數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計

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1、萬方數(shù)據(jù)《機床與液壓》2004．N11．6·55·數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計胡秋(中國工程物理研究院機械制造工藝研究所，四川綿陽6219()0)摘要：f衙什能們服進給系統(tǒng)n勺Jf：發(fā)址數(shù)挎機床的天鍵技術(shù)之一-奎文ir細描述J’數(shù)控機J術(shù)川服進給系統(tǒng)n0沒汁力’法．他十．‘f0r山系統(tǒng)總體沒’1．，滾珠絲fl：剮的選擇．們眼I乜動機選擇。精度幣1I剛度驗算等。，關(guān)鍵詞：數(shù)控機床：們服f々動系統(tǒng)；設(shè)汁中圖分類號：’l’I誦59文獻標識碼：A文章編號：100l一388lI2()【)4)6一055—2DesignofSerVoF

2、eedSystemonCNCMachineToolHUQiLl(ChinaA(-a(1enlyt)f．1cnginPeringPhysi(·s，InsliluteofMe【·hani(、a】ManIlfa州，tl“ngte(：hn0109y，Mianyang6219()0，【：hilla)Abstract：I)t·vPlf，plnrnloI-high—pP小'rmnn(’t·seIN‘J—IptltI8，sIPlTIistlnP(’fkPylt-t·hnt'IogyonCN【：¨1n‘·ll；ntll‘H’1．1)t，s

3、igllnlt，Ih¨II'fsPrvt)一f0P‘IsysIP¨1¨nlht、CN(：ma‘。hinPltHJlwaspIvsente(1in【Ictail，int‘lu‘Ii¨gsys“、nl(It·sign‘’{’servI，f0PtJsyslcnl．‘lh()it’Pf)Ilbull—H(’11·wpairsanllils’i11slallalion，(’h¨i(’P·'fst，rvI'm‘，IIlr，(。hPt’king‘‘¨nlpulalionsorsIiffnrssa11dn‘‘(。uI．a(chǎn)I‘y‘’rsP

4、rvI’一f0PtlsysLPrn．Keywords：CNt：mat-hinP“H’l；j沁rvt’一10P(1svsIPnl；DPsig¨數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是連接數(shù)控系統(tǒng)(【：N【：)和數(shù)控機床訓(xùn)本的關(guān)鍵部分，其性能直接關(guān)系到數(shù)控機床執(zhí)行件的靜態(tài)和動態(tài)特性、工作精度、負載能力、響應(yīng)快慢及負載能力。，在本文中詳細描述了數(shù)控機床伺眼進給傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)汁方法，包括傳動系統(tǒng)擬定，滾珠絲杠及其支承組合方式．伺服電動機及其反饋裝置選擇，精度驗算等。1傳動系統(tǒng)總體設(shè)計用于數(shù)控機床的伺服機構(gòu)有開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)和混合伺服幾種方式。，開環(huán)

5、系統(tǒng)主要多用在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)或老設(shè)備的數(shù)控改造；混合伺服方式只有在大型機床中使用、，在半閉環(huán)方式中，機床定位精度很大程度取決予滾珠絲杠的精度，通過選用高精度的滾珠絲杠，輔以螺距誤差補償?shù)却胧腴]環(huán)完全可以滿足普通精度級的加工中心的定位精度的要標。對定位精度特別高的加工中心來說，由于螺距誤差補償受絲杠溫度變化的影響和反向間隙補償受工件重量變化的影響，半閉環(huán)方式已不能滿足其精度要求。這時則要求考慮采用全閉環(huán)的方式進行伺服系統(tǒng)的設(shè)計，但其設(shè)計和調(diào)整技術(shù)難度較大，只有在大型、精密數(shù)控機床中采用。在以上幾種方式中，一般根據(jù)目標給

6、定的精度要求、機床種類來選用適當(dāng)?shù)乃欧绞?。半閉環(huán)是被最廣泛使用的伺服方式。一般在設(shè)計是選用半閉環(huán)方式進行初步設(shè)汁與計算，當(dāng)半閉環(huán)方式不能滿足要求時才選用全閉環(huán)方式和混合伺服方式。2滾珠絲杠副的選擇與計算2．1滾珠絲杠副尺寸規(guī)格的確定絲杠導(dǎo)程計算：絲杠導(dǎo)程的選擇一般根據(jù)設(shè)計目標快速進給的最高速度為t，。帆、伺服電機的最高設(shè)定轉(zhuǎn)速”。。及電機與絲杠的傳動比i來確定．基本絲杠導(dǎo)程應(yīng)滿足F式：P蘭旦Z×Hm；．x根據(jù)系統(tǒng)的精度要求，進而確定數(shù)控機床的脈沖平均值6及伺服電機每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)為I)=警×i，從而為編碼器提供選擇依據(jù)

7、。精度選擇：滾珠絲杠的精度直接影響數(shù)控機床的定位精度，在滾珠絲杠精度參數(shù)中，導(dǎo)程誤差對機床定位精度影響最明顯。一般在初步設(shè)計時設(shè)定絲杠的任意300mm行程變動量‰儼應(yīng)小于目標設(shè)定位的定位精度值的l／3一l／2，并在最后精度驗算中最終確定。滾珠絲杠尺寸規(guī)格確定：滾珠絲杠副設(shè)計時一般按額定動載荷來確定滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，同時作必要的壓桿穩(wěn)定性校核、臨界轉(zhuǎn)速校核、剛度校核、轉(zhuǎn)動慣量校核。對閉環(huán)系統(tǒng)，還須核算其諧振頻率、，額定動載荷是指一批相同規(guī)格的滾珠絲杠經(jīng)過運轉(zhuǎn)一百萬次后。90％的絲杠副(螺紋表面或滾珠)不產(chǎn)生疲勞剝傷(點

8、蝕)時的軸向載荷。在實際運用中額定動載荷值可按下式計算c=學(xué)匕式中，^為壽命系數(shù)，按滾珠絲杠預(yù)期壽命選??；．九為載荷性質(zhì)系數(shù)，按工作載荷性質(zhì)選??；^為動載荷硬度影響系數(shù)，按滾珠及滾道表面硬度選??；以為轉(zhuǎn)速系數(shù)，按絲杠平均轉(zhuǎn)速n。選??；Pff為平均軸向載荷。，在計算出額定動載荷后，就可按額定動荷從樣本中選取滾珠絲杠的公