浅谈钻床数控系统的选配

随着技能的开展，机械制造技能有了深入的改动。因为社会对产品多元化的需求激烈，多品种、中小批量生产的比重明显添加，选用传统的通常加工设备已难以习惯高功率、、多元化的加工需求。钻床数控技能的使用，缩短了机械加工的前期准备时间，并使机械加工的全进程主动化水平不断进步，一起也增强了制造体系习惯各种生产条件改动的才能。

数控钻床的基本构成包含加工程序、输入设备、数控体系、伺服体系、辅助操控设备、反响体系及钻床本体。加工程序可由人工编写（如车床数控体系加工简略工件时），杂乱的加工需求可在核算机上进行绘图（如铣床及加工中间加工曲面工件时），然后生成加工程序。程序的输入可由数控体系的面板进行手艺输入，也可经过核算机的通讯口用电缆进行传输，也能够用核算机U接口进行传输。

在选购数控钻床时可从三个方面思考，首先是钻床本体能否契合自个的加工需求，钻床的质量如何。其次是数控体系，数控体系有许多品种，挑选合适的体系是选购数控钻床的要害。最终是驱动单元，也是钻床操控的要害，不相同的驱动单元能抵达的加工精度也不相同，在挑选驱动单元时，要依据加工的工件的精度需求挑选合适的驱动单元。

以下从数控体系及驱动单元两个方面进行剖析：

1、数控体系的选配

数控体系是数控钻床的"大脑"，对钻床操控信息进行运算及处置。依据数控体系的原理可分为经济型数控体系和标准型数控体系两大类。

1.1 经济型数控体系

经济型数控体系从操控方法来看，通常指开环数控体系，具有布局简略、造价低、修理调试便利、运行维护费用低优点，但受步进电机矩频特性及精度、进给速度、力矩三者之间彼此制约，功用的进步受到限制。所以，经济型数控体系常用于数控线切割及一些速度和精度需求不高的经济型数控车床、铣床等，在通常钻床的数控化改造中也广泛的使用。

开环数控体系是指数控体系自身不带方位检测设备，由数控体系送出数量和频率的指令脉冲，由驱动单元进行钻床定位。开环体系在外部要素影响的情况下，钻床不动作或动作不到位，但体系已当钻床抵达了指定方位，此刻钻床的加工精度将降低。但因其布局简略、反响敏捷、工作安稳牢靠、调试及修理均很便利，加之报价，因而当前在国内至今仍有的商场。

1.2 标准型数控体系

标准型数控体系包含半闭环数控体系和全闭环数控体系。

半闭环数控体系通常指钻床的伺服电机的方位信号（光电编码器）反响到数控体系，体系能主动进行方位检测和差错对比，可对有些差错进行抵偿操控，因而其操控精度比开环数控体系要高，但比全闭环的数控体系要低。

全闭环数控体系除包含钻床的伺服电机的方位反响外，还有钻床工作台的方位检测设备（通常用光栅尺）的方位信号反响到体系，然后形成全部方位随动操控，体系在加工进程中主动检测并抵偿的方位差错。

全闭环数控体系的加工精度是的，但这种体系的调试、修理极端艰难，并且体系的报价很高，只适用于中、的数控钻床上。

因为开环操控体系的报价比闭环操控体系要低得多，因而在挑选数控体系时，要思考数控体系占整台数控钻床的报价本钱份额，然后依据钻床的装备情况及钻床自身的需求，中、等级低钻床选用开环操控体系，中、钻床选用闭环操控体系。

2、驱动单元的选配

驱动单元包含驱动设备和电机两有些，对驱动单元的选购在于驱动设备的挑选，因为电机是通用的部件，功用差别只存在于不相同的厂家和类型。

驱动电机可分为：反响式步进驱动电机、混合式（也称永磁反响式）步进驱动电机和伺服驱动电机三大类。

反响式步进驱动电机的转子无绕组，由被励磁的定子绕组发生反响力矩完成步进运行。混合式步进电机的转子用磁钢，由励磁和永磁发生的电磁力矩完成步进运行。步进电机受脉冲的操控，经过改动通电的次序可改动电机的旋转方向，改动脉冲的频率可改动电机的旋转速度。步进电机有的步距精度，没有累积差错。但步进电机的功率低，拖动负载的才能不大，脉冲当量不能太大，调速规模不大。当前步进电机可分为两相、三相、五相等几种，常用的是三相步进电机，如广州数控的DY3A便是三相混合式步进驱动器。在曩昔很长一段时间里，步进电机占很大的商场，但当前正逐渐为伺服电机所替代。

当前常用的伺服电机是沟通伺服电机，在电机的轴端装有光电编码器，经过检测转子视点用以变频操控。从转速到转速，伺服电机都能平滑工作，转矩动摇小。伺服电机有较长的过载才能，有较小的转动惯量和大的堵转转矩。伺服电机有很小的启动频率，能很快从转速加速到额外转速。

