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数控机床对进给传动系统的要求

日期：2010年01月26　来源：沈阳第一机床厂　关键字：数控机床
    为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，对数控机床的进给传动系统提出了如下要求。
    1．减少摩擦阻力
    为了提高数控机床进给系统的快速响应性能和运动精度，必须减小运动件的摩擦阻力和动、静摩擦力之差。在数控机床进给系统中，普遍采用滚珠丝杠螺母副、静压丝杠螺母副；滚动导轨、加工中心静压导轨和塑料导轨。在减小摩擦阻力的同时，还必须考虑传动部件要有适当的阻尼，以保证系统的稳定性。
    2．减少运动惯量
    运动部件的惯量对伺服机构的启动和制动特性都有影响，尤其是处于高速运转的零、部件，其惯量的影响更大。因此，在满足部件强度和刚度的前提下，尽可能减小运动部件的质量、减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的惯量。
    3．高的传动精度与定位精度
    数控机床的进给传动装置的传动精度和定位精度对零件的加工精度起着关键性的作用，对采用步进电动机驱动的开环控制系统尤其如此。因此，传动精度和定位精度是数控机床最重要，数控机床也是最具有该类机床特征的指标，无论对点位、直线控制系统，还是轮廓控制，该项精度都很重要。通过在进给传动链中加入减速齿轮，以减小脉冲当量，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动件的间隙等办法，加工中心可达到提高传动精度和定位精度的目的。由此可见，机床本身的精度，尤其是伺服传动链和伺服执行机构的精度，是影响工作精度的主要因素。
    4．宽的进给调速范围
    伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具有很宽的调速范围，以适应各工件材料、尺寸和刀具等变化的需要，工作进给速度范围可达3—6000mm／min(调速范围1：2000)。
    5．响应速度要快
    所谓快响应特性是指进给系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度，即跟踪指令信号的响应要快；定位速度和轮廓切削进给速度要满足要求；工作台应能在规定的速度范围内灵敏而精确地跟踪指令，加工中心进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象。数控机床进给系统响应速度的大小不仅影响机床的加工效率，而且影响加工精度。
    6．无间隙传动
    进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工精度；因此，应尽量消除传动间隙，减小反向死区误差。
    7．稳定性好、寿命长
    稳定性是伺服进给系统能够正常工作的最基本的条件，特别是在低速进给情况下不产生爬行，并能适应外加负载的变化而不发生共振。稳定性与系统的惯性、刚性、阻尼及增益等都有关系，适当选择各项参数，加工中心并能达到最佳的工作性能。所谓进给系统的寿命，主要指其保持数控机床传动精度和定位精度的时间长短，数控机床即各传动部件保持其原来制造精度的能力。  为此，组成进给机构的各传动部件应选择合适的材料及合理的加工工艺与热处理方法，对于滚珠丝杠及传动齿轮，必须具有一定的耐磨性和适宜的润滑方式，以延长其寿命。
    8．使用维护方便
    数控机床属高精度自动控制机床，主要用于单件、中小批量、加工中心高精度及复杂的生产加工，机床的开机率相应就高，因而进给系统的结构设计应便于维护和保养，数控机床最大限度地减小维修工作量，以提高机床的利用率。

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