閥門機床的結(jié)構(gòu)數(shù)控車床也是由主軸箱、刀架、進給傳動系統(tǒng)、床身,液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等部分組成的,只是閥門數(shù)控車床的進給系統(tǒng)與數(shù)控車床的進給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上存在著本質(zhì)上的差別,閥門口數(shù)控車床的機械結(jié)構(gòu)組成圖。而數(shù)控車床是采用伺服電動機,經(jīng)滾珠絲杠傳到滑板和刀架,實現(xiàn)z向(縱向)和置向(橫向)進給運動。數(shù)控車床主軸箱內(nèi)安裝有脈沖編碼器,主軸的運動通過同步齒形帶1 1地傳到脈沖編碼器。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時,脈沖編碼器便發(fā)出檢測脈沖信號給數(shù)控系統(tǒng),使主軸電動機的旋轉(zhuǎn)與刀架的切削進給保持加工螺紋所需的運動關(guān)系,即實現(xiàn)加工螺紋時主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),刀架z向移動工件一個導(dǎo)程。
(1)數(shù)控車床的特點
作為數(shù)控機床家族中數(shù)量較多,應(yīng)用較為廣泛的數(shù)控車床,長期以來為用戶創(chuàng)造了大量的價值。數(shù)控車床以其廣泛的應(yīng)用,較高的市場占有率,良好的性能,一直以來被認(rèn)為是一款性價比 的數(shù)控機床產(chǎn)品。
數(shù)控車床主要是完成回轉(zhuǎn)零件的表面加工。數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,包括車床床身、防護、數(shù)控系統(tǒng)、伺服進給系統(tǒng)、主軸部分、導(dǎo)軌、機械傳動機構(gòu)、邏輯控制刀架、液壓部分、卡盤、臺尾、對刀裝置、傳感檢測設(shè)備等。
伺服進給系統(tǒng)是數(shù)控車床非常重要的部分,是數(shù)控車床完成加工的重要運動控制核心部分,也是本文的研究核心。伺服進給系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動器、伺服電機、絲杠、導(dǎo)軌、減速機、滑板滑鞍、電機支撐架、聯(lián)軸器、位置檢測反饋光柵尺等。在數(shù)控系統(tǒng)的控制下,伺服系統(tǒng)按照指定的CNC指令要求,進行相關(guān)的運動、檢測,通過驅(qū)動電氣部分電路和電機,按照CNC要求的各種位移指令,完成插補切削。數(shù)控車床比普通車床的優(yōu)越之處就在于其具有數(shù)控系統(tǒng)以及伺服系統(tǒng)。
(2)數(shù)控車床的發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)階段,我國各種數(shù)控車床設(shè)備都能夠制造生產(chǎn)。我國制造的數(shù)控車床設(shè)備一部分處于世界的地位,一部分卻要落后世界同行業(yè)的 達到10到15年。值得欣慰的是,這種情況在不斷地發(fā)展變化,近些年來我國的數(shù)控車床制造行業(yè)發(fā)展迅猛,并且己經(jīng)出現(xiàn)了很多可喜的成果。作為國內(nèi)機床行業(yè)的企業(yè)—沈陽機床集團,成功的收購了具有100機床制造發(fā)展史的、世界有名的德國希斯機床公司,其意義重大。
三面數(shù)控鏜孔機床與數(shù)控加工中心相比,結(jié)構(gòu)相對并不復(fù)雜,其通常的機床機械結(jié)構(gòu)主要包括主軸、X軸、Z軸、刀塔、尾臺等。影響其加工工件低的主要因素來源于主軸、X軸、Z軸。作為數(shù)控車床完成插補加工的主要機構(gòu)—X軸、Z軸伺服的研究,以來一直是眾多伺服研究的重要內(nèi)容。“數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分,它是以機床移動部件的位置和速度為控制量的自動控制系統(tǒng)”。本文將從機床加工工件的實際情況出發(fā),結(jié)合大量的實驗,并分析相關(guān)的數(shù)據(jù)從理論與實際的角度,分析在遇到各種加工問題時,如何從機械和電氣方面進行伺服調(diào)整,這其中既包括機械結(jié)構(gòu)、機械裝配方面的調(diào)整,也包括電氣伺服參數(shù)整定方面的研究,旨在探討研究相關(guān)方法,提升數(shù)控車床的加工性能。
從研究的方向上看,目前伺服研究的發(fā)展?fàn)顩r,僅僅針對一個方向,一個學(xué)科居多。研究的內(nèi)容基本以純理論或理想理論模型居多。這樣一方面,使伺服的研究被局限與一個很窄的層面,或被束縛在理論層面;另一方面,理論與實際存在很大差異的,不能夠經(jīng)得起實踐驗證的理論是沒有實用價值的。
而在生產(chǎn)實際中,無論是數(shù)控車床的制造廠,還是較終用戶,都要面對各種各樣的實際加工問題。“伺服系統(tǒng)的性能對數(shù)控機床的精度有很大的影響,如果不能準(zhǔn)確掌握其與主機配接后所表現(xiàn)的特性,將會給機床的較終調(diào)試帶來很大的困難”。排除編程操作方面等的因素,面對加工件的尺寸精度問題、CP值不穩(wěn)定問題、加工件表面振紋與暗影問題、插補問題時,往往素手無策,不知如何解決,或者想到從伺服調(diào)整方面入手,卻沒有好的辦法,沒有成型的解決方案,現(xiàn)套用理論:“在工業(yè)應(yīng)用中,伺服控制系統(tǒng)要求滿足響應(yīng)、調(diào)速范圍寬,定位、運行穩(wěn)定性等性能指標(biāo)”。
而在應(yīng)用時發(fā)現(xiàn)理論和實際應(yīng)用還有一段需要銜接的距離。
針對這些情況,本文進行了分析研究,從理論到實際,從實驗到仿真,從己有方法的靈活運用到自創(chuàng)方法的提出,基于數(shù)控車床的生產(chǎn)與實際,研究分析了伺服調(diào)整技術(shù)在提升數(shù)控車床加工性能方面的作用。