选用沟通伺服电机作为驱动器材，能够和直流伺服电机相同构成，高功用的半闭环或闭环操控体系。因为沟通伺服电机内是无刷布局，简直不需修理，体积相对较小，有利于转速和功率的进步。当前已经在很大规模内替代了直流伺服电机。选用高速微处置器和数字信号处置机（DSP）的全数字化沟通伺服体系出现后，本来的硬件伺服操控变为软件伺服操控，一些现代操控理论中的算法完成，进而地进步了伺服体系的功用，因而伺服单元能较大的进步加工功率及加工精度，但伺服驱动单元的报价也较高。跟着伺服操控技能的逐渐进步，当前伺服驱动单元正逐渐变成驱动单元的主力军，伺服驱动单元的报价也在逐渐减低。

伺服驱动器有两种。一种选用脉冲操控方法，此种驱动器与电机闭环，但不反响到数控体系，这种驱动器在某种程度上可称为开环操控的伺服操控。另一种选用电压操控方法，经过电压的凹凸进行电机的转速操控，电机的反响信号经过驱动器反响到数控体系进行方位操控。

挑选驱动单元时，也要思考驱动单元的报价在整台数控钻床中的份额。整台数控钻床报价较低的通常挑选步进驱动单元，而报价较高的钻床挑选伺服驱动单元。但挑选驱动单元的一起，也要思考驱动单元与数控体系的匹配疑问，挑选闭环操控体系时有挑选闭环的伺服驱动单元。沟通伺服体系在许多功用方面都优于步进电机。但在一些需求不高的场合也常常用步进电机来做履行电动机。所以，在操控体系的设计进程中要归纳思考操控需求、本钱等多方面的要素，选用恰当的操控电机。

3、功用挑选

以上是依据数控体系的加工精度进行思考，除此以外，还要从数控体系的功用挑选上思考。

3.1 操控轴

数控体系操控轴的数量也是挑选的要害。操控轴可分为直线进给轴和旋转轴，按操控轴的数量可分为两轴联动、三轴联动、多轴联动等。操控轴的数量越多，钻床所能加工的形状越杂乱，但其本钱就越高。当前车床通常用两个直线移动轴联动，有时会附加一个直线移动轴或旋转轴。铣床通常用三个直线移动轴联动，有时会附加一个直线移动轴或旋转轴。的体系则联动的轴，代表钻床制造业境地的是五轴联动数控钻床体系，其间三个轴为直线移动轴，两个旋转轴，五轴联动时可加工出杂乱的空间曲面。当然这需求的数控体系、伺服体系以及软件的撑持，对钻床的需求也。

操控轴越多，数控体系的报价成几何级数添加。因而，在挑选数控体系时，要依据钻床自身的运动轴进行挑选，剩余的操控轴并不能进步钻床的操控精度，反而添加了数控体系的本钱。

3.2 图形显现

体系的图形显现功用，该功用用于模仿零件加工进程，显现实在刀具在毛坯上的切削途径，能够挑选直角坐标系中的二个不相同平面，也可挑选不相同视角的三维立体，能够在加工的一起作实时的显现，也可在机械锁定的方法下作加工进程的疾速描写，是一种查验零件加工程序，进步编程功率和实时监督的有用工具。

3.3 DNC传输功用

众所周知，由非圆曲线或面构成的零件加工程序的编制是艰难的，通常的方法是借助于通用核算机的核算，将它们细分为细小的三维直线段构成的加工程序，在模具加工中这种长达几百KB的加工程序是常常遇到的，而通常数控体系供给的程序存储容量为64——128KB，这给模具加工带来很大艰难。DNC通讯功用具有两种工作方法，其一是一次地将通用核算机中的程序传送到数控体系的加工程序的存储区内（假如它的容量足够大的话），其二是将通用核算机中的程序一段一段地传送到数控体系的缓冲存储器中，边加工边传送，直到加工完毕。解决了大容量程序零件的加工疑问，尽管选用这项功用需求添加的费用，但它确实是一项实用功用，因而主张在挑选数控体系时将DNC传输功用选做功用。

3.4 刚性攻丝

攻螺纹是数控钻床的一项常用功用，究竟选用啥方法是一个值得思考的疑问。刚性攻螺纹功用有选用伺服电机驱动主轴，不只需求在主轴上添加一个方位传感器，并且对主轴传动机构的空隙和惯量都有严格地需求，电气设计和调整也有的工作量，所以这个功用的本钱是不能疏忽的。对用户来说，假如能够经过选用弹性缩卡头进行柔性攻螺纹，或许钻床自身的转速并不高时，就不必选用刚性攻螺纹功用。

上述这类疑问在数控钻床的功用装备时是常常遇到的，作为一个数控钻床的设计和出售人员有明白了解数控体系的各种功用用处，依据钻床的实际情况为用户装备经济合理、功用和报价比都对比高的数控钻床，削减不的糟蹋。