数控机床的准闭环控制数控技术

发布时间：2014-04-14 作者：王玉琳来源：万方数据

关键字：控制数控机床步进电机直线光栅

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本文针对以步进电机作为驱动电机的数控机床开环系统存在的一些问题,诸如伺服精度低、失步误差不能补偿等,文章提出了一种新的控制技术———准闭环控制。采用这种控制方式,可以获得类似闭环系统的控制精度和开环系统的稳定性。文章选用MCS-51 单片机作为控制核心,直线光栅测量位移,在普通车床上建立了一种新型的准闭环控制系统。实践表明,该系统的控制精度高、稳定性好、性价比高。它适合于经济型数控机床,应用前景十分广泛。

　　3. 5 车削结果

　　通过对不同形状零件的加工,包括内、外圆柱面,端面、沟槽、任意锥面、球面以及各种螺纹的切削,实践表明,采用上述闭环系统时,加工误差均能控制在一个脉冲当量之内,这对经济型数控车床来说是相当理想的。

　　图4 示出了一个典型零件,它是由4 把刀具一次装夹加工出来的。两把刀具用于车削外圆面(粗、精车) ,一把用于割槽,另一把则用于车螺纹。4 把刀尖的相对位置由自动对刀装置在2 分钟之内对好。毛坯为一根< 44 的40Cr 棒料,切削时间为2分32 秒。图4 中,括号内的数字为图纸标注尺寸,没加括号的数字为切削后的实测尺寸。从图中可以看出,该零件的尺寸精度均没有超出±0. 005mm。

图4 　零件图

4 结束语

　　本文提出的步进电机的位置准闭环控制技术已经成功地应用在多种经济型数控系统上。大量的应用实践表明,采用准闭环控制的数控机床具有较高的控制精度和良好的稳定性,并具有较高的性能价格比。准闭环控制能够有效地克服机械部件的传动误差与步进电机的失步误差,使得数控机床的控制精度达到一个脉冲当量。这种控制方式解决了目前经济型CNC 机床控制精度普遍低的问题,具有一定的推广和使用价值。

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