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1、确李咤李唯卜魂卜`沁。君乡嗯乡崛乡嗯卜嗜乡崛争。赞翅戈趁嗯垂喊势出读卜嗯卜电争雌务大型数控机床的进给驱动系统二匕咤导咤李崛乡咤争嘴拳雌季咤巷州璐戈谈卜摇争咤李咤黔咤李叫络咤争咤黔咤导咤惫圣冬.、.pDuRGroe七ti伪urP内容提要本文的目的在于为设计人员在分析、选择、计算数控机床进给驱动系统与直流电机时提供一些方法。,在对平面插补的轮廓误差及其成因进行了理论分析之后介绍了决定误差量与周期误差成因的实用而简单的测量与检验系统。在轮廓误差的成.。因中存在着由于直流电机和干摩擦引起的转矩扰动,.根据对进给驱动系统传递函数的分析推导出了重要公式以评价上面提到的扭矩扰动的
2、影响。此外,还分析了与此进给驱动系统和进给轴性能有关的主要问题。为了在整个速度范围与加速中提供所需之扭矩,不仅计算与校验了由于电机扭矩与摩擦扭矩扰动引起的轮廓误差.而且还计算与校验了进给驱动电机的容量。最后.讨论了宽进给范围的控制及其应用,此控制不是由数控系统.而是由一个带有位置环的低速装置完成的。它是一个混合的模拟数字位置反馈系统.可以使一个直流,,“”,电机如同一个闭环的步进电机那样进行控制并在电气控制之下实现零速也就。.:电子控制加工螺纹、、、是轴线不动它可以用在一些特殊装置上如电子手轮电轴伺服定位、位。置控制等5)由于滑板不均匀运动和干摩擦引起.1轮廓误差;
3、的误差,,众所周知轮廓加工质量取决于数控机6)轮廓加工时由机械形状或外形改。,。床坐标轴线的运动均匀度一定的时间里变而引起的误差,可能微小的速度变化对一个坐标轴的加工前三项误差通常会引起一个坐标轴上速。,,没有明显的影响但是在平面轮廓加工中度的周期性扰动从起因与效果的关系上,,,即使不存在上述的变化率也可能在另一坐看我们可以认为扰动的幅值与偏移取决。,,,标轴上产生明显的影响于扰动的频率例如频率很低时扭矩扰。:误差的主要成因有动的影响就由伺服机构所限制,_,二1)测量系统电气的误差岁L在平面直线插补中一两个坐标轴,,2)测量系统的机械误差例如传感器的误差偏离理论轮廓
4、其幅值与间距取决于。,的齿轮与齿条误差轮廓的倾角一、产吸,、.J;1,△二与,3左电机的扭矩扰动参照图其中△y为轮廓l的分最a二`(△对△幻;a,由粗糙度变化的阻力矩而引起的扭“-n为倾角由误差几而产二,:。、=。sina拒误差生的对轮廓的偏移量气为(1一1)32组合机床出量一于运对轮廓的偏移般小动的不,。匀度并且同倾角有关2.,子原因由几何直线插补时低速轴。不匀度的影响大于高速轴不匀度的影响3.,于原因由几何轮廓上的间距误差。大于坐标轴上的间距误差4.为+”具有倾角1(弧度的直,。线插补或圆弧插补是轮廓最坏的情况也。1就是偏移量大图乎面直线轮廓.,5通常间距误差想
5、要能用肉眼发现,,:同样夕甸是有困难的但利用合适的测量工具进行仔对于轴上的而引起的偏移为,e`,=e,Cos。(1一2)细的检查是可以找出误差的原因与发生在。:总的偏移量为哪一坐标轴上的,e:。=e`+￡z,=已二sna+￡,eosai(l一3)根据上述见解为测量平面直线插补误。二二。,二。。,差以及由此测量而得到关于误差成因的数如果在同一时间内则最大,:据可利用一种简单但却有效而有意义的系的偏移量为。.。e址,m二=14e。1统~。a=数控机床可按不同的斜率连续地完成平其中弧度共4牛,-、。一面(轮廓测量可在主轴静止时完直线插补:。。=士,例如.0010毫米成)同
6、时把实际轮廓线与一个在黑色瓷质标。,nax·e“=o014毫米准刻尺上事先编排好的理论轮廓线相比较,如果扰动为周期性的X轴上的间距这个比较过程是用电子测微仪在加工期间完在:。,误差尺将在轮廓上引起一间距误差成固定在主轴上的感应传感器可检测出。1对于标准刻线尺的偏移量此偏移量肉眼可J飞二(1一4)几,COSa见并同时可用电动快速记录仪器记录在纸,:。,,同样上引起的误差上仔细检查记录的曲线可测出误差值几在轮廓,二1这对于找出误差的原因与确定误差之所在是lP几(1一5)。Slna很重要的(见图2),,总之由上面的几何分析中可以指整个检查与测量须依次进行三项具有不l.广。
7、介氏,卜内入产八n`气内洲价柑映阳伙.川从“,`’-r,声面、`7门了了产习、夕入份月动之又净叭沙盛加勺.娇I一匕n好lO有水9色闹一裂渔匆止已心图2平面直线插补的电子记录曲线~45:轮廓仿形速度一1;~1a)倾角0毫米/分b)倾角70:轮廓仿形速度二0毫米/分1980年第11期33。。=。△倾角分别为扭矩扰动、。、。。:。,4520每一轨迹包含了许多上凸部我们假定。.,,1分和下凹部分轮廓仿形速度为常数进给驱动带有电流环此环有很高a,。。Z例如图为倾角45的平面卿直线插的增益与较宽的带宽0毫米。2.。补和轮廓仿形速度10/分的记录曲线速度环放大器有很高的静态增
