数控机床新技术应用与发展new

《数控机床新技术应用与发展new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数控机床——新技术应用与发展北京蓝拓机电设备有限公司赵虢明100013日于数控机床足机、屯f计弹机技术J、液、上学幢驯勾一体的多领域j，挥技术的结台．所以展望数控技术的发展与进步，必然脱离不7f上述技术的发展。本支主要从儿1、方面丹折数控系统的发展与新拄术的应用f1)机床机撇结构的变化导致电气控制方式的变化，(2j计算机技术进步带动数控系统新技术的虎HI。c‘j1制造垃术对数控系统断的要求。f4)七数字化驱动宜现高遮熏、离精度控制；15、系统潮络化、人陛化．甲台迸一步兼释开放。1数控机床的结构创新数控机床今后的机械结构趋势——结构筒洁』l电机‘L1heal-MotnTj取代滚珠丝杠，

2、如幽1所示，酗亘蛙电动d：壤璩丝柯圈I其特点是·直线l岂机结构简单，控制鞲度高。传统的滚珠丝枉传动链结构需要丝杠轴承座、滚珠丝杠、联轴亿结构复杂．传动链中精度损失多(如轴承游献、丝杠螺距误等、丝杠反㈣司酵等J。而采用直线电机可以克服由机械传动链}失的精篮，另外从电气角度看，参数殴置更直接、简便、精确。12扭矩电机(SynchronousBuihinServo!aovor)取代蜗轮蜗杆如图2所示，扭矩电动帆的转子、定子冒：蝇轮蝙杆其特点是：①机构简单、成本低、便于维修保养。由于蜗轮蜗杆隶属齿轮娄加工．精应／成亦成正比，高精度齿轮成本高．州HKj{!

3、使用后，精度损失很难恢复。而力矩电机

4、克服，上述问题。②控制精确高．白J：蚶轮蜗杆需要建比换算，在数控系统应用中诎称之为“桑性齿轮比‘计尊．而力矩电机矗接驱动负载束端．伟动比为1：1，电气参数I殳置简单、精确。13内装式高选主轴(Buil：一inHighSpeedSpindle)j投代土轴变速箱曲幽3所示。其特点是：结构茼单+制造成本低。由7"4{-缝的主轴变速需要通】主机娥齿轮的切换．而机械齿轮箱结构复杂、按档需要的控制信号多，制造、维修成本高。随着变额漏速技术以及电机裁遗技术的发展．现在制造技术可以幢变频谪速范围宽。另外采用陶瓷轴承、泊雾润滑等新技术．高速主轴电机轴承可逸2～5万转／每分钟。同时缸迷人扭矩特性也任连一

5、步提高．宙3传统主轴箱4)从力学角度分析，存推动物体移动时，如果怍剧点不是在物体重心，则会产生一个扭矩M．如刚4a所示．对机床运动和定位来讲就是一个不稳定扰动田素。影响轮廓加工精度和稳定性。通常的单滚珠丝杠驱动力巧工什受力点总是随着加1二轨迹的变化而变化的(加工1过程中随着刀具的穆动，作用力与反作用力总是不同心的)也就是说工作台所受的扭矩总是存在的。采片j重心驱动就是解决上述问题．最显著的作用就是减小振动，提高,自n-L精度。例如采用取丝杠驱动结杜Jr图rIbj，图4c南框图表明【】cG驱动的般丝杠的振动愠值明显的小于单丝杠传动。h)双丝杠驱动结构目4Ij其它机械结构创新——现有结}

6、4基础上灼变革．采__；

7、j内纷式滚珠丝杠。由f走刀产生大量的热量．通过滚珠丝杠内冷装置有效的将热鼙带圭，裢芷小了丝杠的热变性，保证了运动定位的精度和稳定性，，如幽5所示)l6带内置铣削鼍动机的转塔传统】}勺铣削机构涉及传动链、齿轮等机械韶f1．结构复杂、制造T艺复杂．装置会产生，：量的热和振动。而带内置铣削L皂动机的转塔结构最大程度上减少』’热量和振动的产生．避免了传输损耗，并且提高了加工精度和切削性能。结构如图6所示：图5图62制造业需求一机床结构进步一数控系统性能提高产业链需求：新产品需要高性能机床高精度、高效率、多轴法向加工的特点；高性能机床呼唤具有高速、高精度、多轴矢量插补

8、性能的高级数控系统；而高性能数控系统的进步促进新机床、新工艺、新刀具的出现。3新技术在数控系统中的应用为了适应现代制造技术，数控系统应符合以下特点：①高速——CPU采用64位专用总线结构，数控插补周期在2ms以内，内装式PLC扫描周期可达0．0033pm／步。②高精度——采用全数字伺服，纳米级控制精度，运用AI(AdvanceInterp01ation)、HRV、简易指令集(RISC)等高精度轮廓控制功能。③界面友好、仿真——各系统厂家将CAD／CAM技术嵌入到系统内，通过图形输入，取代了传统的G代码编程。④网络化——CNC与外设通过以太网连接，i／o与外部继电器等硬件通过Profi

9、bus连接。⑤简洁的硬件结构——广泛采用专用LSI，系统体积减小。⑥开放式系统市场分额加大——0penCNC被广泛采用。3．1采用专用总线结构专用LSI特点：①为提高插补速度采用高速CUP，专用总线结构。②采用专用LSI适于插补运算和接口控制。③过去许多用硬件实现的功能由软件来实现。便于调试、在线诊断(如伺服动态波形显示、接口TRACE——跟踪诊断等)。④cNc与伺服放大器的连接采用专用协议串行总线(如西门子、Fanuc数字伺服均如此)。3．2驱动采用全数