1. 數控機床進給系統常用的直流伺服電機有哪幾種
你好, 在數控機床中,進給系統常用的直流伺服電機主要有以下幾種:
1)小慣性直流伺服電機
小慣性直流伺服電機因轉動慣量小而得名。這類電機一般為永磁式,電樞繞組有無槽電樞式、印刷電樞式和空心杯電樞式三種。因為小慣量直流電機最大限度地減小電樞的轉動慣量,所以能獲得最快的響應速度。在早期的數控機床上,這類伺服電機應用得比較多。
2)大慣量寬調連直流伺服電機
大慣量寬調速直流伺服電機又稱直流力矩電機。一方面,由於它的轉子直徑較大,線圈繞組匝數增加,力矩大,轉動慣量比較其他類型電機大,且能夠在較大過載轉矩時長時間地工作,因此可以直接與絲杠相連,不需要中間傳動裝置。另一方面,由於它沒有勵磁迴路的損耗,它的外形尺寸比類似的其他直流伺服電機小。它還有一個突出的特點,是能夠在較低轉速下實現平穩運行,最低轉速可以達到1r/min,甚至0.1r/min。因此,這種伺服電機在數控機床上得到了廣泛地應用。
3)無刷直流伺服電機
無刷直流伺服電機又叫無整流子電機。它沒有換向器,由同步電機和逆變器組成,逆變器由裝在轉於上的轉於位置感測器控制。它實質是一種交流調速電機,由於其調速性能可達到直流伺服發電機的水平,又取消了換向裝置和電刷部件,大大地提高了電機的使用壽命。
2. 數控機床進給系統有哪些特點
數控機床的進給系統一般由驅動控制單元、驅動元件、機械傳動部件、執行元件和檢測反饋環節等組成.驅動控制單元和驅動元件組成伺服驅動系統,機械傳動部件和執行元件組成機械傳動系統,檢測元件與反饋電路組成檢測裝置,亦稱檢測系統.
數控機床進給系統中的機械傳動裝置和器件具有高壽命、高剛度、無間隙、高靈敏度和低摩擦阻力等特點.
目前,數控機床進給驅動系統中常用的機械傳動裝置有以下幾種:滾珠絲杠副、靜壓蝸桿一蝸母條、預載入荷雙齒輪齒條及直線電動機.
3. 測量裝置指位置和速度測量裝置,它是實現速度開環控制(主軸,進給)和位置開環(進給的必要裝置是否正確
1)開環進給伺服系統 開環進給伺服系統中沒有測量裝置。數控裝置根據程序所要求的進給速度,方向和位移量輸出一定頻率和數量的進給指令脈沖,經驅動電路放大後,每一個進給指令脈沖驅動功率步進電機旋轉一個步距角。經減速齒輪、絲桿螺母付轉化成工作台的當量直線位移。如果工作台的實際位移增多或減少數控裝置將不予理會,不會補發指令脈沖加以補償。 2) 閉環進給伺服系統 數控裝置將位移指令與位置檢測裝置(如光柵尺、直線感應同步器等)測得的實際位置反饋信號,隨時進行比較。根據其差值與指令進給位移的要求,按照一定的規律轉換後,隨時對驅動電機的轉速進行校正。使得工作台的實際位移量與指令位移量相一致。 閉環進給伺服系統進給速度快、精度高是數控機床的發展方向 3)半閉環控系統機床 將位置檢測裝置安裝在驅動電機的端部或是絲桿的端部,雖然沒有直接測量出工作台的實際位移,但通過間接測量高精度絲桿的角速度,或驅動電機的角速度從而得到工作台的實際位置。最後對工作台的實際位移量進行補償。 半閉環的數控的進給速度低於閉環數控機床,高於開環數控機床,由於機械製造水平的提高及速度檢測元件和絲桿螺距精度的提高,半閉環數控機床已能達到相當高的進給精度。大多數的機床廠家廣泛採用了半閉環數控系統。
4. 機床中電氣伺服進給系統按照有無檢測和反饋裝置位置分類,可分為幾類並比對分析優缺點
反饋分類伺服不太了解。嶺南風機知道按照伺服的控制方式可分為:開環控制數控系統,半閉環控制數控系統,全閉環控制數控系統三大類。
5. 數控的分類,分別有哪幾種
1、按機床運動的控制執進分類
(1)點位控制數控機床。點位控制數控機床只要求控制機床的移動部件從一點移動到另一點的准確定位,對於點與點之間的運動軌跡的要求並不嚴格,在移動過程中不進行加工,各坐標軸之間的運動是不相關的。為了實現既快又精確的定位,兩點間位移的移動一般先快速移動,然後慢速趨近定位點,從而保證定位精度。具有點位控制功能的機床主要有數控鑽床、數控惶床和數控沖床等.
