数控机床进给系统的精度分析- .pdf

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1、圜．．。．量．．I一～数控机床进给系统的精度分析沈阳机床股份有限公司中捷钻镗床厂(辽宁110142)易刚数控机床的伺服系统按其控制方式，可分为开环、式中——电动机到丝卡T的传动比。半闭环和全闭环三类，现结合相关精度分析如下。计算出移动部件的伺服刚度，滚珠丝杠副的接lI开环进给系统触刚度，滚珠丝杠的最小拉压刚度~Kmin和丝杠轴承的数控机床基本上不用开环进给系统。它虽然简单，轴向接触刚度b后，按弹簧串联原则合成但如果负荷突然加大，或者脉冲频率变化剧烈，则执行L一——1儿三一1／R+1／+l／K+1／T部件的运动可能发生误差，这就

2、是常说的“失步”现象。川半闭环进给系统的定位精度是在无切削空载条件下2．半闭环进给系统检验的。因此，载荷只是导轨的摩擦力，因而引半闭环系统的误差，包括丝卡T的导程误差、丝杠轴起的误差6为承的轴向圆跳动、伺服系统的误差和伺服系统闭环之6=Ff／k∑外，还包括各机械环节弹性变形引起的误差。6加上丝杠任意300mm内的导程公差和轴承的轴向(1)定位精度计算在进给系统内，存在各种干扰跳动，不应超过要求的定位公差。因素如摩擦力、切削力及惯性力等。伺服系统在这些因(2)重复定位精度计算如果伺服系统施加在移动素的作用下，必然产生位置偏差。为

3、了抵抗这些干扰，部件上的力不超过导轨间的最大静摩擦力F则移动伺服电动机必须提供一定的输出力矩。这个力矩与位置部件是不动的。静摩擦力除以系统综合刚度，就是不灵偏差之比，成为伺服刚度，输出量为伺服电动机的输敏区(死)△。△就是最大重复定位误差出转矩，输人为位置偏差角，单位为N·m／rad。伺服△=±F／k刚度为单位位置偏差，电动机能产生多大的转矩以(3)提高定位精度的途径经过计算，如果发现克服外界的f扰，计算公式如下定位精度不够，可以通过下列途径来提高：①提高丝杠，K(1+Kv。)精度。②提高各环节的刚度。‰——一应先考虑提高刚度

4、较低的环节的刚度。如果伺服刚式中——伺服系统的开环增益，通常，取K=8～度较低，可适当加大系统增益K。但是刚度过大，可能25(s)，点位控制机床可取小值，轮廓会引起系统振荡。提高机械环节的刚度可以有下列途径：控制机床可取大值；适当加大丝杠直径；增加滚珠的罔数和列数；改一端轴K．——伺服电动机的转矩系数，等于电动机的输向固定为两端固定；改变推力角接触轴承的组配方式。出转矩与电枢电流之比(N·m／A)；如果上述措施都不奏效，则说明半闭环系统已不能——伺服电动机的反电动势系数(s·V／rad)；满足要求，应改用全闭环系统。——速度环

5、的开环增益，可取为：(2～4)3．全闭环进给系统；各机械传动环节都已包括在闭环之内，其误差可由R——电枢回路和伺服放大器的阻抗()。闭环系统纠正。闭环系统的误差为反馈装置(如光栅、把这个伺服刚度k折算至移动部件感应同步器等)的误差和伺服系统的误差，这是无法避()‘()免的。MW(收稿日期：20101201)20¨年第4期参磊冷加工www．metalworking7950．com