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常见问题

数控机床如何选用数控系统

 数控系统包括数控装置,进给驱动(进给速度控制单元和伺服电机)、主轴驱动(主轴速度控制单元和主轴电机)和检测元件。选用数控系统时应包括以上内容。

    1.数控装置的选择
    (1)类型的选择
    根据数控机床类型选择相应的数控装置,一般来说,数控装置有适用于车、钻、镗、铣、磨、冲压、电火花切割等加工类型,应有针对性的进行选择。
   
    (2)性能的选择
    不同的数控装置,其性能高低差别很大,入控制轴数有单轴,2轴,3轴,4轴,5轴,甚至10多轴,20多轴;联动轴数有2轴或3轴以上,最高进给速度有10m/min,15m/min,24m/min,240m/min;分辨率有0.01mm,0.001mm,0.0001mm。这些指标不同,价格亦不同,应根据机床实际需要,如一般车削加工选用2轴或4轴(双刀架)控制,平面零件加工选用3轴以上联动。不要追求最新最高水平,应合理选择。

    (3)功能的选择
    一个数控系统有很多功能,包括基本功能----数控装置必备功能;选择功能---供用户选择的功能。选择功能有的是为了解决不同的加工对象,有的为了提高加工质量,有的为了方便编程,有的为了改善操作和维修性能。有的选择功能是相关的,选择这项还必须选另一项。因此要根据机床的设计要求来选择,不要不加分析,选择功能过多步骤,而把相关功能漏订,使数控机床功能降低,造成不必要的损失。
   
    选择功能中的可编程序控制器有内装和独立型两种。最好选用内装型,它有不同型号,首先要根据数控装置与机床之间的输入输出信号点数来选择。选用的点数要笔实用点数稍多一些,一杯可能追加和变更控制性能的需要。其次要估计顺序程序规模选择存储容量。程序规模随着机床复杂程度的增加,存储容量也随着增大,要根据具体情况合理选择。还有处理时间、指令功能、定时器、计数器、内部继电器等技术规格,数量也应满足设计要求。

    (4)价格的选择
    不同国家、不同的数控装置制造厂家,生产的不同规格产品,价格上有很大差异,应在满足控制类型、性能、功能选择的基础上,综合分析性能价格比,选择性能价格比高的数控装置,以便降低成本。

    (5)技术服务的选择
    在选择符合技术要求的数控装置时,还要考虑到生产厂家的信誉,产品使用说明等文件资料是否齐全,能不能给用户培训编程、操作和维修人员。有无专门的技术服务部门,长期提供零备件和及时的维修服务,以利发挥技术经济效益。

    2.进给驱动的选择
    (1)优先选用交流伺服电机,因为它与直流电机比较,转子惯量小,动态响应好,输出功率大,转速高,结构简单,成本较低,应用环境不受限制。

    (2)通过正确计算加在电机轴上的负载条件来选择合适规格的伺服电机。

    (3)进给驱动制造厂家对生产的进给速度控制单元和伺服电机提供系列的成套产品,所以当选好伺服电机之后,由产品说明书选用相应的速度控制单元。

    3.主轴驱动的选择
    (1)优先选用主流主轴电机,因为它没有像直流主轴电机那样的换向、高转速和大容量的限制,恒功率调速范围大,噪声低,价格便宜。目前国际上已有85%数控机床采用交流主轴驱动。

    (2)按下列原则选择主轴电机:
    ①根据不同的机床计算出切削功率,所选电机应满足这个要求;②根据要求的主轴加减速时间,计算出电机功率不应超过电机的最大输出功率;③在要求主轴频繁起、制动的场合、必须计算出平均功率,其值不能超过电机连续额定输出功率;④在要求恒表面受到控制的场合,则恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率两者之和,应在电机能够提供的功率范围之内。

    (3)主轴驱动制造厂家对生产的主轴速度控制单元和主轴电机提供系列的成套产品,所以当选好主轴电机之后,由产品说明书选用相应的主轴速度控制单元。

    (4)需要主轴作定向控制时,根据机床实际情况,选用位置编码器或磁性传感器来实现主轴定向控制。

    4.检测元件的选择
    (1)根据数控系统位置控制方案,对机床直线位移采用直接或间接测量,而选用直线型或旋转型检测元件。目前数控机床广泛采用半闭环控制,选用旋转型角度测量元件(旋转变压器、脉冲编码器)。

    (2)根据数控机床要求检测精度还是速度,选用位置或转速检测元件(测试发电机、脉冲编码器)。一般来说,大型机床以满足速度要求为主,高精度、中小型机床以满足精度为主。选择检测元件其分辨率一般要比加工精度高一个数量级。

(3)目前数控机床最常用的检测元件是光电脉冲编码器,它根据数控机床的滚珠丝杠螺距、数控系统的最小移动但闻、指令倍率和检测倍率等来选用相应规格的脉冲编码器。

    (4)选择检测元件时,要考虑到数控装置有相应的接口电路。

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