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“機床大腦”的好壞對于數控機床的影響有多大

發(fā)布日期:2018-07-23 作者: 點(diǎn)擊:

數控機床之所以區別于傳統機床,最主要的原因就是它擁有屬于自己的“大腦”——數控系統,可以不像傳統機床一樣需要工人全程手動(dòng)操作。很多人都想知道,這個(gè)“大腦”的好壞,對于數控機床的影響到底有多大?


  要明白數控系統對數控機床的影響,首先要知道數控系統的結構。數控系統主要是由人機交互界面+數控核心+可編程邏輯控制器+驅動(dòng)組成,其中人機交互界面用于人機交互;數控核心則是數控系統的核心,用于軌跡的計算,位置的調節,和相關(guān)的控制,如加速度,刀具數據,零點(diǎn)偏移,以及各種復雜的機床功能??删幊踢壿嬁刂破鲃t用于機床邏輯的控制,如刀庫,液壓設備等;驅動(dòng)則是執行機構,對電機的電流環(huán)和速度環(huán)進(jìn)行調節,使其能快速準確的完成數控核心發(fā)出的指令。
 
  數控系統對于數控機床來(lái)說(shuō)不僅僅是一個(gè)配件,還可以說(shuō)是全套的解決方案,這其中又包括了硬件和軟件兩部分,只有當軟硬結合,以及數控系統中的人機交互界面、數控核心、可編程邏輯控制器、驅動(dòng)協(xié)同配合,共同完成機床的控制,才能保證機床的高精度,高質(zhì)量。因此,數控系統的好壞就會(huì )直接影響數控機床的精度和效率。
 
  一般情況下,大眾所定義的“好數控系統”都會(huì )配置高端的伺服電機。好的數控系統可以提供多種類(lèi)型的電機供用戶(hù)選擇,如高動(dòng)態(tài)電機、大慣量電機等。用戶(hù)可以根據機床不同的要求,選擇不同特性的電機。好的伺服電機一般也會(huì )有更高的編碼器分辨率,分辨率越大,速度波動(dòng)就越小。具有高分辨率編碼器的電機控制起來(lái)將會(huì )更加平穩,精度更高。
 
  業(yè)內人士都知道,電機與機械間會(huì )有很多的彈性連接(如彈性聯(lián)軸器),經(jīng)過(guò)一系列的彈性環(huán)節會(huì )使得機床在傳動(dòng)過(guò)程中存在細微的誤差,而系統此時(shí)只知道電機的反饋,并不知道傳動(dòng)中的誤差,因此實(shí)際的控制精度會(huì )受此影響。針對這種情況,中高端的數控系統可以接入光柵尺作為直接測量系統形成“全閉環(huán)”,這樣一來(lái)系統就可以直接通過(guò)光柵尺得到機械的實(shí)際反饋來(lái)進(jìn)行控制與調節,從而提高機床的精度。
 
  如今,很多高端數控系統都已經(jīng)能夠做到超過(guò)納米級的計算精度。這也意味著(zhù)高端數控系統可以提供更高的控制精度,從而達到更理想的插補軌跡。不僅如此,機床在生產(chǎn)過(guò)程中難免會(huì )受到外部環(huán)境干擾而產(chǎn)生的振動(dòng)影響,如冷卻設備、液壓設備,或者其他機床等。這一類(lèi)問(wèn)題一般可以通過(guò)光柵尺測出位置偏差來(lái)發(fā)現這些干擾,但卻很難通過(guò)調整機床的動(dòng)態(tài)響應參數來(lái)抑制和消除。而高端數控機床往往可以通過(guò)類(lèi)似西門(mén)子APC(Advance Position Control)高級定位控制功能一樣的方法來(lái)抑制外部干擾,從而進(jìn)一步提高機床加工性能。
 
  記得在CCMT2018展會(huì )上采訪(fǎng)山崎馬扎克(中國)有限公司總裁助理李金和先生時(shí)他曾講到,第七代CNC系統的人機對話(huà)功能經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展,如今愈發(fā)顯示出其優(yōu)越的實(shí)用性能,在計算機如此發(fā)達的今天,很多數控設備還需要人來(lái)進(jìn)行操控,而馬扎克的控制系統就可以通過(guò)日常對話(huà)式的語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行程序編輯,不僅為用戶(hù)提供了便利,也在很大程度上節約了人員方面的生產(chǎn)成本。僅從這一點(diǎn)來(lái)看,高端數控系統就展現出了其不同尋常的優(yōu)越性能。
 
  雖然說(shuō)數控機床的核心還是在于機床本身,良好的機械性能才是基礎,但一套好的、高質(zhì)量的數控系統卻可以將機床優(yōu)良的機械性能發(fā)揮得更加淋漓盡致,達到錦上添花的目的。


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