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          數控機床對進給傳動系統的六點高要求

          為確保數控機床進給系統的傳動精度和工作平穩性等,在設計機械傳動裝置時,提出如下要求。

          1      高的傳動精度與定位精度

          數控機床進給傳動裝置的傳動精度和定位精度對零件的加工精度起著關鍵性的作用,對采用步進電動機驅動的開環控制系統尤其如此。無論對點位、直線控制系統,還是輪廓控制系統,傳動精度和定位精度都是表征數控機床性能的主要指標。設計中,通過在進給傳動鏈中加入減速齒輪,以減小脈沖當量,預緊傳動滾珠絲杠,消除齒輪、蝸輪等傳動件的間隙等辦法,可達到提高傳動精度和定位精度的目的。由此可見,機床本身的精度,尤其是伺服傳動鏈和伺服傳動機構的精度,是影響工作精度的主要因素。

          2.寬的進給調速范圍

             伺服進給系統在承擔全部工作負載的條件下,應具有很寬的調速范圍,以適應各種工件材料、尺寸和刀具等變化的需要,工作進給速度范圍可達3~6000mm/min。為了完成精密定位,伺服系統的低速趨近速度達0.1mm/min;為了縮短輔助時間,提高加工效率,快速移動速度應高達15m/min。在多坐標聯動的數控機床上,合成速度維持常數,是保證表面粗糙度要求的重要條件;為保證較高的輪廓精度,各坐標方向的運動速度也要配合適當;這是對數控系統和伺服進給系統提出的共同要求。

          3      響應速度要快

          所謂快速響應特性是指進給系統對指令輸入信號的響應速度及瞬態過程結束的迅速程度,即跟蹤指令信號的響應要快;定位速度和輪廓切削進給速度要滿足要求;工作臺應能在規定的速度范圍內靈敏而精確地跟蹤指令,進行單步或連續移動,在運行時不出現丟步或多步現象。進給系統響應速度的大小不僅影響機床的加工效率,而且影響加工精度。設計中應使機床工作臺及其傳動機構的剛度、間隙、摩擦以及轉動慣量盡可能達到最佳值,以提高進給系統的快速響應特性。

          4      無間隙傳動

          進給系統的傳動間隙一般指反向間隙,即反向死區誤差,它存在于整個傳動鏈的各傳動副中,直接影響數控機床的加工精度;因此,應盡量消除傳動間隙,減小反向死區誤差。設計中可采用消除間隙的聯軸節及有消除間隙措施的傳動副等方法。

          5      穩定性好、壽命長

          穩定性是伺服進給系統能夠正常工作的最基本的條件,特別是在低速進給情況下不產生爬行,并能適應外加負載的變化而不發生共振。穩定性與系統的慣性、剛性、阻尼及增益等都有關系,適當選擇各項參數,并能達到最佳的工作性能,是伺服系統設計的目標。所謂進給系統的壽命,主要指其保持數控機床傳動精度和定位精度的時間長短,及各傳動部件保持其原來制造精度的能力。設計中各傳動部件應選擇合適的材料及合理的加工工藝與熱處理方法,對于滾珠絲杠和傳動齒輪,必須具有一定的耐磨性和適宜的潤滑方式,以延長其壽命。

          6.使用維護方便

          數控機床屬高精度自動控制機床,主要用于單件、中小批量、高精度及復雜件的生產加工,機床的開機率相應就高,因此,進給系統的結構設計應便于維護和保養,最大限度地減小維修工作量,以提高機床的利用率。