[转]数控机床复习材料
1.数控(Numerical control NC):用数字化信息对机床运动及其加工过程进行把持的一种方法。
2.数控系统(CNC):用数字把持技巧实现的主动把持系统。
3.数控机床(Nunerical control Machine Tools):一种采用盘算机,利用数字信息进行把持的高效,能主动化加工的机床,它能够按照机床规定的数字化代码,把各种机械位移量,工艺参数,赞助功效表现出来,经过数控系统的逻辑处理与运算,发出各种把持指令,实现请求的机械动作,主动完成零件加工任务
4.柔性制作(FM)盘算机集成制作(CIM)工厂主动化(FA
5.数控系统的核心:CNC装置。(外部数据读入。存储。读出。译码处理。地位数据和把持指令)
6.CNC装置和机床本体接洽环节:伺服驱动系统.
7.测量反馈重要用于闭环和半闭环系统.
8.机床运动把持方法分类:①点位把持数控机床②直线把持数控机床③轮廓把持数控机床
9.按伺服系统分类:⑴开环把持数控系统:①结构简略,制作成本较低,价格便宜②没有检测反馈,无法误差检测和纠正位移精度一般不高③应用步进电机驱动装置
⑵半闭环把持数控系统:检测装置安装在伺服电机上或丝杠的端部,通过检测伺服电机或丝杠的角位移间接盘算出来机床工作台等履行部件的实际地位值。
机床的半闭环把持内不包含丝杠螺母副及机床工作台导副等大惯量环节,因此可以获得稳固的把持特征,而且调试比较轻易,价格也较全闭环系统便宜。
⑶全闭环把持数控系统:①检测装置安装在机床刀架或工作台等履行部件上②打消由于机械传动部件误差给加工精度带来的影响,因此可得到很高的加工精度③将丝杠螺母副及工作台导轨副这些大惯量环节放在闭环内系统稳固性受到影响调试艰苦,且结构复杂,价格昂贵。10.数控机床坐标和运动方向的规定
X .Y. Z的方向:刀具远离工件的方向
Z轴:平行于主轴的轴线为子轴(即子轴坐标的运动由传递切削动力的主轴所规定)
X轴:方向是程度的,平行于工作台
Y轴:按右手笛卡尔坐标系来断定ABC按右旋螺纹
注:上述规定是工件固定,刀具移动的情形,
二插补
1插补的定义:数据密集化的过程
2 逐点比较法直线插补
原理:在刀具按请求轨迹运动加工零件轮廓的过程中,不断比较刀具与被加工零件轮廓之间的相对地位,并根据比较成果决定下一步的进给方向,使刀具向减小误差的方向进给,其算法{zd0}偏差不会超过一个脉冲量。
每进给一步需要四个节拍;偏差判别→→坐标进给→→新偏差盘算→→终点比较
Fi+1·j=Fij-∣ye∣ Fi·j+1=Fij+∣Xe∣
圆弧插补 ±X: Fi+1·j=Fi·j±2Xi+1 ±Y: Fi·j+1=Fij+2yi+1
地位检测
1 增量式编码器 {jd1}是编码器 两种接线方法:①与伺服电机同轴连接②滚珠丝杠末端
2 n位二进制码盘有n圈码道,圆周均分2n等份,最小分辨角α=360/2nn越大能分辨的角度越小,测量精度越高。高位在内,地位在外。
3 码盘里圈的狭缝C,每转只产生一个脉冲,该脉冲信号有称“一转脉冲”或“零标记脉冲”,作为测量的起始基准。
4 如何进行地位和速度的测量?
答:根据脉冲数目可得被测轴的角位移;根据脉冲频率可得被测轴的转速。
5 如何分辨转轴方向?
答:根据A,B两相相位超前和滞后关系可判别被测轴的旋转方向。
6 如何前进分辨率?
答:后续电路可用A,B两相的90°相位差进行细分处理。
7 n=4,则α=22.5°。设0000码为0度则圈上0111=7相对0000有7个α,表现码盘已转过了22.5x7=157.5°。
8 用光电脉冲编码器测某轴转速,2min测得17800个脉冲已知编码盘每转950个脉冲,则轴的转速时多少?
解:v=17800/(950x2)=9.36r/min
