數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)組成是什么？

    數(shù)控車程序可以分成程序開(kāi)始、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分內(nèi)容。程序開(kāi)始部分主要定義程序號(hào)，調(diào)出零件加工坐標(biāo)系、加工刀具，啟動(dòng)主軸、打開(kāi)冷卻液等方面的內(nèi)容。主軸很高轉(zhuǎn)速限制定義G50 S2000，設(shè)置主軸的很高轉(zhuǎn)速為2000RPM，對(duì)于數(shù)控車床來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的指令。坐標(biāo)系定義如不作特殊指明，車床數(shù)控改造廠，數(shù)控系統(tǒng)默認(rèn)G54坐標(biāo)系。返回參考點(diǎn)指令G28 U0，為避免換刀過(guò)程中，發(fā)生刀架與工件或夾具之間的碰撞或干涉，一個(gè)有效的方法是機(jī)床先回到X軸方向的機(jī)床參考點(diǎn)，并離開(kāi)主軸一段安全距離。刀具定義G0 T0808 M8，自動(dòng)調(diào)8號(hào)左偏刀8號(hào)刀補(bǔ)，開(kāi)啟冷卻液。主軸轉(zhuǎn)速定義G96 S150 M4，車床數(shù)控改造，恒定線速度S功能定義，S功能使數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速指令功能，有兩種表達(dá)方式，一種是以r/min或rpm作為計(jì)量單位。另一種是以m/min為計(jì)量單位。數(shù)控車床的S代碼必須與G96或G97配合使用才能設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速或切削速度。G97：轉(zhuǎn)速指令，定義和設(shè)置每分鐘的轉(zhuǎn)速。G96：恒線速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一樣的。程序內(nèi)容部分程序內(nèi)容是整個(gè)程序的主要部分，由多個(gè)程序段組成。每個(gè)程序段由若干個(gè)字組成，每個(gè)字又由地址碼和若干個(gè)數(shù)字組成。常見(jiàn)的為G指令和M指令以及各個(gè)軸的坐標(biāo)點(diǎn)組成的程序段，并增加了進(jìn)給量的功能定義。F功能是指進(jìn)給速度的功能，數(shù)控車床進(jìn)給速度有兩種表達(dá)方式，一種是每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，即用mm/r單位表示，主要用于車加工的進(jìn)給。

      淺談伺服電機(jī)系統(tǒng)的重要功能

　　數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī)系統(tǒng)重要的功能是保證輸出的速度和距離準(zhǔn)確付制輸入要求。為了保證實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)基本包括電流控制環(huán)，速度控制環(huán)和位置控制環(huán)三環(huán)控制的系統(tǒng)。電流環(huán)保證伺服系統(tǒng)的電流在動(dòng)態(tài)時(shí)為更佳波形; 速度環(huán)和位置環(huán)保證伺服電機(jī)系統(tǒng)在任何時(shí)刻的輸出速度和位置準(zhǔn)確付制輸入信號(hào)要求的速度和位置。評(píng)估伺服系統(tǒng)往往從系統(tǒng)的靜特性、動(dòng)特性出發(fā)，具體性能進(jìn)行評(píng)估如下。

　　系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的分析

　　系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是描述系統(tǒng)在輸入的作用下，輸出隨時(shí)間變化的情況。速度和電流控制系統(tǒng)，有數(shù)字和模擬兩種控制方法，可分別采用離散和連續(xù)的數(shù)學(xué)方法分析。工程上為了簡(jiǎn)化分析，根據(jù)香農(nóng)定理，選擇數(shù)字系統(tǒng)的采樣頻率f0，車床數(shù)控改造，數(shù)字系統(tǒng)信號(hào)頻譜中的高頻率為fmax。這樣系統(tǒng)就可以按連續(xù)系統(tǒng)，用拉普拉斯傳遞函數(shù)的方法分析。

　　對(duì)輸出特性的要求

　　它是指被控制的伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的靜特性，根據(jù)這個(gè)特性，判斷在要求的速度范圍內(nèi)是否具有足夠的輸出轉(zhuǎn)矩以帶動(dòng)負(fù)載。是否有足夠的過(guò)載倍數(shù)使機(jī)械負(fù)載啟動(dòng)。一般伺服電機(jī)以轉(zhuǎn)矩作為主要參數(shù)。連續(xù)工作的轉(zhuǎn)矩不得超過(guò)連續(xù)工作區(qū)。在起制動(dòng)及加減速時(shí)不得超過(guò)斷續(xù)工作區(qū)。為了能反向和在制動(dòng)下工作，伺服系統(tǒng)還需要具有四象限工作的特性。

　　速度環(huán)經(jīng)常采用的兩種控制方式

　　為了分析速度系統(tǒng)，把電流環(huán)近似為1; 由于伺服電機(jī)的軸端施加負(fù)載，所以伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性受阻尼和慣性負(fù)載的影響。為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，PID算法是工程上經(jīng)常采用的方法，速度環(huán)經(jīng)常采用的有PI和IP兩種控制方式。本質(zhì)上，PI與IP都是比例—積分的關(guān)系。但PI控制軟件處理的順序是先比例、后積分，著重于比例; 而IP控制軟件處理的順序是先積分、后比例，著重于積分。

      改造要點(diǎn)

      1．滾珠絲杠副改造。為了實(shí)現(xiàn)絲杠無(wú)隙傳動(dòng)，應(yīng)將原機(jī)床的滑動(dòng)絲杠改換成滾珠絲杠副。此項(xiàng)不屬必改項(xiàng)，如對(duì)機(jī)床精度要求不高時(shí)，車床數(shù)控改造報(bào)價(jià)，可以通過(guò)預(yù)緊原螺母的方法消除傳動(dòng)間隙。

       2．步進(jìn)電機(jī)選用。車床進(jìn)給傳動(dòng)部分改造時(shí)要拆除機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，代之以步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪或同步帶、減速驅(qū)動(dòng)絲杠，帶動(dòng)刀架移動(dòng)。縱向步進(jìn)電機(jī)固定在床身上，橫向步進(jìn)電機(jī)固定在床鞍上。如步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩足夠大及結(jié)構(gòu)許可的情況下，也可以不用減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由步進(jìn)電機(jī)直接與滾動(dòng)絲杠相連。

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