(2)直線控制數控機床。直線控制數控機床也稱為平行控制數控機床,其特點是除了控制點一與點之間的准確定位外.還要控制兩相關點之間的移動速度和移動軌跡,但其運動路線只是與機床坐標軸平行移動,也就是說同時控制的坐標軸只有一個,在移位的過程中刀具能以指定的進給速度進行切削.其有直線控制功能的機床主要有數控車床、數控銑床和數控磨床等。
(3)輪廓控制數控機床。輪廓控制數控機床也稱連續控制數控機床,其控制特點是能夠對兩個或兩個以上的運動坐標方向的位移和速度同時進行控制.為了滿足刀具沿工件輪廓的相對運動軌跡符合工件加工輪廓的要求,必須將各坐標方向運動的位移控制和速度控制按照規定的比例關系精確地協調起來。因此,在這類控制方式中.就要求數控裝置具有插補運算功能,通過數控系統內插補運算器的處理,把直線或圓弧的形狀描述出來,也就是一邊計算,一邊根據計算結果向各坐標軸控制器分配脈沖量,從而控制各坐標軸的聯動位移量與要求的輪廓相符合.在運動過程中刀具對工件表面連續進行切削,可以進行各種直線、圓弧、曲線的加工。
數控機床點位控制的加工軌跡
這類機床主要有數控車床、數控銑床、數控線切割機床和加工中心等,其相應的數控裝置稱為輪廓控制數控系統。根據它所控制的聯動坐標軸數不同,又可以分為下面兒種形式。
1)二軸聯動。它主要用於數控車床加工旋轉曲面或數控銑床加工曲線柱面。
2)二軸半聯動。它主要用於三軸以上機床的控制,其中兩根軸可以聯動,而另外一根軸可以作周期性進給。
3)三軸聯動。它一般分為兩類,一類就是X,Y,Z三個直線坐標軸聯動,比較多地用於數控銑床和加工中心等;另一類是除了同時控制X,Y,Z其中兩個直線坐標軸外,還同時控制圍繞其中某一直線坐標軸旋轉的旋轉坐標軸,如車削加工中心,它除了縱向((Z軸)、橫向(X軸)兩個直線坐標軸聯動外,還要同時控制圍繞Z軸旋轉的主軸(C軸)聯動.
二、三軸半聯動的曲面加工
4)四軸聯動。它同時控制X,Y,Z三個直線坐標軸與某一旋轉坐標軸聯動。如圖3.10所示為同時控制X,Y,Z三個直線坐標軸與一個工作台回轉軸聯動的數控機床。
5)五軸聯動。除同時控制X,Y,Z三個直線坐標軸聯動外,還同時控制圍繞這些直線坐標軸旋轉的A,B,C坐標軸中的兩個坐標軸,形成同時控制五個軸聯動。這時刀具可以被定在空間的任意方向,如圖3.11所示.比如控制刀具同時繞X軸和Y軸兩個方向擺動.使得刀具在其切削點上始終保持與被加工的輪廓曲面成法線方向,以保證被加工曲面的光滑性,提高其加工精度和加工效率,減小被加工表面的粗糙度。
四、五軸聯動的數控機床
2、按伺服系統拉制的方式進行分類
(1)開環控制數控機床.開環控制數控機床的進給伺服驅動是開環的,即沒有槍測反饋裝置,一般它的49動電動機為步進電動機。步進電動機的主要特徵是控制電路每變換一次指令脈沖信號,電動機就轉動一個步距角,並且電動機本身就有自鎖能力。
數控系統輸出的進給指令信號通過脈沖分配器來控制馭動電路.它以變換脈沖的個數來控制坐標位移量,以變換脈沖的頻率來控制位移速度,以變換脈沖的分配順序來控制位移的方向.因此,這種控制方式的最大特點是控制方便、結構簡單、價格便宜。因為數控系統發出的指令信號流是單向的,所以不存在控制系統的穩定性問題,但由於機械傳動的誤差不經過反饋校正,因而位移精度不高。
開環控制系統框
(2)閉環控制數控機床。閉環控制數控機床的進給伺服驅動是按閉環反饋控制方式工作的,其馭動電動機可採用直流或交流兩種伺服電動機,並需要具有位置反饋和速度反饋,在加工中隨時檢測移動部件的實際位移量,並及時反饋給數控系統中的比較器。它與插補運算所得到的指令信號進行比較,其差值又作為伺服馭動的控制信號,進而帶動位移部件以消除位移誤差。
按位置反談檢側元件的安裝部位和所使用的反饋裝置的不同,它又分為全閉環控制和半閉環控制兩種控制方式。
1)全閉環控制。其位置反饋裝置採用直線位移檢測元件(目前一般採用光柵尺),安裝在機床的工作台側面,即直接檢側機床工作台坐標的直線位移M,並通過反饋消除從電動機到機床工作台的整個機械傳動鏈中的傳動誤差,從而得到機床工作台的准確位置。這種全閉環控制方式主要用於精度要求很高的數控坐標惶床和數控精密磨床等。
全閉環控制系統
2)半閉環控制。其位置反饋採用轉角檢測元件(目前主要採用編碼器等)直接安裝在伺服電動機或絲杠端部。由於大部分機械傳動環節未包括在系統閉環環路內,因此可獲得較穩定的控制特性。理杠等機械傳動誤差不能通過反饋來隨時校正,但是可以採用軟體定仇補償方法適當提高其精度。目前,大部分數控機床採用半閉環控制方式。
