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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(shù)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(jù)位置檢測元件所在數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(xiàn)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(shù)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(shù)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(shù)控沖床上,。圖4-7所示為混合閉環(huán)控制,。混合閉環(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(shù)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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