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進給驅動系統(tǒng)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩類,。開環(huán)控制與閉環(huán)控制的主要區(qū)別為是否采用了位置和速度檢測反饋元件組成反饋系統(tǒng)。
開環(huán)控制一般采用步進電動機作為驅動元件,,如圖4-4所示,。由于它沒有位置和速度反饋控制回蹄,從而簡化了線路,,設備投資低,,調試維修都很方便,。但它的遞給速度和精度都較低,,一般應用于經濟型數控沖床及普通的機床改造。
閉環(huán)控制一般采用伺服電動機作為驅動元件,根據位置檢測元件所在數控沖床中的不同位置,,它可以分為半閉環(huán),、全閉環(huán)和混合閉環(huán)3種。全閉環(huán)控制一般將檢測元件安裝在伺服電動,。伺服電動機角位移通過液珠絲紅等饑餓傳動機構轉換為數控沖床工作臺的直線或角位移,。全閉環(huán)控制是將位置位測元件安裝在機床工作臺或某些都件上,以獲取工作臺的實際位移量,?;旌祥]環(huán)控制則采用半閉環(huán)控制和全閉環(huán)授制結合的方式。
圖4-5所示為半閉環(huán)控制,。半閉環(huán)位置檢測方式一般將位置檢測元件安裝在電動機的輸上(通常已由電動機生產廠家裝好),。用以精確控制電動機的角度,然后通過滾珠絲杠螺母副等傳動機構,。將電動機的角度變化轉換成工作臺的直線位移,。如果滾珠絲杠的精度足夠離且間隙小,精度要求一般可以得到滿足,。傳動鏈上有規(guī)律的誤差(如滾珠絲桿間隙及螺距誤差)還可以自數控裝置加以補償,,因而可避一步提高精度。因此半閉環(huán)控制在精度要求適中的中,、小型數控沖床上得到了廣泛的應用,。
半閉環(huán)方式的優(yōu)點是它的閉環(huán)環(huán)路短(不包括傳動機械),因而系統(tǒng)容易達到較高的位置增益,。不發(fā)生振蕩現象,,它的快速性也好。動態(tài)精度高,,傳動機構的非線性因素對系統(tǒng)的彤響小,。但如果傳動機構的誤差過大或誤差不確定,則數位系統(tǒng)難以補償,。例如由傳動機構的扭曲變形所引起的彈性變形,。因其與負戴力短有關,故無法補償由制造與安裝所引起的重復定位誤差,,以及由于環(huán)繞溫度與絲杠溫度的變化所引起的絲杠,、螺距誤差也不能補償。因此要進一步提高精度,,只有采用金閉環(huán)控制方式,。
圖4-6所示為全閉環(huán)控制。全閉環(huán)方式直接從機床的移動部件上獲取位置的實際移動值,,因此其檢測精度不受機械傳動精度的影響,。但不能認為全閉環(huán)方式可以降低對傳動機構的要求,,因閉環(huán)環(huán)路包括了機械傳動機構。它的閉環(huán)動態(tài)特性不僅與傳動部件的剛性,、慣性有關,,而且還取決于阻尼、油的粘度,、滑動面摩擦系數等因素,。這些因素對動態(tài)特性的影響在不同條件下還會發(fā)生變化,這給位置閉環(huán)控制的調璧初穩(wěn)定帶來了困難,,導致調整閉環(huán)環(huán)路時必須要降低位置增益,,這又會對跟隨誤差與輪廓加工誤差產生不利影響。所以采用全閉環(huán)方式時必須增大機床的剛性,,改善滑動面的摩擦特性,,減小傳動間隙。這樣才有可能提高位置糟益,。全閉環(huán)方式主要應用在精度要求較高的大型數控沖床上,。圖4-7所示為混合閉環(huán)控制?;旌祥]環(huán)方式來用半閉環(huán)與全閉環(huán)綜合的方式,。
它利用半閉環(huán)所能達到的高位置增益,從而獲得了較高的速度與良好的動態(tài)特性,,又利用金閉環(huán)補償半閉環(huán)無法修正的傳動誤差,,從而提高了系統(tǒng)的精度?;旌祥]環(huán)方式適用于重型,、超重型數控機床,因為這些機床的移動部件很重,,設計時提高剛性較困難,。
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