机械制造装备设计第4版教学课件作者关慧贞第二章金属切削机床设计.ppt

2.6.2 机床的时间控制 时间控制是按时间顺序发出控制机床各工件部件动作的指令，是属于开环控制。通常采用凸轮机构。 按机床辅助运动控制方式的不同，有三种形式： （1）不变速的单一分配轴控制系统 结构简单，但机床的生产效率低。 （2）变速的单一分配轴控制系统 提高了机床的生产率，但结构复杂一些。 （3）分配轴和辅轴轮流控制的系统 适用于一个加工循环时间内需要重复进行多次同 样辅助控制的自动机床上。 2.6 机床控制系统设计 2.6.3 机床的程序控制 （一）固定程序控制系统：控制系统的程序是固 定不变的，用于专用机床的程序控制。 （二）插销板可变程序控制系统： 结构简单、工作可靠、制造成本低及易于 掌握，但适用于工作循环内程序不太复杂， 需控制的执行器官有不太多的场合。 2.6 机床控制系统设计 2.6.3 机床的程序控制 （三）可编程控制系统：是一台可进行数字逻辑运算的 电子计算机，专为工业应用而设计的。“面向控 制过程和实际问题”的工程化语言。体积小、功 能强、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等。 主要应用于替代传统的继电器控制系统，以提高 系统的可靠性；自动化程度较高机床的工作程序 和逻辑控制。 常用的为梯形图语言。 2.6 机床控制系统设计 2.6.4 机床的数字控制 数控系统经历了分离式晶体管式、小规模集成电路式、大规模集成电路式、小型计算机式、超大规模集成电路式和微型工业工业计算机式数控系统等六代的演变。 总体发展趋势：数控装置由NC向CNC发展；广泛采用32位CPU组成多微处理器系统；提高系统的集成度，缩小体积，采用模块化结构，满足不同类型数控机床的需要；驱动装置向交流、数字化方向发展；CNC装置向人工智能方向发展；采用新型的自动编程系统；增强通信功能；可靠性不断提高。 2.6 机床控制系统设计 2.6.4 机床的数字控制 （一）机床数字控制的基本原理 需要控制的内容：刀架或（和）工作台的运动轨 迹以及工作指令。 插值运算：直线插值和圆弧插值。 2.6 机床控制系统设计 2.6.4 机床的数字控制 （二）数控机床运动部件的伺服驱动系统 伺服驱动系统用于控制住周的转角（数控车 床）、进给部件的移动距离，进给位置控制 （数控坐标镗床）或轨迹控制（数控铣床）。 （1）开环伺服驱动系统 工作台的移动距离取决于数控装置发出的步 进信号数。 2.6 机床控制系统设计 2.6.4 机床的数字控制 （二）数控机床运动部件的伺服驱动系统 （2）闭环控制系统 运动精度主要取决于检测装置的精度，可以消除 整个系统的传动误差和失动。 所用电机有直流、交流伺服电动机。 特点是运行精度高，调试维修困难，成本高，用 于精密型数控机床上。 （3）半闭环控制系统 位置反馈装置采用角位移传感器。介于开环和闭 环之间。 2.6 机床控制系统设计 2.6.4 机床的数字控制 （三）计算机数控（CNC）机床 分为硬连接数控和软连接数控。 CNC系统通常由基于计算机的数控装置和PLC组成， （1）数控装置； （2）可编程控制 2.6 机床控制系统设计 2.6.5 误差自动补偿系统 机床加工产生的原因：主轴的旋转误差；刀架和工作台导轨的制造装配误差或因磨损引起的运动误差；机床的热变形等。 误差补偿措施：机械（硬件）或数字（软件）方式。 2.6 机床控制系统设计 2.6.6 自适应控制系统 在编程数控程序时，实际制造过程中随机发生的情况不能考虑到，导致制造过程有时不在最佳状态下进行。 2.6 机床控制系统设计 * 2.4.3 分级变速主传动系 转速图拟定示例 已知：主轴转速范围n=30~1500r/min，主轴转速级数Z=18，公比 =1.26，电动机转速n0=1440r/min。请拟定转速图 2.4.3 分级变速主传动系 （四）主变速传动系的几种特殊设计 1、具有多速电动机的主变速传动系 采用多速异步电机和其它方式联合使用，可以简化机床的机械结构，使用方便， 并可以在运转