数控技术讲解.ppt

数控（NC—Numerical Control)实用技术的概念 数字实用技术是用数字化信号对机器的运动进行控制的一种自动控制技术。采用数控技术的控制系统为数控系统，应用装备了数控系统的机械加工设备进行加工的技术即为数控加工技术。 三、位置检测装置 检测装置（或称检测元器件）是闭环伺服系统的重要组成部分。它的作用是检测位 移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。闭环系统的数控机床的加工精度主要取决于检测系统的精度。位移检测系统能够测量出的最小位移量称为分辨率。分辨率不仅取决于检测装置本身，也取决于测量线路。 数控机床对检测装置的主要要求有： 1．工作可靠，抗干扰性强。 2．使用维护方便，适应机床的工作环境。 3．满足精度和速度的要求。 4．成本低。 5．对所检测位移信号处理方便。 检测装置的分类 根据检测对象不同分类，可分为直线位移测量和转动角度测量两种。 从绝对测量和增量测量角度来分，可分为增量型和绝对型检测装置。 按检测信号的类型分，分为数字式和模拟式两大类。 按检测装置的工作原理和结构分类，分为光电盘、编码盘、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺等。 位置检测元件分类 回转型：脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅、圆磁栅； 直线型：直线感应同步器、计数光栅、磁尺、激光干涉仪 （增量式、绝对式） 脉冲编码器 脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，它把机械转角变成电脉冲，是一种常用的角位移传感器。 脉冲编码器分为以下三种： 接触式 光电式 电磁感应式 旋转变压器 旋转变压器又称同步分解器(Resolver)，它是通过检测电动机旋转角度间接地测量工作台的直线移动。旋转变压器的测量精度较低。它是一种角位移检测元件。 感应同步器 感应同步器是由旋转变压器演变而来的,即相当于一个展开的旋转变压器,它是利用两个平面形印刷绕组,其间保持均匀气隙(0.25 ±0.1mm), 相对平行移动时,其互感随位置而变化的原理工作的,是一种位移(直线或角度 ) 检测装置。测量直线位移的称为直线感应同步器,测量角位移的称为圆感应同步器。 1：定尺、2：滑尺；3：正弦励磁绕组；4：余弦励磁绕组；5：定尺绕组 光栅 光栅种类很多,其中有物理光栅和计量光栅之分。物理光栅刻线细而密,栅距(两刻线间的距离)在0.002－0.005mm之间,通常用于光谱分析和光波波长的测定。计量光栅,相对来说刻线较粗,栅距在0.004－0.25mm 之间,通常用于数字检测系统,用来检测高精度直线位移和角位移,是数控机床上应用较多的一种检测装置。 磁尺 磁尺位置检测装置是由磁性标尺、磁头和检测电路组成。利用录磁原理将一定周期变化的方波、正弦波或脉冲电信号,用录磁磁头记录在磁性标尺 (或磁盘)的磁膜上,作为测量的基准。检测时,用录磁磁头将磁性标尺上的磁信号转化为电信号,经过检测电路处理后用以计量磁头相对磁尺之间的位移量。磁尺按其结构可分为直线磁尺和圆型磁尺,别用于直线位移和角度位移的测量。 磁性标尺制作简单,安装调整方便,对使用环境的条件要求较低,如对周围电磁场的抗干扰能力较强,在油污、粉尘较多的场合下使用有较好的稳定性。高 精度的磁尺位置检测装置可用于各种测量机、精密机床和数控机床。 激光干涉位置检测装置 激光是 60 年代未兴起的一种新型光源,广泛应用于各个方面。它与普通光相比具有许多特殊性能 : (1) 高度相干性 相干波是指两个具有相同方向、相同频率和相位差相同的波。普通光源是自发辐射光, 是非相干光。激光是受激辐射光 , 具有高度的相干性。 (2) 方向性好 普通光向四面八方发光,而从激光器发出来的激光,其发散角很小,几乎 与激光器的反射镜面垂直。如配置适当的光学准直系统 , 其发散角可小到 10-4rad 以下,几乎 是一束平行光。 (3) 高度单色性 普通光源包含许多波长,所以具有多种颜色。如日光包含红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫七种颜色 , 其相应波长从 760-380nm。 激光的单色性高,如氮氛激光的谱线宽度只有10-6nm。 (4) 亮度高 由于激光束极窄,所以有效功率和照度特别高。 第四节　主轴驱动及其机械结构 数控机床的主传动是指产生主切削力的传动运动 , 它是数控机床的重要组成部分之一。 在数控机床上,同样由主轴夹持工件或刀具旋转,直接参加表面成形运动。主运动的最高与最低转速、转速范围、传递功率和动力特性,决定了数控机床的切削加工效率和加工工艺能力。主轴组件的回转精度、刚度、抗振性和热变形,直接影响加工零件的尺寸、位置精度和表面质量。另外,针对不同的机床类型和加工工艺特点,数控机床对其主传动功能还提出了一些特定要求。 二、主轴调速方法 为了能同时满足主传动的调速和扭矩输出等要求,数控机床常用机电相结合的方法,即同时采用电动机调