关于机床轴数
这里说的机床轴,是指机床的自由度,几轴就代表几个自由度。比如通常的三轴就是指工作台的平面运动外加刀具的上下运动,四轴是指除了前面的三轴再加上工件的旋转或工作台的旋转等。从理论上来讲,轴数越多,机床加工的自由度越高,机床的功能性也就越强,但这并不意味着轴越多越好,原因有以下几点。
1、除了看轴数,还要看联动每当说到几轴机床时,后面还要跟着一个几联动。前面提到,机床的轴就是指机床加工的自由度,而机床的联动是指伺服轴(不包括主轴)可以同时进行插补。举个例子,五轴五联动就是五个运动轴在加工工件时能同时协调运动。如果五个轴中有一个或是两个轴不能和其它轴同时动作,那么这个机床就叫“五轴四联动”或是“五轴三联动”。理论上讲,轴数可以达到十几轴、几十轴甚至上百轴,但联动却不一定能达到这么高,这也是五轴五联动机床被视为国家重要装备资源的原因。所以每当有多轴的机床出来,总有要强调联动,因为联动更能立体展现机床的性能。
2、除了自由度,精度、刚性也很重要机床是指制造机器的机器,其种类多,范围广,在国民经济现代化的建设中起着重大作用。针对不同的加工,对机床种类和性能的要求也不同,所以虽然多轴可以带来较高的加工自由度和功能性,但很多时候,待加工工件并没有那么复杂,反而对机床的精度和刚性要求更高。目前来说,多轴机床在复杂工件加工以及效率上的优势较为明显,在精度上并没有相对优势,反而因为复杂的机身设计,使机床的刚性稍显弱势。总之,适合加工才是很好的,面对不同的待加工工件,机床轴并不是越多越好。
机床如何试从控制精度、系统稳定性及经济性三方面,比较开环、闭环系统的优劣
开环数控系统是指进给伺服子系统没有位置测量装置的数控系统。由于没有位置反馈,其控制精度相对闭环和半闭环系统来讲是较低的,精度主要取决于何服驱动系统和机械传动机构的性能和精度:没有位置反馈,信号流是单向的,故系统稳定性好:没有测量装置,则结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉。在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。一般用于经济 型数控机床。
机床开环控制数控机床
这类机床的进给伺服驱动是开环的,即没有检测反馈装置,一般它的驱动电动机为步进电机,步进电机的主要特征是控制电路每变换一次指令脉冲信号,电动机就转动一个步距角,并且电动机本身就有自锁能力.
数控系统输出的进给指令信号通过脉冲分配器来控制驱动电路,它以变换脉冲的个数来控制坐标位移量,以变换脉冲的频率来控制位移速度,以变换脉冲的分配顺序来控制位移的方向。
因此这种控制方式的特点是控制方便、结构简单、价格便宜.数控系统发出的指令信号流是单向的,所以不存在控制系统的稳定性问题,但由于机械传动的误差不经过反馈校正,故位移精度不高。
早期的数控机床均采用这种控制方式,只是故障率比较高,目前由于驱动电路的改进,使其仍得到了较多的应用。尤其是在我国,一般经济型数控系统和旧设备的数控改造多采用这种控制方式。另外,这种控制方式可以配置单片机或单板机作为数控装置,使得整个系统的价格降低。
机床的并联机构
是一种空间并联连杆机构。人们将这种机构称为Stewart平台。
并联机床的基本结构是一个动平台、一个定平台和六根长度可变的连杆,动平台上装有机床主轴和刀具,定平台(或者与定平台固连的工作台)上安装工件,六根杆实际是六个滚珠丝杠螺母副,它们将两个平台连在一起,同时将伺服电动机的旋转运动转换为直线运动,从而不断改变六根杆的长度,带动动平台产生六自由度的空间运动,使刀具在工件上加工出复杂的三维曲面。