如何控制机床的精度

时间:2022-11-14作者:佚名

1、当代的数控机床,尤其是高精度的数控机床构成:cnc是大脑,伺服是手臂,光栅和编码器是控制精度的传感器

不要将数控机床想象得很深奥,深奥的是数控机床的代码和加工不同材料的时候,需要考虑的各种参数和工艺。真正的数控机床的结构,其实不复杂。

我们用FANUC的数控系统来做一个解释。

1、CNC控制单元(数值控制器部分)。数控系统相当于我们电脑的操作系统,在这上面有各种应用,以及厂商已经根据掌握的工艺编辑好的各种加工软件包。

我们可以类比为:windows系统就是cnc系统,windows中自带的office办公软件就是其中一种工艺应用软件。office在CNC中相当于车床加工的各类直线圆弧,动作等等。

2、PMC控制器。这其实就是运动控制器的大门类的一种。

所谓的运动控制器,类似于人类的小脑和中枢脊椎,你可以灵活运动全靠中枢神经的脊椎,大脑发出信号:看到前面有座山,我们要过去,那么小脑开始控制四肢运动,控制跑步中的四肢协调,不要顺拐,顺拐容易跌到。

3、伺服驱动单元和进给伺服电动机。主轴驱动单元和主轴电动机。伺服电机就是给机床提供动力的部分。所谓的伺服电机通俗的理解就是:一个普通的马达,加上了一个可以精确测量电机转多少弧度的编码器,驱动电机的是驱动器。也叫伺服放大器,这个东西说白了就是中枢神经。将数字信号变成电信号输出给电机。

4、机床强电柜控制信号的输入和输出单元。这就是外部信号的输入和信息输出,用来外接设备。相当于人的感官的中的一种。

例如刀库、交换工作台、上下料机械手等驱动轴信息的输入输出设备。

5、电脑磁盘机、存储卡、键盘专用信息存储设备。这个是数控系统的主机的存储设备。用来存储数据。

6、以太网、HSSB、RS-232等现场加工用的局域网。

这个通讯协议,就是机床内部的信息交换方式,类似于人体内部的神经是依靠酶来传递信息的。

整个机床的元器件组合就是如下的样子,这是fanuc的0i-TD数控机床,可以进行纳米插补的车床用纳米CNC。

0i-TD系列硬件构成

为什么讨论:高精度机床要聊这几大件?虽然这是不少人都知道的,但具体原因,咱们接下来慢慢聊。

2、机床控制构成:是什么让机床可以很精密地切削,车铣,切割,误差精度的±0.001mm以内的?

CNC的功能概况

仔细看上面整个图:上面黑色的字体,都是展现在使用者面前的内容,属于应用层面的东西。

但是红色的字体,就是控制机床各个轴,最后合成一个复杂动作,机床的末端精度就是这些在控制。

先来简单介绍一下运控控制:当你伸手去接一个排球。需要哪些动作?

接排球动作

最末端是两只手臂接到排球,但是全身所有的关节都要移动。这就是一个复合动作。那么控制这个复合动作的就是:

1、各个关节的快速移动,根据视觉判断球的位置,进行精确的位置控制,让手达到球的落点。(这叫闭环反馈的运动控制)

2、达到预定位置后,发现球因为风速或者外力的原因,偏移了,手快接不到了,或者说发现球的力度太大,这个姿势接不住球了,即使碰到球也容易脱手。那就要开始进行动力学的补偿和调整。【所谓的动力学轨迹补偿,就是身体所有部分都进行移动,不是单单的手再伸长一点,那样会重心不稳,摔倒】

这就是一个复杂的机床精度,在运动中最直白的说明:运动控制和动力学控制。

有体育老师说过,你看到球了不要只伸手,要全身移动去接球。这就是运动学和动力学的覆盖。

当然机械的动力学包含的内容不是动起来这个概念,包括了系统振动抑制,路径规划,力反馈控制等等,这里咱们不展开了说。

3、硬件方面控制机床精度的核心:编码器控制伺服精度,光栅尺检测直线精度。
上面我们也说了,机床要运动,动力来自于电动机。那么电动机到底转了多少?带动行走的轴走了多少距离这就是直接决定了机床的精度。

伺服电机的控制模式

电机的转速快慢,和转动多少角度(反馈在直线上面就是多少圈)决定了位置控制。这都是由编码器决定的。

编码器决定了机床原始精度的数据,也就是根据CNC大脑的数据指定,转动多少距离。所谓的编码器就是在电动机的后面,连通电动机的主轴上面,会有一个码盘。通过电磁或者是光电的形式,记录变化的数值。(目前最高可以记录23位数值)

绝对式编码器

增量式脉冲编码器

相关阅读

电力系统暂态过程有几种形式?各有什么特点?

电力系统的暂态过程有三种形式:即波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。 波过程是运行操作或雷击过电压引起的过程。这类过程最短暂(微秒级),涉及电流、电压波的传播。波过...
2023-06-13
电力系统暂态过程有几种形式?各有什么特点?

电压互感器原理特性

电压互感器本身的阻抗很小,这是有它本身的线圈特性决定的,一旦副边发生短路,电流将急剧增长而烧毁线圈。为此,电压互感器的原边接有熔断器,副边可靠接地,以免原、副边绝...
2023-06-19

153项电气符号,收藏后你可以不用带手册了

我们平时的电气图纸 有很多的符号 如果你不认识那就out了! 为了方便 小编今天都收集齐了 拿走不谢! 好了,总共153项,基本的符号都在这了,可以不用带手册了吧! (来源:网络)...
2023-06-11

铁电体和电介质

  有一些特殊的晶体电介质 ,如酒石酸钾钠(NaKC4H4O6.4H2O)、钛酸钡(BaTiO3)等,P与E之间呈现出如图2.24所示的复杂非线性关系.这种关系表明∶当电场E从零开始向正向增大时,P沿OA 曲线随...
2023-06-27
铁电体和电介质

电流、电压升高会导致电表加速?新电表真的让电费飞涨?

一位蔬菜商店的张先生说:之前他家的电费一般在240—270之间,自从换了智能电表,一个月电费600 ,比之前翻了一倍。还有一位李师傅说:5瓦的灯泡要5度电一天... 电费的飙升使得很多...
2023-06-27
电流、电压升高会导致电表加速?新电表真的让电费飞涨?

热销商品

公牛开关插座面板全屋定制全屋配齐家装报价单官方正品付款链接Q9

公牛开关插座面板,为您的全屋定制家装提供一站式解决方案。我们提供全屋配齐的家装报价单,确保您的家装项目完美无缺。所有产品均为官方正品,品质保证,让您用得放心。...
¥ 1

3M自粘橡胶条高硬度耐压实心幕墙玻璃舞台搭建货架专用减震密封条

3M自粘橡胶条是一款专为高要求工业及建筑场景设计的高性能密封减震材料,采用高硬度实心橡胶材质,具备优异的耐压性、抗老化性和持久弹性。其独特的自粘背胶设计,安装...
¥ 1.6

定做定制各类密封条三元乙丙橡胶硅胶PVC防火阻燃EVA氯丁石墨丁晴

本公司专业定做各类定制密封条,涵盖三元乙丙橡胶(EPDM)、硅胶、PVC、EVA、氯丁橡胶、丁腈橡胶及石墨复合等多种材质,满足不同行业对密封、防水、隔音、隔热及防火阻燃...
¥ 1

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店,作为西门子品牌的专卖店,提供了一系列高品质、设计新颖的家居电气产品。这里销售的开关插座采用无框...
¥ 8.77

网站栏目