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是什么保证了数控机床的加工精度?(上)

发布日期:2021-03-10 10:21:13浏览次数:46

在机械加工行业,加工精度是一个热门话题。每天都会说上几遍,和业内人士聊天时,不说三句话,肯定会提到加工精度。那么如何保证数控机床的加工精度呢?

山东新力数控机床

数控机床的加工精度最终取决于机床本身的精度。数控机床的精度包括几何精度、定位精度、重复定位精度和切削精度。

几何精度:又称静态精度,它综合反映了数控机床关键零件装配后的综合几何误差。

定位精度:显示了被测机床在数控装置控制下的运动精度。

根据测量的定位精度值,判断机床自动加工过程中能达到的最佳工件加工精度。指零件或刀具的实际位置与标准位置(理论位置、理想位置)之间的间隙,间隙越小,精度越高。它是保证零件加工精度的前提。

重复定位精度在数控机床上重复运行同一程序代码所获得的位置精度一致性的内容。它也是在相同的条件下(在同一台数控机床上,采用不同的操作方法和相同的零件程序)加工一批零件所获得的连续结果的一致性的内容。

切割精度:它是对机床在切削条件下的几何精度和定位精度的综合检验。

由此可见,数控机床按精度分为机械和电气两个方面。机械方面包括主轴的精度,如跳动和母线等;丝杠的精度;加工过程中夹具的精度、机床的刚度等。电气方面主要有半闭环、全闭环等控制方法,以及加工过程中的反馈补偿方法和插补精度。因此,机床的精度并不取决于机床是否为全闭环。

一、原理简介

数控机床的运动链包括数控装置→伺服编码器→伺服驱动→电机→螺杆→运动部件。根据位置检测装置安装位置的不同,分为全闭环控制、半闭环控制和开环控制。

全闭环控制进给伺服系统

它在机床的运动部件(如工作台)上安装位置检测装置(如光栅尺、直线感应同步器等),并对运动部件的位置进行实时反馈。数控系统处理后,将机床状态通知伺服电机,伺服电机通过系统指令自动补偿运动误差。但由于它将丝杠、螺母副和机床工作台的大惯性环节置于闭环中,在调试时使系统处于稳定状态更为麻烦。另外,光栅尺、直线感应同步器等测量装置价格昂贵,安装复杂,容易引起振荡。因此,一般机床不采用全闭环控制。

半闭环控制进给伺服系统

在驱动电机端部或螺杆端部安装位置检测装置,检测螺杆或伺服电机的旋转角度,间接测量机床运动部件的实际位置,并反馈回控制系统。由于机械制造水平的提高,速度检测元件和螺距精度的提高,半闭环数控机床已经能够达到相当高的进给精度。大多数机床制造商广泛采用半闭环数控系统。