數(shù)控系統(tǒng)包括數(shù)控裝置,進給驅(qū)動(進給速度控制單元和伺服電機)、主軸驅(qū)動(主軸速度控制單元和主軸電機)和檢測元件。選用數(shù)控系統(tǒng)時應(yīng)包括以上內(nèi)容。
1.數(shù)控裝置的選擇
(1)類型的選擇
根據(jù)數(shù)控機床類型選擇相應(yīng)的數(shù)控裝置,一般來說,數(shù)控裝置有適用于車、鉆、鏜、銑、磨、沖壓、電火花切割等加工類型,應(yīng)有針對性的進行選擇。
(2)性能的選擇
不同的數(shù)控裝置,其性能高低差別很大,入控制軸數(shù)有單軸,2軸,3軸,4軸,5軸,甚至10多軸,20多軸;聯(lián)動軸數(shù)有2軸或3軸以上,最高進給速度有10m/min,15m/min,24m/min,240m/min;分辨率有0.01mm,0.001mm,0.0001mm。這些指標(biāo)不同,價格亦不同,應(yīng)根據(jù)機床實際需要,如一般車削加工選用2軸或4軸(雙刀架)控制,平面零件加工選用3軸以上聯(lián)動。不要追求最新最高水平,應(yīng)合理選擇。
(3)功能的選擇
一個數(shù)控系統(tǒng)有很多功能,包括基本功能----數(shù)控裝置必備功能;選擇功能---供用戶選擇的功能。選擇功能有的是為了解決不同的加工對象,有的為了提高加工質(zhì)量,有的為了方便編程,有的為了改善操作和維修性能。有的選擇功能是相關(guān)的,選擇這項還必須選另一項。因此要根據(jù)機床的設(shè)計要求來選擇,不要不加分析,選擇功能過多步驟,而把相關(guān)功能漏訂,使數(shù)控機床功能降低,造成不必要的損失。
選擇功能中的可編程序控制器有內(nèi)裝和獨立型兩種。最好選用內(nèi)裝型,它有不同型號,首先要根據(jù)數(shù)控裝置與機床之間的輸入輸出信號點數(shù)來選擇。選用的點數(shù)要筆實用點數(shù)稍多一些,一杯可能追加和變更控制性能的需要。更多數(shù)控編程知識關(guān)注微信公眾號(數(shù)控編程教學(xué)),其次要估計順序程序規(guī)模選擇存儲容量。程序規(guī)模隨著機床復(fù)雜程度的增加,存儲容量也隨著增大,要根據(jù)具體情況合理選擇。還有處理時間、指令功能、定時器、計數(shù)器、內(nèi)部繼電器等技術(shù)規(guī)格,數(shù)量也應(yīng)滿足設(shè)計要求。
(4)價格的徐澤
不同國家、不同的數(shù)控裝置制造廠家,生產(chǎn)的不同規(guī)格產(chǎn)品,價格上有很大差異,應(yīng)在滿足控制類型、性能、功能選擇的基礎(chǔ)上,綜合分析性能價格比,選擇性能價格比高的數(shù)控裝置,以便降低成本。
(5)技術(shù)服務(wù)的選擇
在選擇符合技術(shù)要求的數(shù)控裝置時,還要考慮到生產(chǎn)廠家的信譽,產(chǎn)品使用說明等文件資料是否齊全,能不能給用戶培訓(xùn)編程、操作和維修人員。有無專門的技術(shù)服務(wù)部門,長期提供零備件和及時的維修服務(wù),以利發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟效益。
2.進給驅(qū)動的選擇
(1)優(yōu)先選用交流伺服電機,因為它與直流電機比較,轉(zhuǎn)子慣量小,動態(tài)響應(yīng)好,輸出功率大,轉(zhuǎn)速高,結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,應(yīng)用環(huán)境不受限制。
(2)通過正確計算加在電機軸上的負(fù)載條件來選擇合適規(guī)格的伺服電機。
(3)進給驅(qū)動制造廠家對生產(chǎn)的進給速度控制單元和伺服電機提供系列的成套產(chǎn)品,所以當(dāng)選好伺服電機之后,由產(chǎn)品說明書選用相應(yīng)的速度控制單元。
3.主軸驅(qū)動的選擇
(1)優(yōu)先選用主流主軸電機,因為它沒有像直流主軸電機那樣的換向、高轉(zhuǎn)速和大容量的限制,恒功率調(diào)速范圍大,噪聲低,價格便宜。目前國際上已有85%數(shù)控機床采用交流主軸驅(qū)動。
(2)按下列原則選擇主軸電機:
①根據(jù)不同的機床計算出切削功率,所選電機應(yīng)滿足這個要求;②根據(jù)要求的主軸加減速時間,計算出電機功率不應(yīng)超過電機的最大輸出功率;③在要求主軸頻繁起、制動的場合、必須計算出平均功率,更多數(shù)控編程知識關(guān)注微信公眾號(數(shù)控編程教學(xué)),其值不能超過電機連續(xù)額定輸出功率;④在要求恒表面受到控制的場合,則恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率兩者之和,應(yīng)在電機能夠提供的功率范圍之內(nèi)。
(3)主軸驅(qū)動制造廠家對生產(chǎn)的主軸速度控制單元和主軸電機提供系列的成套產(chǎn)品,所以當(dāng)選好主軸電機之后,由產(chǎn)品說明書選用相應(yīng)的主軸速度控制單元。
(4)需要主軸作定向控制時,根據(jù)機床實際情況,選用位置編碼器或磁性傳感器來實現(xiàn)主軸定向控制。
4.檢測元件的選擇
(1)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)位置控制方案,對機床直線位移采用直接或間接測量,而選用直線型或旋轉(zhuǎn)型檢測元件。目前數(shù)控機床廣泛采用半閉環(huán)控制,選用旋轉(zhuǎn)型角度測量元件(旋轉(zhuǎn)變壓器、脈沖編碼器)
(2)根據(jù)數(shù)控機床要求檢測精度還是速度,選用位置或轉(zhuǎn)速檢測元件(測試發(fā)電機、脈沖編碼器)。一般來說,大型機床以滿足速度要求為主,高精度、中小型機床以滿足精度為主。選擇檢測元件其分辨率一般要比加工精度高一個數(shù)量級。
(3)目前數(shù)控機床最常用的檢測元件是光電脈沖編碼器,它根據(jù)數(shù)控機床的滾珠絲杠螺距、數(shù)控系統(tǒng)的最小移動但聞、指令倍率和檢測倍率等來選用相應(yīng)規(guī)格的脈沖編碼器。
(4)選擇檢測元件時,要考慮到數(shù)控裝置有相應(yīng)的接口電路。