9 某数控车采用步进电机做进给驱动,步进电机的步距角为1.8度,丝杠螺距为4mm,编码器与主轴连接方法如下,z1,z2,z3,z4分辨为80,40,40,20.编码器每转1500个脉冲。问加工螺距p=6mm螺纹时,工作台走一个脉冲当量时对应的编码器脉冲是多少?
解:δ=p/ixn=4/(40/20)(360/1.8)=0.01mm
1500x(80/40)/6=x/0.1 → x=5
光栅
1 分辨率取决于光栅栅距d和间相倍频的倍数n,即分辨率=d/n。
2 光栅线纹密度50条/mm(栅距20mm),经4倍频处理以后,线纹密度前进到200条/mm,工作台每移动5um送出一个脉冲,即分辨率为5um,前进4倍。
3 用光栅测量位移光栅发出22500脉冲,测得距离为112.5mm,光栅的分辨率是多少?
解:112.5/22500=0.05
4 莫尔条纹的特点①放大作用,节距w和栅距之间的关系为w=d/sinθ。
②平均效应,莫尔条纹由许多明暗相间的条纹组成,如100条1mm的光栅,10mm宽莫尔条纹就由1000条线纹组成,这样对个别线纹的间距误差就不敏感,这在很大程度上打消了栅距刻制不均匀造成的误差。
③标尺光栅右移时,莫尔条纹向上移动,标尺光栅左移时,莫尔条纹向下移动。
④由于莫尔条纹由亮纹到暗纹或由暗纹到亮纹的光强散布近似于正弦波,所以光敏吸收元件得到的信号也近似于正弦波。
5 旋转变压器的工作原理:电磁感应,当定子加上必定频率的激磁电压时,通过电磁耦合,转子绕组产生感应电势。
6 两种工作方法:鉴相式工作方法,根据旋转变压器转子绕组中感应电势的相位来断定北侧位移大小的检测方法;鉴幅式工作方法,根据旋转变压器转子绕组中感应电势的幅值的检测来实现位移的检测。
7 感应同步器分为直线式和旋转式,①直线式:有定尺和滑尺组成,测直线位移,用云闭环伺服系统;②旋转式:定子和转子,测角位移,用于半闭环伺服系统。
8 感应同步器的工作原理:滑尺和定尺间产生相对位移,由于电磁耦合的变更,使感应绕组中的感应电压随位移的变更而变更。
9 当滑尺移动距离为2τ,Vs变更2π,当移动x时,则对应感应电压以余弦函数变更θ角度,可得θ/2π=x/2π→θ=2πx/2τ=πx/τ。
例:定尺感应输出电压与滑尺励磁电压之间的相位差为3.6度,表明滑尺移动了多少?
解:θ为3。6°,τ为2mm。所以可得出x。
伺服驱动系统
1 步进电机是一种脉冲把持的履行元件,可将输入脉冲转换为机械角位移,每给步进电机输入一个脉冲,其转轴就转过一个角度,称为步距角。
脉冲数量——位移量 脉冲频率——电机转速 脉冲次序——方向
优点:结构简略,价格便宜,工作可靠。
毛病:容易失步(尤其在高速,大负载),影响定位精度;在低速时容易产生振动;细分技巧的利用,明显前进了定位精度降低了振动。
工作原理:电磁感应
用于开环伺服系统
步距角α:每给一个脉冲信号,电机转子转速角度的理论值,α=360°/mzk
m——定子绕组的相数 z——转子的齿数 k——通电方法
步进电机的驱动把持由环形分配器和功率放大器组成

2 直流伺服电机(闭环)
PWM(晶体管脉宽调速系统)原理:利用大功率晶体管的开关作用,将直流电源转换成必定频率的方波电压,加到直流电动机的电枢上,通过调剂把持方波脉冲宽度来转变电枢的平均电压,从而调节电机的转速。

3 交换伺服电机(闭环)
分为①同步型交换伺服电机——进给驱动系统②异步型交换伺服电机——主轴驱动系统
工作性能和原理nr=ns=60f1/p ns——同步转速 nr——转子旋转转速 f1——交换电源频率(定子供电频率) p定子和转子的极对数
SPWM(正弦波变频器)

4 直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能,而不需要任何中间转换机构的传动装置,取代了“旋转电机+滚珠丝杠”的模式
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