数控机床概论第九讲50分钟视频_优质PPT.ppt

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准停动作完成。

限位开关限位开关LSlLSl为准停释放信号，如果为准停释放信号，如果LS1LS1发出信发出信号，表明定位销退出了号，表明定位销退出了VV形槽。

上述准停控制可由形槽。

上述准停控制可由PLCPLC实现。

实现。

（22）电气控制方式）电气控制方式（磁传感器型磁传感器型、编码器型编码器型、数控系统控制、数控系统控制）磁传感器磁传感器主轴准停控制结构图主轴准停控制结构图当主轴需要准停时，数控装置发出主轴准停指令，主轴当主轴需要准停时，数控装置发出主轴准停指令，主轴电动机立即减速至准停速度，使主轴以低速回转。

当电动机立即减速至准停速度，使主轴以低速回转。

当磁发体磁发体与磁传感器对准与磁传感器对准时，磁传感器发出信号，主轴驱动立即进入时，磁传感器发出信号，主轴驱动立即进入以磁传感器为以磁传感器为反馈元件反馈元件的位置闭环控制，目标位置即为准停的位置闭环控制，目标位置即为准停位置。

准停完成后，主轴驱动装置输出准停完成信号给数控位置。

准停完成后，主轴驱动装置输出准停完成信号给数控系统，从而可进行自动换刀或其它相关动作。

系统，从而可进行自动换刀或其它相关动作。

编码器编码器主轴准停主轴准停控制结构图控制结构图这种主轴准停方式可采用主轴电动机内部安装的编码器这种主轴准停方式可采用主轴电动机内部安装的编码器信号，或在主轴上直接安装另外一个编码器。

主轴驱动装置信号，或在主轴上直接安装另外一个编码器。

主轴驱动装置内部可自动转换状态，使主轴驱动处于速度控制或位置控制内部可自动转换状态，使主轴驱动处于速度控制或位置控制状态。

状态。

p检测元件不同，检测元件不同，磁传感器磁传感器主轴准停控制结构中采用磁传主轴准停控制结构中采用磁传感器和磁发体，而感器和磁发体，而编码器编码器主轴准停控制结构中采用编码主轴准停控制结构中采用编码器。

器。

p磁传感器准停装置只能靠调整磁发体或磁传感器的相对磁传感器准停装置只能靠调整磁发体或磁传感器的相对位置来实现，而编码器准停的准停角度可由位置来实现，而编码器准停的准停角度可由外部开关量外部开关量信号信号设定，由数控系统向主轴驱动单元发出准停信号，设定，由数控系统向主轴驱动单元发出准停信号，因此因此编码器编码器的安装位置更灵活多样。

的安装位置更灵活多样。

3.33.3数控机床的数控机床的进给传动系统进给传动系统数控机床的进给传动系统常用数控机床的进给传动系统常用伺服进给系统伺服进给系统来工来工作，作，伺服进给系统的作用伺服进给系统的作用是根据数控系统传来的指令是根据数控系统传来的指令信息，进行放大以后控制执行部件的运动，不仅控制信息，进行放大以后控制执行部件的运动，不仅控制进给运动的进给运动的速度速度，同时还要精确控制刀具相对于工件，同时还要精确控制刀具相对于工件的的移动位置和轨迹移动位置和轨迹。

3.33.3数控机床的数控机床的进给传动系统进给传动系统数控机床进给传动系统承担了数控机床各数控机床进给传动系统承担了数控机床各直线坐标轴直线坐标轴、回回转坐标轴转坐标轴的定位和切削进给。

进给系统的传动精度、灵敏度和的定位和切削进给。

进给系统的传动精度、灵敏度和稳定性直接影响被加工件的最后轮廓精度和加工精度。

稳定性直接影响被加工件的最后轮廓精度和加工精度。

一、对数控机床进给传动系统的一、对数控机床进给传动系统的要求要求低惯量低惯量：

进给传动系统需经常启动、停止、变速或反向运动，若进给传动系统需经常启动、停止、变速或反向运动，若机械传动装置惯量大，就会增大负载并使系统动态性能变差。

机械传动装置惯量大，就会增大负载并使系统动态性能变差。

在满足强度与刚度的前提下，尽可能减小运动部件的自在满足强度与刚度的前提下，尽可能减小运动部件的自重及各传动元件的直径和自重。

重及各传动元件的直径和自重。

低摩擦阻力低摩擦阻力：

进给传动系统要求运动平稳、定位准确、快速响应特性进给传动系统要求运动平稳、定位准确、快速响应特性好，必须减小运动件的摩擦阻力。

好，必须减小运动件的摩擦阻力。

高刚度高刚度：

进给传动系统的高刚度主要取决于滚珠丝杠副或蜗轮蜗进给传动系统的高刚度主要取决于滚珠丝杠副或蜗轮蜗杆副及其支承部件的刚度。

刚度不足和摩擦阻力会导致工作杆副及其支承部件的刚度。

刚度不足和摩擦阻力会导致工作台产生台产生爬行现象爬行现象及造成及造成反向死区反向死区，影响传动准确性。

，影响传动准确性。

所以导轨必须采用具有较小摩擦系数和高耐磨性的滚动所以导轨必须采用具有较小摩擦系数和高耐磨性的滚动导轨、静压导轨和滑动导轨等。

导轨、静压导轨和滑动导轨等。

缩短传动链，合理选择丝杠尺寸及对滚珠丝杠副和支承缩短传动链，合理选择丝杠尺寸及对滚珠丝杠副和支承部件的预紧是提高传动刚度的有效途径。

部件的预紧是提高传动刚度的有效途径。

高谐振高谐振：

为了提高进给的抗振性，应使机械构件具有较高的固有为了提高进给的抗振性，应使机械构件具有较高的固有频率和合适的阻尼，一般要求进给传动系统的固有频率应高频率和合适的阻尼，一般要求进给传动系统的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率于伺服驱动系统的固有频率2233倍。

