2020-09-30 瀏覽量 560
隨著高端裝備制造業的快速發展,高精度的精密數控機床需求日益增大,進而對數控機床伺服軸的運動精度和定位精度提出了更高的要求。數控機床的運動精度與定位精度不僅受到機床元部件的加工精度、裝配精度、剛度以及熱變形的影響,與運動件的摩擦特性也存在相關性。
數控機床工作臺(或拖板)的位移量是按脈沖當量作為它的最小單位,通常要求既能以高速又能以低速形式運動。為了使工作臺對數控裝置的指令作出準確的響應,需要采取相應的措施處理。
目前所使用的CPC直線導軌、滑動導軌、滾動導軌以及靜壓導軌在摩擦阻尼特性方面存在著明顯的差異化。對一般的滑動導軌,在啟動時作用力克服不了數值較大的靜摩擦力,這時被傳動的工作臺并不能夠立即運動,作用力只能使一連串的傳動元件(如步進電機、齒輪、絲杠及螺母等)導致彈性變形,并儲存了能量。當作用力超過靜摩擦力時,彈性變形恢復,促使工作臺突然向前運動。這時由于靜摩擦力變成動摩擦力,其數值就明顯減小,使工作臺產生加速運動。由于工作臺的慣性,它沖過了平衡點而讓工作臺偏離了給定的位置。由于滾動導軌與靜壓導軌的靜摩擦力較小,并接近于動摩擦力,加上潤滑油的作用,促使摩擦力隨速度的提高而增大,從而效地避免了所謂的“低速爬行”,提高了定位精度與運動平穩性。所以數控機床普遍都是采用滾動導軌與靜壓導軌。
滾動直線導軌滑塊是近時期發展起來的新型支承元件。由標準導軌塊構成的滾動導軌效率高、靈敏性好、壽命長、潤滑簡單且裝拆方便等優異性能,而廣泛被應用于數控機床及其他設備上。
滾動導軌與靜壓導軌降低了摩擦力,相對應地減小了進給系統所需要的驅動扭矩,能夠使用較小功率的驅動電動機。在輪廓控制系統中,減小了電動機尺寸和慣性矩,有效顯著地改善了系統的動態特性。
在點位直線與輪廓控制的數控機床上加工零件時,常受到切削力的變化,如果傳動裝置存在間隙或者剛性不足,過小的摩擦阻力反而是有害的,將會產生振動。針對這種情況,除了提高傳動剛度之外,其采用滑動滾動混合導軌,足以改善系統的阻尼特性。
在進給系統中使用滾珠絲桿代替滑動絲桿也能夠收到同樣的效果,目前數控機床幾乎都是采用了滾珠絲桿傳動。
數控機床的加工精度時很大程度上取決于進給傳動鏈。除了減少傳動齒輪與滾珠絲桿的加工誤差之外,還需要采取無間隙傳動副的措施,選用同步帶傳動代替齒輪已成為新時代的趨勢。
安昂自營
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