一、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求
數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(刀架，溜板等)的運(yùn)動(dòng)，為了確保數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)提出了如下要求。
1.高的傳動(dòng)精度和定位精度
數(shù)控機(jī)床本身的精度，尤其是進(jìn)給傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)精度和定位精度對(duì)零件的加工精度起著關(guān)健性的作用，是數(shù)控機(jī)床的特征指標(biāo)。為保證各個(gè)傳動(dòng)件的加工精度求滾珠絲杠螺母副(直線進(jìn)給系統(tǒng))、蝸桿副(圓周進(jìn)給系統(tǒng))具有較高的傳動(dòng)精度。
2.小的摩擦力
機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的摩擦阻力主要來(lái)自絲杠螺母副和導(dǎo)軌。在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中，為了減小摩擦阻力，消除低速進(jìn)給爬行現(xiàn)象，提高整個(gè)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性，廣泛采用滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌等。
3.小的運(yùn)動(dòng)慣量
傳動(dòng)件的慣量對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)和制動(dòng)特性都有影響，尤其是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件，其慣量的影響更大。在滿足傳動(dòng)強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能減小執(zhí)行部件的重量，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和重量，以減小運(yùn)動(dòng)部件的慣量。
4.無(wú)間隙傳動(dòng)
為保證進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度，要求進(jìn)給傳動(dòng)裝置無(wú)間隙傳動(dòng)。可通過預(yù)緊滾珠絲杠，消除齒輪、蝸輪等的傳動(dòng)間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)。
5.響應(yīng)速度快
快速響應(yīng)特性是指進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)輸入指令信號(hào)的響應(yīng)速度及瞬態(tài)過程結(jié)束的迅速程度。快速響應(yīng)是伺服進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，反映了系統(tǒng)的跟蹤精度。工件加工過程中，工作臺(tái)應(yīng)能在規(guī)定的速度范圍內(nèi)靈敏而精確地跟蹤指令，在運(yùn)行時(shí)不出現(xiàn)丟步和多步現(xiàn)象。進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度的大小不僅影響機(jī)床的加工效率，而且影響加工精度。合理地控制機(jī)床工作臺(tái)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度、間隙、摩擦力以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可提高伺服進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。
6.較強(qiáng)的過載能力
由于電動(dòng)機(jī)頻繁換向，且加減速很快，還可能在過載條件下工作，這就要求電動(dòng)機(jī)有較強(qiáng)的過載能力，一般要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4-6倍而不損壞。
7.穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)
穩(wěn)定性是伺服進(jìn)給系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的條件，特別是在低速進(jìn)給情況下不產(chǎn)生爬行，并能適應(yīng)外加負(fù)載的變化而不發(fā)生共振。適當(dāng)選擇系統(tǒng)的慣性、剛度、阻尼及增益等各項(xiàng)參數(shù)，可提高進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
二、數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的要求
導(dǎo)軌副是數(shù)控機(jī)床的重要部件之一，機(jī)床上的運(yùn)動(dòng)部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等零件上的導(dǎo)軌面運(yùn)動(dòng)的，導(dǎo)軌具有導(dǎo)向和支撐的作用。因此，導(dǎo)軌的制造精度及其精度保持性對(duì)機(jī)床加工精度有著重要的影響，所以對(duì)導(dǎo)軌提出以下要求。
1.有一定的導(dǎo)向精度
導(dǎo)向精度是指機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)的直線性(對(duì)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌)或直圓性(對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌)及它與有關(guān)基面之間的相互位置的準(zhǔn)確性。各種機(jī)床對(duì)于導(dǎo)軌本身的精度都有具體的規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)，以保證導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度
2.有良好的精度保持性
精度保持性是指導(dǎo)軌能否長(zhǎng)期保持原始精度。精度保持性的主要影響因素有導(dǎo)軌的磨損，導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式及支撐件(如床身)材料的穩(wěn)定性。數(shù)控機(jī)床的精度保持性比普通機(jī)床要求高，常采用摩擦因數(shù)小的滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌或塑料導(dǎo)軌。
3.有足夠的剛度
機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件所受的外力最后都由導(dǎo)軌面來(lái)承受，若導(dǎo)軌受力后變形過大，不僅破壞導(dǎo)向精度，面且形化了導(dǎo)軌的工作條件。導(dǎo)軌的剛度主要決定于導(dǎo)軌類型、結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小，導(dǎo)軌與床身的連接方式、導(dǎo)軌材料和表面加工質(zhì)量等。數(shù)控機(jī)床常采用加大導(dǎo)軌截面積的尺寸，或在主導(dǎo)軌外添加輔助導(dǎo)軌的方式來(lái)提高剛度。
4.有良好的摩擦特性
導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)要小，面且動(dòng)、靜摩擦因數(shù)應(yīng)盡量接近，以減小摩擦阻力和導(dǎo)軌熱變形，使運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、低速無(wú)爬行，這對(duì)數(shù)控機(jī)床特別重要。
