數(shù)控沖床對進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)的要求
發(fā)布者：卓東機(jī)械 發(fā)布時間：2011/8/1 9:56:09
數(shù)控沖床進(jìn)給系統(tǒng)一般即為進(jìn)給驅(qū)動裝置，該系統(tǒng)承擔(dān)了數(shù)控沖床各直線坐標(biāo)軸、回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸的定位和切削進(jìn)給，因此將直接影響整個數(shù)控沖床的運(yùn)行狀態(tài)和精度指標(biāo)。進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)電關(guān)系如圖7-29所示。
一般來說，進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)該在三個方面滿足整機(jī)的要求：穩(wěn)定性方面，其中包括絕對穩(wěn)定和相對穩(wěn)定，即整個系統(tǒng)在啟動狀態(tài)和外界干擾作用下，經(jīng)過幾次衰減振蕩，能迅速地穩(wěn)定在新的或原有的平衡狀態(tài)下。精度要求方面，這里包括動態(tài)誤差、穩(wěn)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差，也就是伺服系統(tǒng)的輸入量與最終運(yùn)動部件的運(yùn)動量的精確程度。快速響應(yīng)特性方面，即伺服系統(tǒng)的響應(yīng)時間以及傳動裝置的加速能力。一臺數(shù)控沖床的進(jìn)給系統(tǒng)不僅要有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對驅(qū)動元件和機(jī)械傳動裝置的參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，這樣才能使整個進(jìn)給系統(tǒng)工作時的動態(tài)特性相匹配。
數(shù)控沖床的進(jìn)給系統(tǒng)按驅(qū)動方式分有液壓伺服進(jìn)給系統(tǒng)和電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)兩類。由于伺服電動機(jī)和進(jìn)給驅(qū)動裝置的發(fā)展，目前絕大多數(shù)數(shù)控沖床采用電氣伺服進(jìn)給方式。按反饋方式分有閉環(huán)控制、半閉環(huán)控制和開環(huán)控制三類。由于半閉環(huán)控制在裝配和調(diào)整時都比較方便，而且精度較高，通過對機(jī)械零件的選擇，必要時再加上采取螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償?shù)碾姎獯胧梢詽M足一般精度數(shù)控沖床的精度要求，所以目前大多數(shù)數(shù)控沖床的進(jìn)給系統(tǒng)都采用半閉環(huán)方式。
數(shù)控沖床進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)電部件主要有伺服電動機(jī)及檢測元件、聯(lián)軸節(jié)、減速機(jī)構(gòu)（齒輪副和帶輪）、滾珠絲杠螺母副（或齒輪齒條副）、絲杠軸承、運(yùn)動部件（工作臺、主軸箱、滑座、橫梁和立柱等）。由于滾珠絲杠、伺服電動機(jī)及其控制單元性能的提高，很多數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中已去掉減速機(jī)構(gòu)而直接用伺服電動機(jī)與滾珠絲杠聯(lián)結(jié)，因而整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，減少了產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)；同時，由于轉(zhuǎn)動慣量減少，使伺服特性亦有改善。在整個進(jìn)給系統(tǒng)中，除了上述部件外，還有一個重要的環(huán)節(jié)就是導(dǎo)軌。雖然從表面上看導(dǎo)軌似乎與進(jìn)給系統(tǒng)不十分密切，實(shí)際上運(yùn)動摩擦力及負(fù)載這兩個參數(shù)在進(jìn)給系統(tǒng)中占有重要地位。因此導(dǎo)軌的性能對進(jìn)給系統(tǒng)的影響是不容忽視的。
圖7-30所示是一個典型的半閉環(huán)的，沒有減速機(jī)構(gòu)的進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
數(shù)控沖床進(jìn)給機(jī)構(gòu)是伺服系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，這就要求進(jìn)給機(jī)構(gòu)除了具有較高的定位精度，還應(yīng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，即系統(tǒng)跟蹤指令信號的響應(yīng)要。穩(wěn)定性要好。為了確保數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，通常提出了無間隙、低摩擦、低慣量、高剛度、高諧振率以及有適宜的阻尼比的要求。
為了達(dá)到這些要求，在數(shù)控沖床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中主要采取如下措施：
1)盡量采用低摩擦的傳動，如采用靜壓導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和滾珠絲杠等，以減少摩擦力。
2)選用最佳的傳動比，以達(dá)到提高機(jī)床分辨率，使工作臺盡可能大地加速，以達(dá)到跟蹤指令，系統(tǒng)折算劐驅(qū)動軸上的轉(zhuǎn)動慣量盡量小的要求。
3)縮短傳動鏈以及用預(yù)緊的辦法提高傳動系統(tǒng)的剛度。如采用電動機(jī)直接驅(qū)動絲杠，應(yīng)用預(yù)加負(fù)載的滾動導(dǎo)軌和滾動絲杠副，絲杠支承設(shè)計成兩端向固定的，并可用預(yù)拉伸的結(jié)構(gòu)等辦法來提高傳動系統(tǒng)的剛度。
4)盡量消除傳動間隙，減少反向死區(qū)誤差。如采用消除間隙的聯(lián)軸器，采用有消除間隙措施的傳動副等
