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為什么要對機床配置產生疑慮呢?
發表時間:2018年01月25日 文章來源:本站原創  瀏覽次數:

數控線切割機床的基本組成包括加工程序、高頻電源,驅動系統、數控系統及機床本體。加工程序可由人工編(如早期的3B指令),現在都在計算機上進行繪圖(如現在的CAXA,HL,HF,YH等編程軟件),然后生成加工程序。程序的輸入可由數控系統的面板(單板機)進行手工輸入,也可通過計算機的232串行口進行傳輸,也可以用計算機USB接口進行傳輸。以下從機床本體、數控系統及驅動單元三個方面進行分析:

數控系統的選配:

數控系統是數控機床的“大腦”,對機床控制信息進行運算及處理。根據數控系統的原理可分為經濟型數控系統和標準型數控系統兩大類。

經濟型數控系統:

經濟型數控系統從控制方法來看,一般指開環數控系統。開環數控系統是指數控系統本身不帶位置檢測裝置,由數控系統送出一定數量盒頻率的指令脈沖,由驅動單元進行機床定位。開環系統在外部因素影響情況下,機床不動作或動作不到位,但系統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、工作穩定可靠、調試及維修均很方便,加之價格十分低廉,但受步進電機距頻特性及精度,進給速度,力矩三者之間互相制約,性能的提高收到限制。所以經濟型數控系統目前用于數控快走絲線切割機床及一些速度和精度要求不高的經濟型中走絲線切割機床,在普通快走絲線切割機床的數控化改造中也得到廣泛的應用。

精密型數控系統

緊密型數控系統包括半閉環數控系統和全閉環數控系統。半閉環數控系統一般指機床的伺服的位置信號(光編碼器)反饋到數控系統,系統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系統要高,但比全閉環的數控系統要低。

全閉環數控控制系統除包括機床的伺服電機的位置反饋,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,從而形成全部位置隨動控制,系統在加工過程中自動檢測并補償所用的位置誤差。

全閉環數控系統的加工精度是最高的,但這種系統的調試、維修極其困難,而且系統的價格很高,只適用于中、高檔的數控機床上。

因為開環控制系統的價格比閉環控制系統要低得多,因此在選擇數控系統時,要考慮數控系統占整臺數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、低檔機床采用開環控制系統,中、高檔機床采用閉環控制系統。

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。目前步進電機可分為兩相、三相、五相等幾種,常用的是五相步進電機。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,高性能的半閉環或閉環控制系統。由于交流伺服電機內是無刷結構,幾乎不需維修,體積相對較小,有利于轉速和功率的提高。目前已經在很大范圍內取代了直流伺服電機。采用高速微處理器和專用數字信號處理機(DSP)的全數字化交流伺服系統出現后,原來的硬件伺服控制變為軟件伺服控制,一些現代控制理論中的先進算法得到實現,進而大大地提高了伺服系統的性能,因此伺服單元能較大的提高加工效率及加工精度,但伺服驅動單元的價格也較高。隨著伺服控制技術的逐步提高,目前伺服驅動單元正逐步成為驅動單元的主力軍,伺服驅動單元的價格也在逐步減低伺服驅動器有兩種。一種采用脈沖控制方式,此種驅動器與電機閉環,但不反饋到數控系統,這種驅動器在某種程度上可稱為開環控制的伺服控制。另一種采用電壓控制方式,通過電壓的高低進行電機的轉速控制,電機的反饋信號通過驅動器反饋到數控系統進行位置控制。

在我們選擇驅動單元時,也要考慮驅動單元的價格在整臺數控機床中的比例。整臺數控機床價格較低的一般選擇步進驅動單元,而價格較高的機床選擇伺服驅動單元。但選擇驅動單元的同時,也要考慮驅動單元與數控系統的匹配問題,選擇閉環控制系統時必須選擇閉環的伺服驅動單元。交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以,在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機。


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