数控机床机械结构.ppt

1、数控机床机械结构,进给系统的机械传动机构,伺服进给系统的组成： 伺服电路 + 伺服驱动元件（执行元件）+ 机械传动装置 + 执行件（工作台）。 伺服电路是将数控系统发出的指令脉冲经控制和功率放大后传给驱动元件。 伺服进给系统的运动转换机构一般采用滚珠丝杠螺母副。 闭环或半闭环系统中还要有位移检测装置。,一、组成、特点和要求,数控机床进给传动框图,电机,支承,丝杠,螺母,伺服进给系统,滚珠丝杠螺母副+滚动导轨副,对伺服进给系统的要求：,1传动精度高 无间隙、低摩擦、小惯量、高刚度以及适宜的阻尼比。 2响应速度快 响应速度过程时间要短，一般在200ms以内，要求较高时则在几十毫秒以内。 3调速范围

2、宽 （1）在（124000）mm/min范围内，速度均匀、稳定、低速时无爬行。 （2）在1mm/min以下的低速状态时仍具有一定的响应能力。 （3）零速度时，电动机处于伺服锁定状态，工作台停止运动并保持定位精度。零速度起动时具有最大转矩输出。,数控机床的进给系统一般具有以下特点： 1）摩擦阻力小 2）传动精度和刚度高 3）运动部件惯量小 数控机床伺服进给系统中广泛采用消除间隙的齿轮传动、滚珠丝杠螺母副、滚动导轨/贴塑导轨,数控机床进给传动系统 1驱动元件 2定比机构 3执行件 4转换机构,滚珠丝杠螺母副,1工作原理与特点 工作原理：当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动，迫使螺母轴向

3、移动。,外循环,内循环,2滚珠丝杠螺母副的循环方式 （1）外循环：回珠器有螺旋槽式和插管式两种。,外循环滚珠丝杠,插管式,螺旋槽式,内循环滚珠丝杠,（2）内循环：采用圆柱凸键式反向器实现滚珠循环。,滚珠丝杠副的轴向间隙消除和预加载荷,消除间隙目的：提高传动精度。 消除间隙方法：单螺母变螺距法、双螺母法。 预紧目的：提高传动刚度。 预紧方法：单螺母变螺距法、双螺母法。 预紧力一般控制在最大轴向载荷的1/3左右。,滚珠丝杠副的消除间隙和预加载荷,常见的消除间隙和预加载荷方法有以下三种结构形式：,（1）垫片消隙式,垫片消隙和预加载荷的滚珠丝杠螺母副,（2）螺纹消隙式,螺纹消隙和预加载荷的滚珠丝杠螺母

4、副,（3）齿差消隙式,齿差消隙和预加载荷的滚珠丝杠螺母副,齿数Z1,齿数Z2,间隙消除量：,导程t,滚珠丝杠螺母副标识符号（GB/T17587.11998）,传动齿轮间隙消除机构,进给伺服系统中的传动齿轮除了要求很高的运动精度和工作平稳性以外，还需尽可能消除传动间隙。 齿侧间隙会造成进给系统每次反向运动滞后于指令，信号，丢失指令脉冲并产生反向死去，对加工精度影响很大。,1直齿圆柱齿轮传动间隙的调整,偏心套消除间隙,垫片调整消除间隙,双齿轮错齿调整 1、2薄齿轮 3弹簧短圆柱 4、8凸耳 5调节螺钉 6、7螺母,2斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除,图3-28 垫片调整消除斜齿轮间隙,图3-29 轴向压

5、簧调整,3锥齿轮传动间隙的消除,周向压簧调整图,轴向压簧调整,4齿轮齿条传动间隙的消除,齿轮齿条传动间隙消除,伺服电动机与进给丝杠的连接,由于滚珠丝杠、伺服电动机及其控制单元性能提高，很多数控机床的进给系统中已去掉减速机构，采用伺服电动机直接与滚珠丝杠连接以保证传动无间隙，准确执行脉冲指令而不丢掉脉冲。,挠性联轴器 1压圈 2联轴器 3、5球面垫圈 4柔性片 6锥环 7电动机轴 8滚珠丝杠,直线电动机进给系统,采用直线电机技术替代滚珠丝杠副应用于数控伺服系统中，可简化系统结构、提高定位精度、实现高速直线运动乃至平面运动。 直线电机进给驱动系统具有下列特点： （1）速度快、加减速过程短； （2）精度高； （3）传动刚度高、推力平稳； （4）高速响应性； （5）行程长度不受限