移动和工件旋转等运动的机床,能够精确加工各类轴对称的零部件。
它是现代制造业中重要的加工设备,具有高精度、高效率、灵活性强等优点。
下面将介绍数控车床的基本组成和工作原理。
一、基本组成1.床身:数控车床的床身是整个机床的基础架构,承载整个机床的各个部件和组件。
床身一般由铸铁制成,具有高强度和抗振性能。
2.主轴箱:主轴箱安装在床身上,负责驱动工件的旋转运动。
主轴由电机驱动,在主轴箱内通过轴承支撑和转动。
3.刀架:刀架负责调节和控制刀具的位置和运动。
数控车床一般配备多个刀架,用于安装不同类型和规格的刀具。
刀架配有电动或液压驱动装置,可以实现刀具的快速切换和自动换刀。
4.工作台:工作台是放置和夹持工件的平台。
数控车床的工作台可以实现不同方向的移动和旋转,以便于刀具的切削和工件的加工。
5.伺服系统:伺服系统由数控装置、伺服电机和测量装置等组成,用于控制刀具和工件的运动。
数控装置是数控车床的大脑,根据预先编写的切削程序计算和控制刀具运动轨迹、进给速度和加工参数等。
6.冷却系统:冷却系统用于为数控车床提供冷却液,以冷却工件和刀具,减少摩擦和热量的产生,保护工件和刀具不受损坏。
二、工作原理1.切削程序编写:在进行切削之前,需要先编写切削程序。
切削程序是指通过计算机软件编写的程序,包含了刀具运动轨迹、进给速度、切削深度等加工参数的信息。
2.加工设备准备:在进行数控加工之前,需要进行刀具的安装和工件夹持。
安装刀具时,需要选择合适的刀具规格和类型,并进行刀具刀柄的装夹。
工件夹持时,需要使用合适的夹具将工件固定在工作台上。
3.参数设置:设置数控装置的各项参数,包括切削深度、进给速度、切削速度、加工路径等。
这些参数的设置根据切削程序和工件的要求进行调整。
4.启动加工:当设置完成后,启动数控装置,数控装置根据切削程序的要求,计算刀具的运动轨迹和运动速度,控制伺服系统的动作。
数控机床的基本构造及工作原理

数控机床的基本构造及工作原理
数控机床主要由主要部分、驱动器、数控装置、辅助装置、测试装置以及机床电器设备等组成的一种能实现自动控制的自动化机床。
其主要部分包括机床主轴和进给分动,常由数控系统分频整流比较销售后而产生的脉冲指令控制。
工作原理是,数控机床接收从数控装置发出的用代码和数字化的指令,通过驱动装置实现主轴的旋转和刀架的运动,同时配合使用各种辅助装置如刀具库、工件测量装置等,通过各种刀具对工件进行加工。
驱动装置主要用于转换数控装置指令为机床的主轴和进给电机的转动或停止。
驱动装置是将数控装置的输出脉冲信号转变为电机轴的角位移或直线位移,使得数控机床的主轴或工作台以预定的速度旋转或直线运动,从而使数控装置具备控制数控机床的能力。
数控装置是数控机床的核心部分,负责对编制好的加工程序进行解释、运算和处理,发出各种控制指令,上电以后,通过固定的启动程序进行自检,并准备接受或输入加工程序,使机床进入自动运行状态。
数控机床的辅助装置包括刀具库、专用夹具、分度装置、台面转换装置、零件换位装置、工件测量装置、刀具测量装置和计算装置等,根据加工工艺需要选配,以提高生产效率。
测试装置主要是用于动态检测数控机床的各项运动参数和工作状态,确保其精度。
主要包括尺位反馈装置和速度反馈装置。
这里,尺位反馈装置常用于检测工作台的实际位移,速度反馈装置常用于检测主轴或进给电机的实际速度。
以上就是数控机床的基本构造和工作原理。
总的来说,数控机床能通过编程控制,自动、精确地完成各种复杂的机械部件的加工工作,大大提高了生产效率和加工质量。
数控机床的基本构造及工作原理

数控机床的基本构造及工作原理数控机床是一种通过数字化的控制系统来实现机床自动化加工的先进设备。
它的基本构造主要包括机床本体、数控系统、执行机构和辅助设备。
我们来了解一下数控机床的基本构造。
机床本体是数控机床的主体部分,包括床身、滑台、主轴、进给机构等。
床身是机床的基础,承载着各个部件,提供稳定的工作平台。
滑台是床身上可以沿着X、Y、Z轴移动的工作台,用于夹持工件和刀具。
主轴是机床上负责旋转切削的部件,它的转速和方向可以通过数控系统控制。
进给机构则负责控制滑台在各个轴向上的运动,实现工件的精确加工。
