我國(guó)軸承磨床的步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)隨著大批量的步進(jìn)電機(jī)控制的軸承磨床推向市場(chǎng)壹粟,步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制的問(wèn)題也越來(lái)越多的浮出水面拒逮,單軸控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的問(wèn)題還少些殊纫,可是兩軸以上的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)袜漩,經(jīng)常出現(xiàn)諸如兩個(gè)系統(tǒng)不同步冬蝶,尺寸散差不穩(wěn)定等故障僧凤。
步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題是多方面的深浮。我們?cè)谇蜉S承內(nèi)圈溝磨床做過(guò)分析研究,先后試過(guò)國(guó)內(nèi)幾個(gè)品牌的步進(jìn)電機(jī)译仗,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的不同步現(xiàn)象很嚴(yán)重抬虽。不同步誤差測(cè)試從PLC官觅、位控模塊纵菌、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始。
滾珠絲杠導(dǎo)程4mm休涤,諧波減速器減速比為1:80咱圆,步矩角為0.9°
步進(jìn)電機(jī)的重復(fù)定位誤差已經(jīng)超過(guò)機(jī)床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的3倍。按照脈沖當(dāng)量為0.125μm計(jì)算功氨,工作臺(tái)累計(jì)重復(fù)定位誤差在20次已經(jīng)達(dá)到0.003序苏。表1的數(shù)據(jù)說(shuō)明不僅僅是步進(jìn)電機(jī)的誤差,機(jī)械系統(tǒng)的誤差更加明顯捷凄。
我們分析了這臺(tái)機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)忱详,發(fā)現(xiàn)機(jī)械問(wèn)題也比較嚴(yán)重。第一借睬,滾珠絲杠公稱直徑偏邪⒆(Φ20),精度等級(jí)3級(jí)偏低奏宽,而且手感爬行現(xiàn)象較為嚴(yán)重腮哩;第二,進(jìn)給快跳油缸和滾珠絲杠設(shè)計(jì)過(guò)定位卸窿,裝配位置偏差無(wú)法消除腻酱;第三,諧波減速器和滾珠絲杠只有螺釘鎖緊沒(méi)有鍵連接或銷鏈接唐肩;第四烧歹,沒(méi)有采用滾珠絲杠軸承等等。
接著我們又分析了該機(jī)床的電氣系統(tǒng)穗掘,發(fā)現(xiàn)變頻器霸拦、變壓器和步進(jìn)電機(jī)控制器擺放偏近,從PLC輸出的數(shù)據(jù)線電纜沒(méi)有屏蔽聪弊,配盤(pán)的強(qiáng)電和弱電電纜混裝等等問(wèn)題施翰。這些問(wèn)題都是影響步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素。购城,脈沖當(dāng)量為0.125μm吕座。
由于目前我國(guó)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力較差虐译,這些電氣設(shè)計(jì)布局的不合理直接會(huì)產(chǎn)生偶然性進(jìn)給系統(tǒng)和補(bǔ)償系統(tǒng)誤差,加上機(jī)械系統(tǒng)的系統(tǒng)性誤差吴趴,機(jī)床就會(huì)處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)漆诽。
并不是說(shuō),只要把機(jī)床的液壓進(jìn)給補(bǔ)償系統(tǒng)改成步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給補(bǔ)償系統(tǒng)锣枝,機(jī)床的整個(gè)綜合性能就一定會(huì)顯著提高厢拭。步進(jìn)電機(jī)替代了原來(lái)的復(fù)雜的液壓進(jìn)給補(bǔ)償系統(tǒng),將原來(lái)液壓波動(dòng)和機(jī)械零件加工傳動(dòng)鏈的誤差消除了撇叁,并且步進(jìn)電機(jī)可以把進(jìn)給過(guò)程分成幾個(gè)階段供鸠,每個(gè)階段可以選用不同的脈沖頻率控制進(jìn)給速度,可以用脈沖數(shù)來(lái)控制機(jī)床工作臺(tái)精進(jìn)給陨闹,這的確比原來(lái)液壓系統(tǒng)的軸承磨床進(jìn)步了一大步楞捂。但是,隨之而來(lái)的就是機(jī)床其它相關(guān)部分也要跟著更新設(shè)計(jì)趋厉,才會(huì)滿足機(jī)床的磨削加工技術(shù)要求寨闹。無(wú)論是機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還是電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都不應(yīng)該忽視步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力比較弱的特性。假如我們以上諸項(xiàng)問(wèn)題的解決方案沒(méi)有妥善解決陶簿,假如機(jī)床的整體零部件特別是關(guān)鍵零部件還是原來(lái)機(jī)械液壓系統(tǒng)機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)欣骏,采用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制的軸承磨床就不會(huì)從本質(zhì)上的得到改進(jìn)。
當(dāng)然航十,最徹底的辦法就是采用國(guó)際上最先進(jìn)的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)耽晦。采用伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的軸承磨床,將快跳油缸和諧波減速器去掉努扶,采用滾珠絲杠和伺服電機(jī)直聯(lián)結(jié)構(gòu)跃百,使得機(jī)械系統(tǒng)誤差最小。雖然我國(guó)的采用伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的軸承磨床多數(shù)還是脈沖控制晦了,但是伺服電機(jī)的綜合驅(qū)動(dòng)能力患刻,抗干擾能力和重復(fù)定位精度,比之步進(jìn)電機(jī)軸承磨床又前進(jìn)了一大步普统。由于步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的特性和諸多BUG杠锻,它只是機(jī)械液壓控制進(jìn)步到伺服系統(tǒng)控制中間的一個(gè)過(guò)渡產(chǎn)品,國(guó)外現(xiàn)在幾乎很少看到采用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制的精密磨床了埋村,我國(guó)是在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)時(shí)間最長(zhǎng)的國(guó)家珍特。隨著我國(guó)軸承行業(yè)技改速度的加快,隨著越來(lái)越多的加工高品質(zhì)軸承企業(yè)的發(fā)展魔吐,步進(jìn)電機(jī)控制的軸承磨床最終會(huì)被伺服電機(jī)取代的扎筒。
|