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數(shù)控機(jī)床的開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)

來源:   發(fā)布時(shí)間:2024-08-01   點(diǎn)擊量:258

 

1. 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

 

這類控制的數(shù)控機(jī)床其控制系統(tǒng)沒有位置檢測(cè)元件,伺服驅(qū)動(dòng)部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給指令,經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn),通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的,即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后,實(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來,所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。

 

開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低。但是,系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量不進(jìn)行監(jiān)測(cè),也不能進(jìn)行誤差校正。因此,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動(dòng)誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機(jī)床,特別是簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。

 

2. 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

 

閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是指在機(jī)床移動(dòng)部件上安裝直線位移檢測(cè)裝置,直接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位移進(jìn)行檢測(cè),將測(cè)量的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中,與輸入的指令位移值進(jìn)行比較,用差值對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制,使移動(dòng)部件按照實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng),最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件的精確運(yùn)動(dòng)和定位。從理論上講,閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度主要取決于檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度,與傳動(dòng)鏈的誤差無關(guān),因此其控制精度高。圖 1.9 所示為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖。圖中 A為速度傳感器、C 為直線位移傳感器。當(dāng)位移指令值發(fā)送到位置比較電路時(shí),若工作臺(tái)沒有移動(dòng),則沒有反饋量,指令值使得伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),通過 A 將速度反饋信號(hào)送到速度控制電路,通過 C 將工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋回去,在位置比較電路中與位移指令值相比較,用比較后得到的差值進(jìn)行位置控制,直至差值為零時(shí)為止。這類控制的數(shù)控機(jī)床,由于將工作臺(tái)納入了控制環(huán)節(jié),故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。

 

閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的定位精度高,但調(diào)試和維修都較困難,系統(tǒng)復(fù)雜,成本高。

 

3. 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

 

半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是指在伺服電動(dòng)機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)絲杠上裝有角位移電流檢測(cè)裝置(如光電編碼器等),通過檢測(cè)絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移,然后反饋到數(shù)控裝置中去,并對(duì)誤差進(jìn)行修正。

 

通過元件速度傳感器(測(cè)速元件) 和角度傳感器(光電編碼盤)可間接檢測(cè)出伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量,將此值與指令值進(jìn)行比較,用差值來實(shí)現(xiàn)控制。由于工作臺(tái)沒有包括在控制回路中,因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。

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