数控技术1
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数控技术简称数控,是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。
不同的场合,数控有三种不同的定义:广义上代表一种控制技术,狭义上代表一种控制系统的实体,还可以代表一种具体的控制装置—数控装置。
数控系统一般是由控制介质,输入装置,数控装置,伺服系统,执行部件和测量反馈装置组成。
数控装置是数控设备的核心。
开环控制系统通常使用功率步进电动机作为执行机构。
半闭环控制系统是在伺服电动机输出轴端或丝杆轴端装有角位移检测装置。
闭环控制系统是在移动部件上直接安装直线位置检测装置。
开环,半闭环,闭环控制三者的区别:开环和半闭环没有位置检测装置,而闭环控制则有位置检测装置。
在现代数控系统中,机床电器逻辑控制装置已经被可编程序控制器(PLC)取代。
在CNC系统中软件和硬件在逻辑上是等价的,它们的特点:硬件处理速度最快,造价相对较高,适应性差;软件设计灵活,适应性强,但处理速度慢。
CNC中软硬件的分配比例是由性能价格比决定的。
CNC的软件必须完成管理和控制两大任务。
CNC必须从一条已知起点和终点的曲线上自动进行“数据点密化”工作,这就是所谓插补。
大多数装置是把光源,指示光栅和光电元件组合在一起,称之为读数头。
位置传感器分接触式和非接触式。
伺服系统主要由四部分组成:控制器,功率驱动装置,检测反馈装置和伺服电动机。。步进电动机的类型:反应式(磁阻式),永磁式,永磁感应式(混合式);伺服式(只能驱动较小负载,一般与液压扭矩放大器配用,才能驱动机床工作台等较大负载),功率式(可以直接驱动机床工作台等较大负载);径向分相式(电动机各相按圆周依次排列),轴向分相式(电动机各相按轴向依次排列);旋转,直线,平面,滚动运动式;单定子式,双定子式,三定子式,多定子式。
步进电动机驱动控制器由环形脉冲分配器和功率放大器两部分组成。
提高步进伺服系统精度的措施:传动间隙补偿,螺距误差补偿,细分线路。
数据采样插补实际上是一种时间分割法插补方法适用于闭环和半闭环控制系统CNC系统软件是为实现CNC系统各项功能所编制的专用软件,也称控制软件,存放在计算机EPROM内存中
CNC系统作为一个独立的过程数字控制器应用于工业自动化生产中,其多任务性表现在他的软件必须完成管理和控制两大任务。系统管理包括输入,I/O处理,显示,诊断,系统控制包括译码,刀具补偿,速度处理,插补,位置控制
PLC是一种可编码控制器
CNC系统具有特点:灵活性,通用性,可靠性,数控功能多样化,使用维护方便
单微处理器和多微处理器
旋转变压器是一种旋转式的小型交流发电机,它由定子和转子组成。是一种角位移测量装备,旋转变压器的应用:鉴相型应用,鉴幅型应用。
感应同步器是从旋转变压器发展而来的直线式感应器,相对于一个展开的多极旋转变压器。感应同步器分旋转式合直线式两种,前者应用于角度测量,后者应用于长度测量。
感应同步器的测量方法分为鉴相测量方式和鉴幅测量方式两种
脉冲编码器是一种光学式位置检测元件,编码盘直接装在转轴上,以测出轴的旋转角度位置和速度变化,其输出信号为电脉冲。这种检测方式的特点是:检测方式是非接触式的,无磨擦和磨损,驱动力小,响应速度快。按编码的方式,可分为增量式和绝对值式两种。放大特点是莫尔条纹系统的独具特点。
计量光栅有长光栅合圆光栅两种,是数控机床和数显系统常用的检测元件,具有精度高,响应速度较快等优点,光栅测量是一种非接触式测量
光栅位移检测装置由光源,两块光栅(长,短)合光电元件组成
特点:放大机构,平均效应,莫尔条纹的移动与栅距的移动成正比W=w/Ф(x i t a)步进电动机是一种将电脉信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件
步进电机类型,转矩产生原理(反应式(磁阻式),永磁式,永磁感应式(混合式))
各相绕组分布(径向分相式:电动机各相按照圆周一次排列,轴向分相式:电动机各相按照轴向以此排列)
步距角越小,加工精度就越高。
提高步进伺服系统精度的措施:1传动间隙补偿2螺距误差补偿3细分线路