數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)

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1、典型機(jī)電產(chǎn)品構(gòu)造第三章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)第一章數(shù)控機(jī)床概述第一節(jié)概述第二節(jié)齒輪傳動(dòng)副第三節(jié)數(shù)控機(jī)床用絲杠傳動(dòng)副第四節(jié)齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳動(dòng)第五節(jié)靜壓蝸桿—蝸輪條與直線電機(jī)第六節(jié)機(jī)床導(dǎo)軌第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)常用伺服進(jìn)給系統(tǒng)來工作。伺服進(jìn)給系統(tǒng)的作用是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)傳來的指令信息，進(jìn)行放大以后控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)，不僅控制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度，同時(shí)還要精確控制刀具相對(duì)于工件的移動(dòng)位置和軌跡。因此，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，尤其是輪廓控制系統(tǒng)，必須對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的位置和運(yùn)動(dòng)的速度兩方面同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

2、控制。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求除了具有較高的定位精度之外，還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，系統(tǒng)跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好。一個(gè)典型的數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制的進(jìn)給系統(tǒng)組成：位置比較、放大元件、驅(qū)動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)裝置和檢測(cè)反饋元件等幾部分。機(jī)械傳動(dòng)裝置：是指將驅(qū)動(dòng)源旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)直線運(yùn)動(dòng)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈，包括減速裝置、絲杠螺母副等中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)第一節(jié)概述一、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求1．減少摩擦阻力為了提高數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能和運(yùn)動(dòng)精度，必須減小運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力和動(dòng)、靜摩

3、擦力之差。在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，普遍采用滾珠絲杠螺母副、靜壓絲杠螺母副，滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和塑料導(dǎo)軌。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)2．減少運(yùn)動(dòng)慣量運(yùn)動(dòng)部件的慣量對(duì)伺服機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)和制動(dòng)特性都有影響，尤其是處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零、部件，其慣量的影響更大。因此，在滿足部件強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能減小運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量、減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)量，以減小運(yùn)動(dòng)部件的慣量。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)3．高的傳動(dòng)精度與定位精度數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)精度和定位精度對(duì)零件的加工精度起著關(guān)鍵性的作用。傳動(dòng)精度和定位精度是數(shù)控機(jī)床最

4、重要，也是最具有該類機(jī)床特征的指標(biāo)，無論對(duì)點(diǎn)位、直線控制系統(tǒng)，還是輪廓控制，該項(xiàng)精度都很重要。設(shè)計(jì)中，通過在進(jìn)給傳動(dòng)鏈中加入減速齒輪，以減小脈沖當(dāng)量(即伺服系統(tǒng)接收一個(gè)指令脈沖驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)的距離)，預(yù)緊傳動(dòng)滾珠絲杠，消除齒輪、蝸輪等傳動(dòng)件的間隙等辦法，可達(dá)到提高傳動(dòng)精度和定位精度的目的。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)4．寬的進(jìn)給調(diào)速范圍伺服進(jìn)給系統(tǒng)在承擔(dān)全部工作負(fù)載的條件下，應(yīng)具有很寬的調(diào)速范圍，以適應(yīng)各工件材料、尺寸和刀具等變化的需要，工作進(jìn)給速度范圍可達(dá)3～6000mm／min(調(diào)速范圍1：2000)。為

5、了完成精密定位，伺服系統(tǒng)的低速趨近速度達(dá)0.1mm／min；為了縮短輔助時(shí)間，提高加工效率，快速移動(dòng)速度應(yīng)高達(dá)15m／min。在多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上，合成速度維持常數(shù)，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(biāo)方向的運(yùn)動(dòng)速度也要配合適當(dāng)，這是對(duì)數(shù)控系統(tǒng)和伺服進(jìn)給系統(tǒng)提出的共同要求。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)5．響應(yīng)速度要快所謂快響應(yīng)特性是指進(jìn)給系統(tǒng)對(duì)指令輸入信號(hào)的響應(yīng)速度及瞬態(tài)過程結(jié)束的迅速程度，即跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快；定位速度和輪廓切削進(jìn)給速度要滿足要求；工作臺(tái)應(yīng)能在規(guī)定的速度范圍內(nèi)

6、靈敏而精確地跟蹤指令，進(jìn)行單步或連續(xù)移動(dòng)，在運(yùn)行時(shí)不出現(xiàn)丟步或多步現(xiàn)象。進(jìn)給系統(tǒng)響應(yīng)速度的大小不僅影響機(jī)床的加工效率，而且影響加工精度。設(shè)計(jì)中應(yīng)使機(jī)床工作臺(tái)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度、間隙、摩擦以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盡可能達(dá)到最佳值，以提高伺服進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)6．無間隙傳動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)間隙一般指反向間隙，即反向死區(qū)誤差，它存在于整個(gè)傳動(dòng)鏈的各傳動(dòng)副中，直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此，應(yīng)盡量消除傳動(dòng)間隙，減小反向死區(qū)誤差。設(shè)計(jì)中可采用消除間隙的聯(lián)軸節(jié)及有消除間隙措施的傳動(dòng)副等方法。第四章數(shù)控

7、機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)7．穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)穩(wěn)定性是伺服進(jìn)給系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的條件，特別是在低速進(jìn)給情況下不產(chǎn)生爬行，并能適應(yīng)外加負(fù)載的變化而不發(fā)生共振。穩(wěn)定性與系統(tǒng)的慣性、剛性、阻尼及增益等都有關(guān)系，適當(dāng)選擇各項(xiàng)參數(shù)，并能達(dá)到最佳的工作性能，是伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)所謂進(jìn)給系統(tǒng)的壽命，主要指其保持?jǐn)?shù)控機(jī)床傳動(dòng)精度和定位精度的時(shí)間長(zhǎng)短，即各傳動(dòng)部件保持其原來制造精度的能力。組成進(jìn)給機(jī)構(gòu)的各傳動(dòng)部件應(yīng)選擇合適的材料及合理的加工工藝與熱處理方法，對(duì)于滾珠絲杠及傳動(dòng)齒輪，必須具有一定的耐

8、磨性和適宜的潤(rùn)滑方式，以延長(zhǎng)其壽命。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)8．使用維護(hù)方便數(shù)控機(jī)床屬高精度自動(dòng)控制機(jī)床，主要用于單件、中小批量、高精度及復(fù)雜的生產(chǎn)加工，機(jī)床的開機(jī)率相應(yīng)就高，因而進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)便于維護(hù)和保養(yǎng)，最大限度地減小維修工作量，以提高機(jī)床的利用率。第四章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)二、聯(lián)軸器聯(lián)軸器是用來連接進(jìn)給機(jī)構(gòu)的兩根軸使之一起回轉(zhuǎn)，以傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)的一種裝置。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，被連接的兩軸