臥式數(shù)控機床由CNC控制器,伺服驅動及電機、電器柜和數(shù)控機床的機架四部分組成。其工作原理是:通過CNC內配置的編程軟件,將加工零件的的軌跡用坐標的方式表達出來,把這些信息轉化成能使驅動伺服電機的帶有功率的信號(脈沖串),控制伺服電機帶動相應軸來實現(xiàn)運動軌跡。同時,刀架上配有數(shù)控車刀,通過按加工材質配置相應的刀具,對固定于主軸上的加工材料進行切削,即可加工出相應的工件。
在數(shù)控機床上,伺服調控系統(tǒng)是其*的一部分。其任務是把數(shù)控信息轉化為機床進給運動,從而實現(xiàn)控制。由于數(shù)控機床對產(chǎn)品加工時要求高,所以采用的伺服控制系統(tǒng)十分關鍵。
目前在數(shù)控機床上使用的伺服控制系統(tǒng),其優(yōu)點主要有:精度高,伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復現(xiàn)輸入量的程度。包括定位精度和輪廓加工精度;穩(wěn)定性好,穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下,能在短暫的調節(jié)過程后,達到新的或者恢復到原來的平衡狀態(tài)。直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度;快速響應,快速響應是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質的重要指標,它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度;調速范圍寬,其調速范圍可達0—30m/min;低速大轉矩,進給坐標的伺服控制屬于恒轉矩控制,在整個速度范圍內都要保持這個轉矩,主軸坐標的伺服控制在低速時為恒轉矩控制,能提供較大轉矩,在高速時為恒功率控制,具有足夠大的輸出功率。
在機床進給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統(tǒng),有三種類型:模擬形式、數(shù)字形式和軟件形式。模擬伺服用途單一,只接收模擬信號,位置控制通常由上位機實現(xiàn)。數(shù)字伺服可實現(xiàn)一機多用,如做速度、力矩、位置控制??山邮漳M指令和脈沖指令,各種參數(shù)均以數(shù)字方式設定,穩(wěn)定性好。具有較豐富的自診斷、報警功能。軟件伺服是基于微處理器的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。其將各種控制方式和不同規(guī)格、功率的伺服電機的監(jiān)控程序以軟件實現(xiàn)。使用時可由用戶設定代碼與相關的數(shù)據(jù)即自動進入工作狀態(tài)。配有數(shù)字接口,改變工作方式、更換電動機規(guī)格時,只需重設代碼即可,故也稱伺服。
交流伺服已占據(jù)了機床進給伺服的主導地位,并隨著新技術的發(fā)展而不斷完善,具體體現(xiàn)在三個方面。一是系統(tǒng)功率驅動裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展,智能化功率模塊得到普及與應用;二是基于微處理器嵌入式平臺技術的成熟,將促進先進控制算法的應用;三是網(wǎng)絡化制造模式的推廣及現(xiàn)場總線技術的成熟,將使基于網(wǎng)絡的伺服控制成為可能。