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    數控機床分類(二)
    作者:武漢拓晟  來源:本站  發表時間:2010/9/16 10:31:40  點擊:4922

    三、按驅動裝置的特點分類

    1.開環控制數控機床

    這類控制的數控機床是其控制系統沒有位置檢測元件,伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數控系統每發出一個進給指令,經驅動電路功率放大后,驅動步進電機旋轉一個角度,再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉,通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的,即進給脈沖發出去后,實際移動值不再反饋回來,所以稱為開環控制數控機床。

    開環控制系統的數控機床結構簡單,成本較低。但是,系統對移動部件的實際位移量不進行監測,也不能進行誤差校正。因此,步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控制系統僅適用于加工精度要求不很高的中小型數控機床,特別是簡易經濟型數控機床。

    2.閉環控制數控機床

    閉環控制數控機床是在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置,直接對工作臺的實際位移進行檢測,將測量的實際位移值反饋到數控裝置中,與輸入的指令位移值進行比較,用差值對機床進行控制,使移動部件按照實際需要的位移量運動,最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講,閉環系統的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度,也與傳動鏈的誤差無關,因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環控制數控機床的系統框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。當位移指令值發送到位置比較電路時,若工作臺沒有移動,則沒有反饋量,指令值使得伺服電動機轉動,通過A將速度反饋信號送到速度控制電路,通過C將工作臺實際位移量反饋回去,在位置比較電路中與位移指令值相比較,用比較后得到的差值進行位置控制,直至差值為零時為止。這類控制的數控機床,因把機床工作臺納入了控制環節,故稱為閉環控制數控機床。
    閉環控制數控機床的定位精度高,但調試和維修都較困難,系統復雜,成本高。

    3.半閉環控制數控機床
    半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置(如光電編碼器等),通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移,然后反饋到數控裝置中去,并對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速,從而推算出工作臺的實際位移量,將此值與指令值進行比較,用差值來實現控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中,因而稱為半閉環控制數控機床。

    半閉環控制數控系統的調試比較方便,并且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體,這樣,使結構更加緊湊。

    4.混合控制數控機床

    將以上三類數控機床的特點結合起來,就形成了混合控制數控機床;旌峡刂茢悼貦C床特別適用于大型或重型數控機床,因為大型或重型數控機床需要較高的進給速度與相當高的精度,其傳動鏈慣量與力矩大,如果只采用全閉環控制,機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環中,閉環調試比較復雜;旌峡刂葡到y又分為兩種形式:

    (1)開環補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環伺服機構,另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統的誤差。

    (2)半閉環補償型。它是用半閉環控制方式取得高精度控制,再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現全閉環修正,以獲得高速度與高精度的統一。其中A是速度測量元件(如測速發電機),B是角度測量元件,C是直線位移測量元件。

           
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