数控系统是数控机床的核心,它负责接收和处理加工程序,并控制机床的运动。
数控系统由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、存储器、输入输出接口等,它们协同工作来完成各种加工任务。
软件则是指数控机床的操作界面和加工程序。
操作界面提供了人机交互的方式,用户可以通过它来输入加工参数、选择加工模式等。
加工程序则是由一系列指令组成,它告诉机床如何进行加工操作,包括切削速度、进给速度、刀具路径等。
执行机构是数控机床的动力部分,它负责将数控系统发出的指令转化为机床的实际运动。
执行机构包括伺服电机、滚珠丝杠、直线导轨等。
伺服电机通过控制转动角度和转速,驱动滚珠丝杠来实现滑台的运动。
滚珠丝杠则通过转动来改变滑台的位置,它具有高精度和高刚性的特点。
直线导轨则用于支撑和引导滑台的运动,保证其平稳和精确。
辅助设备是数控机床的附属部分,包括刀库、冷却系统、自动换刀装置等。
刀库是存放刀具的地方,它可以根据加工需求自动选取并更换刀具。
冷却系统则用于冷却刀具和工件,避免因摩擦而产生的高温。
自动换刀装置可以在加工过程中自动更换刀具,提高生产效率。
了解了数控机床的基本构造,下面我们来了解一下它的工作原理。
数控机床的工作原理可以简单概括为:数控系统接收加工程序,经过处理后输出控制信号,驱动执行机构,实现机床的运动。
具体来说,加工程序首先由操作人员编写或通过CAD/CAM软件生成。
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数控机床各个组成部分的工作原理及结构第一节输入装置输入装置是整个数控系统的初始工作机构,它将准确可靠的接收信息介质上所记录的“工程语言"、运算及操作指令等原始数据,转为数控装置能处理的信息,并同时输送给数控装置。
输入信息的方式分手动输入和自动输入。
手动输入简单、方便但输入速度慢容易出错。
现代数控机床普遍采用自动输入,其输入形式有光电阅读机、磁带阅读机及磁盘驱动器以及无带自动输入方式.其它输入方式:1。
无带自动输入方式在高档数控机床上,设置有自动编程系统和动态模拟显示器(CRT).将这些设备通过计算机接口与机床的数控系统相连接,自动编程所编制的加工程序即可直接在机床上调用,无需经制控制介质后再另行输入。
2。
触针接触式阅读机输入方式又称为程控机头或电报机头,结构简单,阅读速度较慢,但输入可靠、价格低廉故在部分线切割机床加工中仍在用。
3。
磁带、磁盘输入方式磁带输入方式进行信息输入,其信息介质为“录音"磁带,只不过录制的不是声音,而是各种数据。
加工程序等数据信息一方面由微机内的磁盘驱动器“写入”磁盘上进行储存,另外也由磁盘驱动器进行阅读并通过微机接口输入到机床数控装置中去。
第二节数控装置数控装置是数控机床的核心,数控机床几乎所有的控制功能(进给坐标位置与速度,主轴、刀具、冷却及机床强电等多种辅助功能)都由它控制实现。
因此数控装置的发展,在很大程度上代表了数控机床的发展方向。
数控装置的作用是接收加工程序等送来的各种信息,并经处理分配后,向驱动机构发出执行的命令,在执行过程中,其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置,经处理后,发出新的命令。
一、数控装置的组成1、数字控制的信息1)几何信息——是指通过被加工零件的图样所获得的几何轮廓的信息。
这些信息由数控装置处理后,变为控制各进给轴的指令脉冲,最终形成刀具的移动轨迹。
几何信息的指令,由准备功能G具体规定。
2)工艺信息———通过工艺处理后所获得的各种信息。
包括工艺准备、刀具选择、加工方案(走刀路线、切削用量等)及补偿方案等各方面信息。
加工实际经验的积累,也是获得工艺信息的有效途径。
3)辅助信息—-泛指除几何、工艺信息之外的其它信息,其作用主要为控制机床辅助动作。
如主轴的启、停与调速、换向,冷却液的开、关,零件的夹紧与松开,以及找刀、换刀等各种信息。
2、数控机床用计算机简介数控的实质是计算机控制。
计算机技术的高速发展,开辟了数字技术综合应用的新领域,促进了生产过程自动化的不断发展。
1)电子计算机的组成:电子计算机由软件和硬件两大部分组成。