半閉環控制系統
(3)混合控制數控機床。將上述控制方式的特點有選擇地集中,可以組成棍合控制的方案。如前所述。由於開環控制方式穩定性好、成本低、精度差,而全閉環穩定性差.因此,為了互相彌補,以滿足某些機床的控制要求,宜採用很合控制方式.採用較多的控制方式有開環補償型和半閉環補償型兩種方式。
3、按數控系統的功能水平分類
按數控系統的功能水平,通常把數控系統分為低、中、高三檔.這種分類方式,在我國用得較多.低、中、高三檔的界限是相對的,不同時期,劃分標准也會不同.就日前的發展水平看,可以根據表3. 1所示的一些功能及指標,將各種類IV的數控系統分為低、中、高檔三類。其中,中、高檔一般稱為全功能數控或標准型數控。經濟型數控屬於低檔數控,是指由單片機和步進電動機組成的數控系統,或其他功能簡單、價格低的數控系統。經濟型數控系統主要J月於車
床、線切割機床以及舊機床改造等。
4、按加工工藝及機床用途分類
(1)金屬切削類。金屬切削類數控機床指採用車、銑、長、鉸、鑽、磨、刨等各種切削工藝的數控機床。它又可分為以下兩類。
1)普通型數控機床。如數控車床、數控銑床、數控磨床等。
2)加工中心。其主要特點是具有自動換刀機構和刀具庫,工件經一次裝夾後,通過自動更換各種刀具,在同一台機床上對工件各加工面連續進行銑〔車)、銳、鉸、鑽、攻螺紋等多種工序的加工,如(惶/銑類)加工中心、車削中心、鑽削中心等。
(2)金屬成形類.金屬成形類數控機床指採用擠、沖、壓、拉等成形工藝的數控機床.常用的有數控壓力機、數控折彎機、數控彎管機、數控旋壓機等。
(3)特種加工類。特種加工類數控機床主要有數控電火花線切割機、數控電火花成形機、數控火焰切割機、數控激光加工機等。
6. 數控系統中(開環)有沒有檢測裝置
開環是沒有檢測裝置的閉環有檢測裝置
7. 進給伺服系統由哪幾部分組成各部分功能是什麼
進給伺服系統主要由以下幾個部分組成:伺服驅動電路、伺服驅動裝置(電機)、位置檢測裝置、機械傳動機構以及執行部件。 進給伺服系統 接受數控系統發出的進給位移和速度指令信號,由伺服驅動電路作一定的轉換和放大後,經伺服驅動裝置和機械傳動機構,驅動機床的執行部件進行工作進給和快速進給。
8. 數控機床的進給伺服系統分為哪三類
數控機床
數控機床是數字控制機床的簡稱,是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,並將其解碼,從而使機床動作並加工零件。
數控機床的控制單元
數控機床的操作和監控全部在這個數控單元中完成,它是數控機床的大腦。
與普通機床相比,數控機床有如下特點:
●加工精度高,具有穩定的加工質量;
●可進行多坐標的聯動,能加工形狀復雜的零件;
●加工零件改變時,一般只需要更改數控程序,可節省生產准備時間;
●機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量,生產率高(一般為普通機床的3~5倍);
●機床自動化程度高,可以減輕勞動強度;
●對操作人員的素質要求較高,對維修人員的技術要求更高。
數控機床一般由下列幾個部分組成:
●主機,他是數控機床的主題,包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。他是用於完成各種切削加工的機械部件。
●數控裝置,是數控機床的核心,包括硬體(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等)以及相應的軟體,用於輸入數字化的零件程序,並完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。
●驅動裝置,他是數控機床執行機構的驅動部件,包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時,可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。
●輔助裝置,指數控機床的一些必要的配套部件,用以保證數控機床的運行,如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作台、數控轉台和數控分度頭,還包括刀具及監控檢測裝置等。
