數(shù)控系統(tǒng)的選配

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1、數(shù)控系統(tǒng)的選配2008-1-1114:54:00來源：　　隨著科學技術的發(fā)展，機械制造技術有了深刻的變化。由于社會對產品多樣化的需求更加強烈，多品種、中小批量生產的比重明顯增加，采用傳統(tǒng)的普通加工設備已難以適應高效率、高質量、多樣化的加工要求。機床數(shù)控技術的應用，大大縮短了機械加工的前期準備時間，并使機械加工的全過程自動化水平不斷提高，同時也增強了制造系統(tǒng)適應各種生產條件變化的能力。?　　數(shù)控機床的基本組成包括加工程序、輸入裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、輔助控制裝置、反饋系統(tǒng)及機床本體。加工程序可由人工編寫(如車床數(shù)控系統(tǒng)加工簡單工件時)，復雜的加工要求可在計算

2、機上進行繪圖(如銑床及加工中心加工曲面工件時)，然后生成加工程序。程序的輸入可由數(shù)控系統(tǒng)的面板進行手工輸入，也可通過計算機的通訊口用電纜進行傳輸，也可以用計算機USB接口進行傳輸?！　≡谶x購數(shù)控機床時可從三個方面考慮，首先是機床本體能否符合自己的加工要求，機床的質量如何。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)控機床的關鍵。最后是驅動單元，也是機床控制的關鍵，不同的驅動單元能達到的加工精度也不一樣，在選擇驅動單元時，要根據加工的工件的精度要求選擇合適的驅動單元。?以下從數(shù)控系統(tǒng)及驅動單元兩個方面進行分析：?　　1數(shù)控系統(tǒng)的選配?　　數(shù)控系統(tǒng)

3、是數(shù)控機床的“大腦”，對機床控制信息進行運算及處理。根據數(shù)控系統(tǒng)的原理可分為經濟型數(shù)控系統(tǒng)和標準型數(shù)控系統(tǒng)兩大類。?　　經濟型數(shù)控系統(tǒng)?　　經濟型數(shù)控系統(tǒng)從控制方法來看，一般指開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，具有結構簡單、造價低、維修調試方便、運行維護費用低等優(yōu)點，但受步進電機矩頻特性及精度、進給速度、力矩三者之間相互制約，性能的提高受到限制。所以，經濟型數(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濟型數(shù)控車床、銑床等，在普通機床的數(shù)控化改造中也得到廣泛的應用。?　　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，由驅動單元進行機

4、床定位。開環(huán)系統(tǒng)在外部因素影響的情況下，機床不動作或動作不到位，但系統(tǒng)已當機床到達了指定位置，此時機床的加工精度將大大降低。但因其結構簡單、反應迅速、工作穩(wěn)定可靠、調試及維修均很方便，加之價格十分低廉，因此目前在國內至今仍有最大的市場。?　　標準型數(shù)控系統(tǒng)?　　標準型數(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)一般指機床的伺服電機的位置信號(光電編碼器)反饋到數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)能自動進行位置檢測和誤差比較，可對部分誤差進行補償控制，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。?　　全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)除包括機床的伺服電機的位置反饋外

5、，還有機床工作臺的位置檢測裝置(通常用光柵尺)的位置信號反饋到系統(tǒng)，從而形成全部位置隨動控制，系統(tǒng)在加工過程中自動檢測并補償所有的位置誤差。?　　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)的調試、維修極其困難，而且系統(tǒng)的價格很高，只適用于中、高檔的數(shù)控機床上。?因為開環(huán)控制系統(tǒng)的價格比閉環(huán)控制系統(tǒng)要低得多，因此在選擇數(shù)控系統(tǒng)時，要考慮數(shù)控系統(tǒng)占整臺數(shù)控機床的價格成本比例，然后根據機床的配置情況及機床本身的要求，中、　　　　　低檔機床采用開環(huán)控制系統(tǒng)，中、高檔機床采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。?　　2驅動單元的選配?　　驅動單元包括驅動裝置和電機兩部分，對驅動單元的選購

6、主要在于驅動裝置的選擇，因為電機是通用的部件，性能差別只存在于不同的廠家和型號。?　　驅動電機主要可分為：反應式步進驅動電機、混合式(也稱永磁反應式)步進驅動電機和伺服驅動電機三大類。?　　反應式步進驅動電機的轉子無繞組，由被勵磁的定子繞組產生反應力矩實現(xiàn)步進運行?；旌鲜讲竭M電機的轉子用永久磁鋼，由勵磁和永磁產生的電磁力矩實現(xiàn)步進運行。步進電機受脈沖的控制，通過改變通電的順序可改變電機的旋轉方向，改變脈沖的頻率可改變電機的旋轉速度。步進電機有一定的步距精度，沒有累積誤差。但步進電機的效率低，拖動負載的能力不大，脈沖當量不能太大，調速范圍不大。目前步進電機可分

7、為兩相、三相、五相等幾種，常用的是三相步進電機，如廣州數(shù)控的DY3A即是三相混合式步進驅動器。在過去很長一段時間里，步進電機占很大的市場，但目前正逐步為伺服電機所取代。?目前常用的伺服電機是交流伺服電機，在電機的軸端裝有光電編碼器，通過檢測轉子角度用以變頻控制。從最低轉速到最高轉速，伺服電機都能平滑運轉，轉矩波動小。伺服電機有較長的過載能力，有較小的轉動慣量和大的堵轉轉矩。伺服電機有很小的啟動頻率，能很快從最低轉速加速到額定轉速。?　　采用交流伺服電機作為驅動器件，可以和直流伺服電機一樣構成高精度，高性能的半閉環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于交流伺服電機內是無刷結構，

8、幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉速和功率的提高。