硬件即指设备,它包括构成计算机的集成电路、存储器、接口元件等.软件是以程序为中心的信息组合,软硬件结合,才能实现所给定的功能。
电子计算机的基本结构(硬件):电子计算机的基本结构由中央处理器(CPU)、存储器(PAM 、 ROM 和输入/输出部分(I/O )三部分组成.电子计算机的软件部分:上述计算机的基本结构式是指硬件部分,但仅有硬件部分,只是具备了计算机或过程控制的可能性。
要使计算机真正能进行计算或过程控制,还必须软件的支持.计算机运行的程序通过程序设计确定,使计算机完成指定的工作.二、数控装置的工作原理数控装置的工作原理就是指控制各进给坐标所需进给脉冲的基本规律。
通过插补原理和逐点比较法进行说明。
1、插补原理1)脉冲当量是数控机床的一个基本参数,数控系统每发出一个进给脉冲,机床机械运动机构就产生一个相应的位移量,一个脉冲所对应的位移量称为脉冲当量。
它是脉冲分配计算中的基本单位.用Q 表示:Q--脉冲当量(MM)θ——步距角(伺服电机在输入一个脉冲时所转过的角度)L ——传动螺旋副的导程i ——伺服电机至螺旋副间的传动比同理可得刀具位移的关系式:S=QNS-—刀具运动的位移量(MM )N —-脉冲个数2)插补的概念插补运动的产生将两个或两个以上的进给轴的直线运动合成,以实现所需轮廓的运动轨迹。
在数控技术中这种合成的复杂运动称为插补运动.数控装置为了完成机床所需插补运动而进行的一系列运算,即称为插补运算;在其插补运动过程中,每一个单位脉冲(即每一步)所到达的终点,称为插补点。
插补运动的实际轨迹始终不可能与其理想轨迹完全相同,插补点一般也不会落在理想轨迹上。
当进给运动的轨迹不与坐标轴平行时,则经数控插补后的实际轨迹均由很多线段组成,其折线交点即插补点不能与理想轨迹重合,每一个交点的位置将由数控系统确定并控制。
因为数控系统所进行的插补运算,是以最小设定单位为插补单位的,所以在完成加工的零件上,看不出实际插补轨迹的折线形状。
实际终点与理想终点的误差,一般不超过半个脉冲。
数控系统的脉冲当量越小,插补运动的实际轨迹就越接近理想轨迹,加工精度就越高。
插补概念——根据给定的信息,在理想轮廓(或轨迹)上的已知两点之间,确定一些中间点的一种方法。
插补原理——通过插补计算的结果,对各进给坐标所需进给脉冲个数、频率及方向进行分配,以实现进给轨迹控制,这就是插补原理。
插补原理是数控技术中的基本原理之一,它广泛应用在除点位控制机床以外的各种机床数控装置中. Li Q 0360θ=插补的类型由其给定的信息的类型决定,给定信息为一次函数时计算机进行的插补类型为直线插补;二次函数时根据二次曲线的不同类型又有圆弧、抛物线、椭圆、渐开线及螺旋线等插补类型.它们都可以通过计算机软件方式实现。
2、逐点比较法应用插补原理的方法有很多种,如逐点比较法、数字积分法及单步追踪法等。
在对平面曲线进行插补的各种方法中,最常用的是逐点比较法.采用这种方法进行插补的优点是运算直观,插补误差小于一个脉冲当量,输入脉冲的速度变化小,以及调节方便、简便易行.逐点比较法是一种边判别边逼近的方法,帮又称为逼近法或区域判别法.在逐点比较法的应用中,插补点在主运动的坐标轴方向每进一步都必须经过偏差判别、刀具进给、偏差计算并判别、终点判别四个工作节拍。
第三节数控机床主传动系统一、主传动系统的要求1、宽调速、无极调速2、高刚度、低噪声3、高抗振性、高热稳定性二、主传动的变速方式1、经皮带和变速齿轮的主传动传动方式特点:可扩大恒功率调速范围,扩大主轴出转距,具有齿轮传动缺点.2、齿轮变速方式主轴正反转、启停与制动均是靠直接制动电机来实现,而齿轮的变速操纵常采用液压拨叉与电磁离合器来实现。
带传动与齿轮传动的传动系统图3、由调速电机直接驱动的主传动这种电动机是将主电动机直接与主轴连接,带动主轴转动,大大简化了主轴箱体结构,有效提高了主轴刚度.缺点:减少了皮带降速传动,其主轴的输出转矩更小,而且主电动机的发热对主轴精度的影响更大.2、经带传动的主传动由无极变速的主轴电机经皮带传动直接带动主轴运转的主运动形式。
这种变速方式一般用于中小型数控机床,用于调速范围不大,转距也不需太高的场合。
