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                          機床數控系統的配置和功能選擇(二)

                          機床數控系統的配置和功能選擇(二)

                          網絡數據傳輸型伺服控制單元(例如大隈OSP-U10/U100系統)在相應的控制軟件配合下,具有實時的調整能力,例如在Hi-G型定位加減速功能中,可以根據電機的速度和扭矩特性求出相應的函數,再以其函數控制高速定位時的加減速度,從而按捺高速定位時可能引起的振動。定位速度的進步可以縮短非切削時間,進步加工效率。又如在Hi-Cut型進給速度控制功能中,系統可以在讀入零件加工程序後,自動識別數控指令要求加工的零件外形(圓弧、棱邊等),自動調節加工速度,使之最佳化,進而實現高速高精度加工。
                            

                          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泛起後,硬件伺服控制變為軟件伺服控制,一些現代控制理論的提高前輩算法得到實現,進而大大地進步了伺服系統的控制機能。
                            

                          伺服控制單元是數控系統中與機械直接相聯系關系的部件,它們的機能與機床的切削速度和位置精度關系很大,其價格也占數控系統的很大部門。相對來說,伺服部件的故障率也較高,約占電氣故障的70%以上,所以選配伺服控制單元十分重要。
                            

                          伺服故障除了與伺服控制單元的可靠性有關外,還與機床的使用環境、機械狀況和切削前提緊密親密相關。例如環境溫渡過高,易引起器件過熱而損壞;防護不嚴可能引起電機進水,造成短路;導軌和絲杠潤滑不好或切削負荷過重會引起電機過流。機械傳念頭構卡死更會引起功率器件的損壞,固然伺服控制單元本身有一定的過載保護能力,但是故障情況嚴峻或者多次發生時,仍舊會使器件損壞。有些數控系統具有主軸和進給軸的實時負載顯示功能(例如大隈OSP系統的“當前位置”頁面上不僅可以顯示軸運動的實時位置數據,而且還同時顯示各軸的實時負載百分比,用戶可以利用這些信息,采取措施來防止事故的發生。
                            

                          進給伺服電機的選擇
                            

                          輸出扭矩是進給電機負載能力的指標。在連續操縱狀態下,輸出扭矩是隨轉速的升高而減少的,電機的機能愈好,這種減少值就愈小。為進給軸配置電機時應知足最高切削速度時的輸出扭矩。固然在快速進給時不作切削,負載較小,但也應考慮最高快速進給速度下的起動扭矩。高速時的輸出扭矩下降過多也會影響進給軸的控制特性。
                            

                          主軸伺服電機的選擇
                            

                          輸出功率是主軸電機負載能力的指標。主軸電機的額定功率是指在恒功率區(速度N1到N2)內運行時的輸出功率,低于基本速度N1時達不到額定功率,速度愈低,輸出功率就愈小。為了知足主軸低速時的功率要求,一般采用齒輪箱變速,使主軸低速時的電機速度也在基本速度N1以上,此時,機械結構較為復雜,本錢也會相應增加。在主軸與伺服電機直接連接的數控機床中,有兩種方法來知足主軸低速時的功率要求,其一是選擇基本速度較低或額定功率高一檔的主軸電機,其二是采用特種的繞組切換式主軸伺服電機(例如日本大隈的YMF型主軸電機),這種電機的三相繞組在低速運行時接成星形,而在高速運行時接成三角形,從而進步了主軸電機的低速功率特性,降低主軸機械部件的本錢。
                            

                          這兒要特別指出的是,固然高速加工是進步數控機床出產效率的有效途徑,但高速、高精度切削會給伺服驅動和計算機部件帶來更高的要求,必定增加數控系統的本錢,而高速加工的另一個重要應用領域是輕金屬和薄壁零件的加工,所以,應該按機床的實際需要選擇主軸和進給電機的速度。
                            

                          位置檢測器件的選擇
                            

                          機械原點是數控機床所有座標系的基準點,機械原點的不亂性是數控機床極為重要的技術指標,也是不亂加工精度的基本保證,機械原點的建立方法有兩種:
                            

                          在采用相對位置編碼器、感應同步器或光柵作為位置反饋器件的數控機床中,數控系統將各進給軸的回零減速開關(或標記)之后由位置反饋器件產生的第一個零點標記信號作為基準點。這類機床在每次斷電或緊急停機后都必需重新作各進給軸的回零操縱,否則,實際位置可能發生偏移,回零減速開關與其撞塊的相對位置調整不妥,也會引起機械原點位置的不不亂,這些都是應該正視的;

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