总体设计方案的拟定 一、系统运动方式的确定 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统和连续控制系统。本次 设计的机床要求具有定位、直线插补、顺、逆圆弧插补、暂停、循环加工、公英制螺纹 加工等功能,故应选择连续控制系统。 二、控制方式的选择 伺服系统可分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。 开环控制系统中,没有检测反馈装置,数控装置发出的信号的流向是单向的,也正是 由于信号的单向流程,它对机床移动部件的实际位置不作检测,所以机床的加工精度要 求不太高,其精度主要取决于伺服系统的性能,开环伺服系统主要由步进电机驱动。这 类机床工作比较稳定,反应迅速,调试和维修比较简单。目前经济型数控机床普遍采用 开环伺服系统。 半闭环控制系统中,对工作台的实际位置不进行检查测量,而是是通过与伺服电机有 联系的的测量元件,如测速发电机或光电编码盘等间接检测伺服电机的转角,推算出工 作台的实际位置,有此值与指令值进行比较,用差值来实现控制。这种控制方式介于开 环与闭环之间,精度没有闭环高,调式却比闭环方便。 闭环控制系统有机床移动部件上的检测反馈装置,在加工时刻检测机床移动部件的位 置,使之和数控装置所要求的位置相符合,以期达到很高的加工精度。闭环系统多采用 直流伺服电动机或交流电机驱动。这类机床的优点是精度最高的,速度快,但是调试和 维修比较复杂,其关键是系统的稳定性,所以在设计时应对其稳定性给予足够重视。 本次设计的机床精度要求高,但考虑到经济及调试等问题,选用半闭环型的控制系统 。 三、机械传动方式 目前数控铣床的纵向和横向多采用伺服电机,进给系统的机械传动链采用滚珠丝杠、静 压丝杠和无间隙齿轮副等,以尽量减小反向间隙。我们这里拟采用的是滚珠丝杠副传动 ,以减少摩擦系数,提高进给机构的整体刚度。滚珠丝杠与电机间用联轴器直接连接, 以消除间隙。 方案1: 1. 系统的运动方式:连续控制系统 2. 数控系统: 步进电机拖动,该系统的位移精度主要取决于步进电机的角位移精度,丝杠等 传动部件的节距精度,所以系统的位移精度较低。这种系统的最高速度受步进 电机的频率响应限制,容易失步,低速时易发生共振和噪声,影响表面的加工 质量,但该系统结构简单,调试维修方便,工作可靠,成本低。 3. 控制方式的选择:开环控制系统,在该系统中,没有检测反馈装置,数控装置发 出的信号是单向的,也正因此,它对机床的移动部件的实际位置不做检测,故 机床的加工精度要求不高。 4. 机械传动方式:采用滚珠丝杠螺母副,以尽量减小反向间隙,这里拟采用电动机 与齿轮副、齿轮副与滚珠丝杠连接。 方案2:(1)系统的运动方式:连续控制系统 (2)数控系统:步进电机拖动,该系统的位移精度主要取决于步进电机的角位移精度, 丝杠等传动部件的节距精度,所以系统的位移精度较低。这种系统的最高速度受步进电 机的频率响应限制,容易失步,低速时易发生共振和噪声,影响表面的加工质量,但该 系统结构简单,调试维修方便,工作可靠,成本低。 (3)控制方式的选择:半闭环控制系统,对工作台的实际位置不进行检测,而是通过与 电机有联系的测量元件,来推算出工作台的实际位置,将此值与指令值进行比较,用差 值来实现控制。这种控制方式介于开环和闭环之间,精度没有闭环高,但调试却比闭环 方便。 (4)机械传动方式:采用滚珠丝杠螺母副,以尽量减小反向间隙,这里拟采用电动机与 滚珠丝杠用联轴器直接连接,以消除间隙,且简化了结构。 方案3:(1)系统的运动方式:连续控制系统 (2)数控系统:交/直流伺服电动机拖动,可以获得较高的速度,不易失步,而且能提 高机床的定位精度。 (3)控制方式的选择:闭环控制系统,闭环控制系统有机床移动部件上的检测反馈装置 ,在加工时刻检测机床移动部件的位置,使之和数控装置所要求的位置相符合,以期达 到很高的加工精度。这类机床的优点是精度最高的,速度快,但是调试和维修比较复杂 ,其关键是系统的稳定性,所以在设计时应对其稳定性给予足够重视。 (4)机械传动方式:采用滚珠丝杠螺母副,以尽量减小反向间隙,这里拟采用电动机与 滚珠丝杠用联轴器直接连接,以消除间隙,且简化了结构。 本次设计的机床进给系统的定位精度要求高,但考虑到经济、结构及调试等问题,选用 交/直流伺服电动机拖动的半闭环控制系统,以及电动机与滚珠丝杠直接用联轴器连接的 机械传动方式。 最新文件 仅供参考 已改成word文本 。 方便更改 如有侵权请联系网站删除 ----------------------- 总体设计方案的拟定全文共3页,当前为第1页。 总体设计方案的拟定全文共3页,当前为第2页。 总体设计方案的拟定全文共3页,当前为第3页。
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