它可避免齿轮传动时引起的振动与噪声,从而大提高主轴的运转精度。
随现代主轴伺服电动机的发展,出现了能实现宽范围无极调速的宽域主电动机,使主的输出特性得到很好的改善,扩大了恒功率的调速范围,并提高了输出转距.在避免齿轮传动不足的情况下,又能保持齿轮传动带来的优点。
使数控机床在机械结构上朝着优化的方向前进了一大步。
第四节伺服系统一、伺服系统的作用及分类1、伺服系统的作用伺服系统位于数控装置与机床主体之间,它的作用是将从数控装置输出线路接收到的微弱电信号(脉冲电压约5V左右,脉冲电流为毫安级),经功率放大等电路放大为较强的电信号(驱动电压约几十伏至几百伏,电流可达几十安培)然后将接收的上述数字量信息转换成模拟量(执行电机轴的角位移和角速度)信息,从而驱动执行电机带动机床运动部件按约定的速度和位置进行运动。
二、数控进给伺服系统的要求与普通机床相比,对数控机床进给系统的设计要求,除了具有较高的定位精度之外,还应具有良好的动态响应特性,系统跟踪指令信号的响应要快,稳定性要好,可概括为以下几点要求:1.高的精度要求2.宽的调速范围3.快的响应速度4.好的稳定性5.大的转矩输出三、数控进给系统的伺服驱动装置数控机床的伺服系统一般由驱动装置与机械传动执行件等组成,对于半闭环、闭环控制系统还包括位置检测环节。
而驱动装置是由驱动元件电动机和电动机驱动控制单元两部分组成,通常它们由同一生产厂家配套提供给机床制造厂。
进给伺服驱动装置用于数控机床各坐标轴的进给运动,进给驱动用的伺服电动机主要有步进电动机和交流、直流调速电动机,电动机作为驱动元件是伺服系统的关键之一.四、数控进给传动结构进给传动结构是进给伺服系统的主要组成部分,它是将伺服电动机的旋转运动转化为执行部件的直线移动或回转运动,以保证刀具与工件相对位置关系为目的。
在数控机床中,进给运动是数字控制系统的直接控制对象。
无论是开环还是闭环伺服进给系统,工件的精度均要受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的影响。
为此,数控机床的进给系统应力求做到减少摩擦力,提高传动精度与刚度,消除传动间隙以及减少运动件的惯量等。
目前,在数控机床进给驱动系统中常用的机械传动装置主要有:滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆-蜗母条、预加载荷双齿轮-齿条及双导程蜗杆等。
1.滚珠丝杠螺母副传动为了提高数控机床进给系统的快速响应性能和运动精度,必须减少运动件的摩擦阻力和动静摩擦力之差。
为此,在中小型数控机床中,滚珠丝杠螺母副是采用最普遍的结构.(1)滚珠丝杠副的工作原理。
滚珠丝杠副是回转运动与直线运动相互转换的新型传动装置,是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的螺旋传动元件。
2.其他进给传动机构(1)静压蜗杆一蜗母条传动蜗杆-蜗母条机构是丝杠螺母机构的一种特殊形式蜗杆可看作长度很短的丝杠,蜗母条则可看作一个很长的螺母沿轴向剖开后的一部分。
(2)双齿轮一齿条传动齿轮一齿条是行程较长的大型数控机床上常用的进给传动形式,适用于传动刚性要求高,传动精度不太高的场合。
(3)双导程蜗杆传动。
为了扩大工艺范围,提高生产效率,数控机床除了直线进给运动之外,还有圆周进给运动.圆周进给运动可由回转工作台来实现,其进给传动一般采用蜗轮一蜗杆传动.第五节数控机床常用位置检测装置一、检测反馈装置的作用检测反馈装置的作用是将其准确测得的直线位移或角位移迅速反馈给数控装置,以便与加工程序给定的指令值进行比较,如有误差,数控装置将向伺服系统发出新的修正指令,从而控制驱动系统正确运转,使工作台(或刀具)按规定的轨迹和坐标移动.二、对检测反馈装置的基本要求1、分辨率和制造精度高,工作可靠抗干扰能力强2、反应快,测量灵敏3、光栅等测量尺的温度系数小4、使用和维护方便三、常用位置检测装置数控机床上常用的检测装置主要有脉冲编码器、感应同步器、旋转变压器、光栅和磁尺等.1、脉冲编码器脉冲编码器也称脉冲发生器,是一种角位移检测装置,它是把机械转角变成电脉冲输出信号来进行检测的.就其工作原理有光电式、接触式和电磁感应式三种。