倍。

无传动间隙无传动间隙：

为了提高位移精度，减少传动误差，对采用的各种机械为了提高位移精度，减少传动误差，对采用的各种机械部件首先要保证加工精度，其次要尽量消除各种间隙，因为部件首先要保证加工精度，其次要尽量消除各种间隙，因为机械间隙是造成进给传动系统机械间隙是造成进给传动系统反向死区反向死区的另一主要原因。

的另一主要原因。

对传动链的各个环节，包括联轴器、齿轮传动副及支承对传动链的各个环节，包括联轴器、齿轮传动副及支承部件均应采用消除间隙的各种结构措施。

部件均应采用消除间隙的各种结构措施。

3.33.3数控机床的数控机床的进给传动系统进给传动系统数控机床的进给运动分为数控机床的进给运动分为直线运动直线运动和和圆周运动圆周运动两大类。

两大类。

在数控机床上，实现在数控机床上，实现直线进给运动直线进给运动主要有三种型式：

主要有三种型式：

p通过丝杠通过丝杠（通常为滚珠丝杠或静压丝杠通常为滚珠丝杠或静压丝杠）螺母副，将螺母副，将伺服电动机的旋转运动变成直线运动。

伺服电动机的旋转运动变成直线运动。

p通过齿轮齿条副，将伺服电动机的旋转运动变成直通过齿轮齿条副，将伺服电动机的旋转运动变成直线运动。

线运动。

p直接采用直线电动机进行驱动。

直接采用直线电动机进行驱动。

在数控机床上，实现在数控机床上，实现圆周运动圆周运动主要型式：

主要型式：

p少数情况直接使用齿轮副外，一般都采用蜗轮蜗杆副。

少数情况直接使用齿轮副外，一般都采用蜗轮蜗杆副。

3.33.3数控机床的数控机床的进给传动系统进给传动系统二、齿轮传动副二、齿轮传动副在机电伺服系统中，常采用在机电伺服系统中，常采用齿轮传动副齿轮传动副将电动机或液压马将电动机或液压马达输出的高转速、低转矩转换成被控对象所需的低转速、大达输出的高转速、低转矩转换成被控对象所需的低转速、大转矩。

转矩。

优点：

（11）可以降低丝杠、工作台的惯量在系统中所占的比重，提）可以降低丝杠、工作台的惯量在系统中所占的比重，提高进给系统的快速性；

高进给系统的快速性；

（22）进给伺服电动机和丝杠中心可以不在同一直线上，布置）进给伺服电动机和丝杠中心可以不在同一直线上，布置灵活；

灵活；

缺点：

（11）传动装置结构复杂，降低传动效率，增加噪声；

）传动装置结构复杂，降低传动效率，增加噪声；

（22）传动级数的增加必将带来传动部件的间隙和摩擦的增加，）传动级数的增加必将带来传动部件的间隙和摩擦的增加，从而影响进给系统的性能；

从而影响进给系统的性能；

由于数控机床进给系统经常处于自动变向状态，齿轮由于数控机床进给系统经常处于自动变向状态，齿轮副的侧隙会造成进给运动反向滞后于指令信号，并产生反副的侧隙会造成进给运动反向滞后于指令信号，并产生反向死区，从而影响加工精度，因此必须采取措施向死区，从而影响加工精度，因此必须采取措施消除齿轮消除齿轮传动副的间隙传动副的间隙。

（11）刚性调整法刚性调整法：

是调整后齿侧间隙不能自动补偿的调整方法。

这种调整是调整后齿侧间隙不能自动补偿的调整方法。

这种调整方法结构比较简单，且有较好的传动刚度。

方法结构比较简单，且有较好的传动刚度。

（22）柔性调整法柔性调整法：

它是调整后齿侧间隙仍可自动补偿的调整方法。

这种它是调整后齿侧间隙仍可自动补偿的调整方法。

这种方法一般都采用方法一般都采用调整压力弹簧的压力调整压力弹簧的压力来消除齿侧间隙，并来消除齿侧间隙，并在齿轮的齿厚和周节有变化的情况下，也能保持无间隙啮在齿轮的齿厚和周节有变化的情况下，也能保持无间隙啮合，但结构复杂，传动刚度低。

合，但结构复杂，传动刚度低。

齿轮齿轮11装在电动机装在电动机44输出轴上，电动机通过偏心轴套输出轴上，电动机通过偏心轴套22安装在机床齿轮箱座孔内。

转动偏心轴套安装在机床齿轮箱座孔内。

转动偏心轴套22，可以调整齿，可以调整齿轮轮11和齿轮和齿轮33之间的中心距，从而消除齿侧间隙。

之间的中心距，从而消除齿侧间隙。

（11）偏心轴套调整法（刚性）偏心轴套调整法（刚性）偏心轴套式调整偏心轴套式调整间隙机构间隙机构1、直齿圆柱齿轮副直齿圆柱齿轮副间隙消除间隙消除如图所示为一个带有锥度的齿轮来如图所示为一个带有锥度的齿轮来消除间隙的结构，一对啮合着的圆柱消除间隙的结构，一对啮合着的圆柱齿轮，若它们的节圆之间沿着齿