数控机床新技术应用与发展.pdfVIP

数控机床——新技术应用与发展 北京蓝拓机电设备有限公司 赵虢明 100013 日于数控机床足机、屯f计弹机技术J、液、上学幢驯勾一体的多领域j，挥技术的结台． 所以展望数控技术的发展与进步，必然脱离不7f上述技术的发展。本支主要从儿1、方面丹 折数控系统的发展与新拄术的应用 f1)机床机撇结构的变化导致电气控制方式的变化， (2j计算机技术进步带动数控系统新技术的虎HI。c‘j1制造垃术对数控系统断的要求。 f4)七数字化驱动宜现高遮熏、离精度控制；15、系统潮络化、人陛化．甲台迸一步兼 释开放。 1数控机床的结构创新 数控机床今后的机械结构趋势——结构筒洁 』 l 电机‘L1heal-MotnT j取代滚珠丝杠，如幽1所示， 酗 亘蛙电动d： 壤璩丝柯 圈I 其特点是·直线l岂机结构简单，控制鞲度高。 传统的滚珠丝枉传动链结构需要丝杠轴承座、滚珠丝杠、联轴亿结构复杂．传动链 中精度损失多(如轴承游献、丝杠螺距误等、丝杠反㈣司酵等J。而采用直线电机可以克服 由机械传动链}失的精篮，另外从电气角度看，参数殴置更直接、简便、精确。12扭 矩电机(SynchronousBuihinServo!aovor)取代蜗轮蜗杆如图2所示， 扭矩电动帆的转子、定子 蝇轮蝙杆 冒： 其特点是：①机构简单、成本低、便于维修保养。由于蜗轮蜗杆隶属齿轮娄加工．精 应／成亦成正比，高精度齿轮成本高．州HKj{!|使用后，精度损失很难恢复。而力矩电机克 服，上述问题。②控制精确高．白J：蚶轮蜗杆需要建比换算，在数控系统应用中诎称之为 “桑性齿轮比‘计尊．而力矩电机矗接驱动负载束端．伟动比为1：1，电气参数I殳置简单、 精确。 1 3内装式高选主轴(Buil：一inHighSpeedSpindle)j投代土轴变速箱曲幽3所示。 其特点是：结构茼单+制造成本低。 由74{-缝的主轴变速需要通】主机娥齿轮的切换．而机械齿轮箱结构复杂、按档需要的控 制信号多，制造、维修成本高。随着变额漏速技术以及电机裁遗技术的发展．现在制造技 术可以幢变频谪速范围宽。另外采用陶瓷轴承、泊雾润滑等新技术．高速主轴电机轴承可 逸2～5万转／每分钟。同时缸迷人扭矩特性也任连一步提高． 传统主轴箱 宙3 4) 从力学角度分析，存推动物体移动时，如果怍剧点不是在物体重心，则会产生一个扭 矩M．如刚4a所示．对机床运动和定位来讲就是一个不稳定扰动田素。影响轮廓加工精度 和稳定性。 通常的单滚珠丝杠驱动力巧工什受力点总是随着加1二轨迹的变化而变化的(加工1过程 中随着刀具的穆动，作用力与反作用力总是不同心的)也就是说工作台所受的扭矩总是存 在的。采片j重心驱动就是解决上述问题．最显著的作用就是减小振动，提高,自n-L精度。例 如采用取丝杠驱动结杜Jr图rIbj，图4c南框图表明【】cG驱动的般丝杠的振动愠值明显的小 于单丝杠传动。 h)双丝杠驱动结构 目4 I j其它机械结构创新——现有结}4基础上灼变革． 采__；|j内纷式滚珠丝杠。由f走刀产生大量的热量．通过滚珠丝杠内冷装置有效的将热 鼙带圭，裢芷小了丝杠的热变性，保证了运动定位的精度和稳定性，，如幽5所示) l 6带内置铣削鼍动机的转塔 传统】}勺铣削机构涉及传动链、齿轮等机械韶f1．结构复杂、制造T艺复杂．装置会产 生，：量的热和振动。而带内置铣削L皂动机的转塔结构最大程度上减少』’热量和振动的产生． 避免了传输损耗，并且提高了加工精度和切削性能。结构如图6所示： 图5