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机床应用选型

机床应用选型 鑫丰工控
2020-12-03
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机床行业介绍


鑫   丰  


机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段,是装备制造业的基础设备,主要为汽车、军工、农机、工程机械、电力设备、铁路机车、船舶等行业服务

中国工信部发布智能制造“十三五”发展规划,明确提出全方位智能化转型,并重点发展机器人、航空航天装备等十大战略产业.未来五年,升级版的中国制造格局有望逐渐成型,并为“中国制造2025”等中长期目标奠定基础,使转型为智能制造的制造业继续为中国经济的发展提供持续可靠的动力.

从中国机床行业来看,中国机床工具工业协会统计数据显示,2016年国内机床消费总额达到275亿美元(约合1892.72亿人民币),同比持平,结束了自2011年以来的连续下降趋势。目前行业产出呈现出恢复性增长,达到了229亿美元(约合1576.12亿人民币),同比增长3.6%,实现了由负转正的态势。

中国机床工具行业景气度指数由订单、经营、成本、环境、预期五类单项指标综合组成。

《2016-2020年中国数控机床市场投资分析和前景预测报告》中个的数据显示,我国在中高档数控系统研究开发方面取得了长足的进步,2010年以来中国机床行业累计在航空航天、能源、传播、汽车等重点领域实现了3.5万余台国产中高档数控机床的应用,实现了进口替代。

但是必须注意的是,我国在部分高档数控机床技术的功能性能和可靠性方面还与国际先进水平存在一定差距。如中国汽车工业协会常务副会长董扬在机床制造业CEO国际论坛中所说的那样,中国机床行业依然任重道远。









闭环伺服系统


必须具备测量元件

直接在移动工作台上安装直线位移检测装置如光栅、磁尺、感应同步器等,检测出来的反馈信号与输入指令相比较,用比较的差值进行控制,直至差值消除时停止,这叫闭环控制

优点是控制精度高,但是安装、调试和维护比较复杂,而且价格昂贵。

对工作台的实际位置不进行检查测量,而是通过与伺服电机(执行单元)有机联系的测量元件(如测速电机、光电编码器等)检测出伺服电机的转角,间接推算出工作台实际位移量,用此值与指令值进行比较,用差值来实现控制。

由于检测的不是工作台的位移,所以称之为半闭环

半闭环精度没有闭环高,但调试却比闭环容易。


加工中心的基本结构

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  • CNC数控系统

 中央处理器:存储器、运算器、控制器、总线输入、输出接口

  • 伺服系统
  • 机械本体




伺服系统



永磁式交流同步电机
结构:电机由定子、转子和检测元件组成


交流伺服运动控制的组成




  • 电机部分:交流永磁电机 
  • 功率变换部分:可控整流、直流斩波、逆变等
  • 控制器部分:PID控制、自适应控制、模糊控制、智能控制、矢量控制、直接转矩控制等

加工中心的发展动向

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  • 提高主轴转速  提高进给速度

  • 缩短辅助时间  提高加工精度

  • 缩短非加工时间  提高自动化程度

  • 特殊功能附件



数控机床主轴驱动的要求


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  • 主轴控制涉及数控机床的G、S、M、T控制功能,故对主轴电动机提出了以下两项要求。
  • 主轴应输出大功率。为了满足生产率的要求,通常主传动电动机应有2.5~250kW的功率范围,因此,对功率驱动电路提出了更高的要求。
  • 调速范围要足够大。一般要求能在l∶(100~1000)范围内的恒转矩调速,1∶10的恒功率调速,并能实现四象限驱动功能。
  • 为了满足上述数控机床对主轴驱动的要求,主轴电动机应具备以下性能:

(1)电动机功率要大,且在大的调速范围内速度要稳定,恒功率调速范围宽;

(2)在断续负载下电动机转速波动要小;

(3)加速、减速时间短;

(4)温升低、噪声小、振动小、可靠性高、寿命长、易维护、体积小、重量轻;

(5)电动机过载能力强。







数控机床对数控伺服系统的要求


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  • 精度高
   由于伺服系统控制数控机床的速度和位移输出,为保证加工质量,要求它有足够高的定位精度和重复定位精度。一般要求定位精度为0.001-0.01mm,高档设备达到0.1μm以上。速度控制要求较高的调节精度和较强的抗负载干扰能力,以保证动、静态精度较高。
  • 快速响应特性好

   快速响应是伺服系统动态品质的标志之一,反映系统的跟踪精度。它要求伺服系统跟随指令信号不仅跟随误差小,而且响应要快,稳定性要好。现代数控机床的插补时间都在20ms以内,在短时间内指令变化一次,要求伺服系统动态、静态误差小,反向死区小,能频繁启、停和正、反向运动。






  • 控制模式选择合理

  • 负载惯量JL≦电机的转子惯量JM  选型按3倍

  • 有效转矩Trms﹤电机的额定转矩

  • 瞬时最大转矩T1﹤[电机的瞬时最大转矩

  • 必要的最大转数N≦电机的额定转数

  • 编码器分辨率R=P.G/AP.S

  • 客户要求选择是否带抱闸




关于济南鑫丰电器设备有限公司


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  济南鑫丰电器设备有限公司是一家专注于工业自动化产品销售和系统集成及嵌入式开发的高新技术公司, 现为英威腾全系列产品山东省的核心经销商,英威腾变频器售后服务联保中心。公司业务范围包括知名工控品牌的销售、系统集成、嵌入式开发、电气控制柜设计、系统安装调试、设备维修保养、技术培训等,产品涵盖高低压变频器、伺服控制、PLC控制、UPS电源等。公司秉承“业精于专,方显卓越;厚植根基,永续发展”的经营理念,为客户提供更加优质快捷的服务,鑫丰公司期待与您携手共创美好明天。



详情请咨询:0531-88160237(商务部)0531-66570086(技术部)



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济南鑫丰电器设备有限公司是一家专著于工业自动化产品销售和工业自动化工程设计的高新技术公司
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