數(shù)控雙頭車床中驅(qū)動(dòng)

一、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成部分

1. 電機(jī)

   • 數(shù)控車床常用的電機(jī)包括步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。

   • 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動(dòng)機(jī)。它的工作原理是基于電磁感應(yīng)，每接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，這個(gè)角度稱為步距角。例如，一個(gè)步距角為 1.8° 的步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)接收到 200 個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，電機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)一圈。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、成本較低，適用于對(duì)精度要求不是極高的場(chǎng)合，如一些簡(jiǎn)單的數(shù)控車床的輔助軸驅(qū)動(dòng)。

   • 伺服電機(jī)則是一種能夠精確控制位置、速度和轉(zhuǎn)矩的電機(jī)。它通過編碼器等反饋裝置，將電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)（如轉(zhuǎn)子位置、速度等）反饋給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信息和設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動(dòng)控制。伺服電機(jī)的響應(yīng)速度快、精度高，常用于數(shù)控車床的主軸和進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)，以保證加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。

   
   

2. 驅(qū)動(dòng)器

   • 驅(qū)動(dòng)器是電機(jī)的控制單元，它的作用是接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電機(jī)能夠識(shí)別的電流或電壓信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

   • 對(duì)于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它主要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)來控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和步數(shù)。驅(qū)動(dòng)器還可以設(shè)置電機(jī)的細(xì)分參數(shù)，細(xì)分是指將一個(gè)步距角細(xì)分成更小的角度單位，通過增加細(xì)分可以提高電機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度。例如，將步距角為 1.8° 的電機(jī)進(jìn)行 10 細(xì)分后，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)角就變?yōu)?0.18°。

   • 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功能更為復(fù)雜。它不僅要接收數(shù)控系統(tǒng)的位置、速度和轉(zhuǎn)矩指令，還要對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋控制。伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部通常包含高性能的處理器和復(fù)雜的控制算法，以確保電機(jī)能夠快速、精確地響應(yīng)指令，并且在運(yùn)行過程中保持穩(wěn)定。

   
   

二、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在數(shù)控車床中的作用

1. 主軸驅(qū)動(dòng)

   • 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要用于驅(qū)動(dòng)車床的主軸旋轉(zhuǎn)。在加工過程中，主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩直接影響著刀具與工件之間的切削速度和切削力。

   • 例如，在車削外圓時(shí)，根據(jù)工件材料和刀具材料的不同，需要選擇合適的主軸轉(zhuǎn)速。如果轉(zhuǎn)速過高，可能會(huì)導(dǎo)致刀具磨損過快；如果轉(zhuǎn)速過低，則會(huì)影響加工效率。通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以精確地控制主軸的轉(zhuǎn)速，使其在加工過程中保持在最佳狀態(tài)。同時(shí)，對(duì)于一些需要進(jìn)行恒線速度切削的場(chǎng)合，如車削圓錐面或球面，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠根據(jù)工件的直徑變化自動(dòng)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速，以保證切削線速度恒定，從而提高加工表面質(zhì)量。

   
   

2. 進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)

   • 數(shù)控車床的進(jìn)給軸包括 X 軸（橫向進(jìn)給）和 Z 軸（縱向進(jìn)給），進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制刀具相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

   • 精確的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)能夠保證加工零件的尺寸精度。例如，在車削螺紋時(shí)，進(jìn)給軸需要按照嚴(yán)格的螺距要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過精確控制進(jìn)給電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度，確保刀具能夠在工件上切削出符合要求的螺紋。而且，在進(jìn)行復(fù)雜的輪廓加工時(shí)，如車削非圓曲線，進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要與數(shù)控系統(tǒng)緊密配合，根據(jù)程序指令快速、準(zhǔn)確地改變進(jìn)給速度和方向，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的加工。