●編程及其他附屬設備,可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。
自從1952年美國麻省理工學院研製出世界上第一台數控機床以來,數控機床在製造工業,特別是在汽車、航空航天、以及軍事工業中被廣泛地應用,數控技術無論在硬體和軟體方面,都有飛速發展。
加工中心
加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的一種高度自動化的多功能數控機床。工件在加工中心上經一次裝夾後,能對兩個以上的表面完成多種工序的加工,並且有多種換刀或選刀功能,從而使生產效率大大提高。
加工中心按其加工工序分為鏜銑和車削兩大類,按控制軸數可分為三軸、四軸和五軸加工中心。
9. 數控機床進給系統
在數控機床中,進給伺服系統是數控裝置和機床的中間聯接環節,是數控系統的重要組成部分。
通常設計進給伺服系統時必須滿足一定的要求,才能保證進給系統的定位精度和靜態、動態性能,從而確保機床的加工精確度。
現代數控機床向著高速、高效率和高精度的方向發展,進給系統的設計要求也就越來越高,因此深入研究數控機床進給系統的機構特性和伺服系統的動靜態特性,這對數控機床性能的提高具有重要的意義。
本文在介紹數控機床進給機械部件和伺服驅動系統組成的基礎上,分析了進給機構的一些運動特性;採用理論推導的方法,建立了數控機床進給伺服系統的模型,並以加工中心XK2120為例,分析了它的進給系統動靜態性能,給出了各設計變數對動態特性的影響規律,為進給伺服系統的設計、參數的選擇及性能的改進提供了理論依據。
研究成果如下:1進給機構的運動特性是研究其伺服控制方法的基礎,而且從根本上決定進給機構所能達到的運動精度。
滾珠絲杠是數控機床進給機構中運動傳遞的核心部件,本文針對滾珠絲杠傳動的進給機構,深入研究了進給機構中的摩擦、剛度、反向間隙、熱變形等諸多影響進給機構動態性能的因素,並提出了相應的改進措施。
2研究了滾珠絲杠進給機構的微觀運動特性,並建立了適當的動態模型。
3討論了如何運用先進的有限元分析軟體ANSYS對滾珠絲杠進行模態分析;研究了滾珠絲杠的無阻尼自由振動;得到了系統的固有頻率和振型。
4利用機械動力學原理,建立了進給系統的數學模型並對其進行了分析,該研究結果為伺服系統的動、靜態性能分析提供理論基礎。
5基於Simulink建立了XK2120進給系統的模擬模型,獲得了反映系統性能的模擬曲線。
並根據模擬模型分析了機械參數和間隙、死區等非線性因素對系統精確度的影響,提出了改進性能的措施。
10. 為什麼機床主軸系統要變頻器而進給系統不需要變頻器,進給系統不用變頻器怎麼調節進給速度,是用驅動器嗎
機床按自動化程度分為:普通機床和數控機床兩種,就普通機床而言主電機可以是普通電機和變頻電機,普通電機的工作速度恆定,靠機械結構變速,變頻電機的是通過變頻器調速的。數控機床是機床行業的發展主流,主電機使用的是數控用主軸電機,找一些西門子或者法那克的電機樣本就有介紹,電機本身就有速度檢測功能,為了使工作轉速准確一般可通過旋轉編碼器或角度編碼器實現速度的閉環控制。
機床的主軸驅動和進給驅動有較大的差別。機床主軸的工作運動通常是旋轉運動,不像進給驅動需要絲杠或其它直線運動裝置作往復運動。數控機床通常通過主軸的回轉與進給軸的進給實現刀具與工件的快速的相對切削運動。在20紀60-70年代,數控機床的主軸一般採用三相感應電動機配上多級齒輪變速箱實現有級變速的驅動方式。隨著刀具技術、生產技術、加工工藝以及生產效率的不斷發展,上述傳統的主軸驅動已不能滿足生產的需要。現代數控機床對主軸傳動提除了更高的要求。
主軸變頻器的基本選型應該依據主軸驅動的要求。目前市場上最為常用的一類變頻器為V/F控制方式,採用此控制方式的變頻器低頻轉矩不夠大、穩速精度不夠高,因此在車床主軸上使用不太適合。另一類型的變頻器為矢量型變頻器,所謂矢量控制,通俗的講,就是使鼠籠式非同步機像直流電機那樣具有優秀的運行性能及很高的控制性能,通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及其相位,用以維持電機內部的磁通為恆定值,產生所需要的轉矩,此類變頻器具有低頻力矩大,穩速精度高,響應速度快,相對伺服系統價格便宜等特點,在數控機床主軸上應用尤為合適,矢量控制的變頻器在數控機床主軸驅動上正逐步推廣。