數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(刀架，溜板等)的運(yùn)動(dòng)，為了確保數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)提出了如下要求。
1.高的傳動(dòng)精度和定位精度
數(shù)控機(jī)床本身的精度，尤其是進(jìn)給傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)精度和定位精度對(duì)零件的加工精度起著關(guān)健性的作用，是數(shù)控機(jī)床的特征指標(biāo)。為保證各個(gè)傳動(dòng)件的加工精度求滾珠絲杠螺母副(直線進(jìn)給系統(tǒng))、蝸桿副(圓周進(jìn)給系統(tǒng))具有較高的傳動(dòng)精度。
2.小的摩擦力
機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的摩擦阻力主要來(lái)自絲杠螺母副和導(dǎo)軌。在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中，為了減小摩擦阻力，消除低速進(jìn)給爬行現(xiàn)象，提高整個(gè)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性，廣泛采用滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌等。
3.小的運(yùn)動(dòng)慣量
傳動(dòng)件的慣量對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)和制動(dòng)特性都有影響，尤其是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件，其慣量的影響更大。在滿足傳動(dòng)強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能減小執(zhí)行部件的重量，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和重量，以減小運(yùn)動(dòng)部件的慣量。
4.無(wú)間隙傳動(dòng)
為保證進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度，要求進(jìn)給傳動(dòng)裝置無(wú)間隙傳動(dòng)。可通過預(yù)緊滾珠絲杠，消除齒輪、蝸輪等的傳動(dòng)間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)。
5.響應(yīng)速度快
快速響應(yīng)特性是指進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)輸入指令信號(hào)的響應(yīng)速度及瞬態(tài)過程結(jié)束的迅速程度。快速響應(yīng)是伺服進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，反映了系統(tǒng)的跟蹤精度。工件加工過程中，工作臺(tái)應(yīng)能在規(guī)定的速度范圍內(nèi)靈敏而精確地跟蹤指令，在運(yùn)行時(shí)不出現(xiàn)丟步和多步現(xiàn)象。進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度的大小不僅影響機(jī)床的加工效率，而且影響加工精度。合理地控制機(jī)床工作臺(tái)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度、間隙、摩擦力以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可提高伺服進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。
6.較強(qiáng)的過載能力
由于電動(dòng)機(jī)頻繁換向，且加減速很快，還可能在過載條件下工作，這就要求電動(dòng)機(jī)有較強(qiáng)的過載能力，一般要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4-6倍而不損壞。
7.穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)
穩(wěn)定性是伺服進(jìn)給系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的條件，特別是在低速進(jìn)給情況下不產(chǎn)生爬行，并能適應(yīng)外加負(fù)載的變化而不發(fā)生共振。適當(dāng)選擇系統(tǒng)的慣性、剛度、阻尼及增益等各項(xiàng)參數(shù)，可提高進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
二、數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的要求
導(dǎo)軌副是數(shù)控機(jī)床的重要部件之一，機(jī)床上的運(yùn)動(dòng)部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等零件上的導(dǎo)軌面運(yùn)動(dòng)的，導(dǎo)軌具有導(dǎo)向和支撐的作用。因此，導(dǎo)軌的制造精度及其精度保持性對(duì)機(jī)床加工精度有著重要的影響，所以對(duì)導(dǎo)軌提出以下要求。
1.有一定的導(dǎo)向精度
導(dǎo)向精度是指機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)的直線性(對(duì)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌)或直圓性(對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌)及它與有關(guān)基面之間的相互位置的準(zhǔn)確性。各種機(jī)床對(duì)于導(dǎo)軌本身的精度都有具體的規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)，以保證導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度
2.有良好的精度保持性
精度保持性是指導(dǎo)軌能否長(zhǎng)期保持原始精度。精度保持性的主要影響因素有導(dǎo)軌的磨損，導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式及支撐件(如床身)材料的穩(wěn)定性。數(shù)控機(jī)床的精度保持性比普通機(jī)床要求高，常采用摩擦因數(shù)小的滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌或塑料導(dǎo)軌。
3.有足夠的剛度
機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件所受的外力最后都由導(dǎo)軌面來(lái)承受，若導(dǎo)軌受力后變形過大，不僅破壞導(dǎo)向精度，面且形化了導(dǎo)軌的工作條件。導(dǎo)軌的剛度主要決定于導(dǎo)軌類型、結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小，導(dǎo)軌與床身的連接方式、導(dǎo)軌材料和表面加工質(zhì)量等。數(shù)控機(jī)床常采用加大導(dǎo)軌截面積的尺寸，或在主導(dǎo)軌外添加輔助導(dǎo)軌的方式來(lái)提高剛度。
4.有良好的摩擦特性
導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)要小，面且動(dòng)、靜摩擦因數(shù)應(yīng)盡量接近，以減小摩擦阻力和導(dǎo)軌熱變形，使運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、低速無(wú)爬行，這對(duì)數(shù)控機(jī)床特別重要。