【doc】Num数控系统的反冲补偿功能
Num数控系统的反冲补偿功能
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数控系统的反冲补偿功能
Num公司北京办事处(100004)陈劲松
1,在自动控制系统里.反冲补偿是增强机械刚 性的一种有效手段.
齿条齿轮传动在超过4m以上行程机床上的一种很 传统的传动方式.尽管非常小心的加工和装配,在行程 长和加速度高的情况下,齿条齿轮之间的间隙也是无法 避免的.为了保证正常传动,通常采用一种带弹性元件 的预装负载装置来消除间隙,这种装置也可称作"工业 弹簧".该装置使用内部的负载始终压紧齿轮,保证了 负载和齿条之间的刚性并消除了间隙.
这种预负载系统在技术和经济上都存在着很大的缺 陷.首先据调查,这种装置的费用相当高(约50000欧 元),而且由于元件磨损很快,维护的费用也很可观. 此外,该装置由于体积庞大和不够稳定,需要经常调整 预负载弹簧和液压装置,并且由于电动机到齿轮之间传 动轴的数量很多,补偿的结果是有限的.
基于上述原因,现在OEM开始逐渐用电气预负载 补偿来代替上述装置.
2.在Num伺服系统MDLU2上进行补偿的原理 Num的反冲补偿系统使用一前一后两个电动机用来 把预负载加到齿轮齿条传动系统上(见图1).运动停止 时,齿轮保持接触;加速期间,从齿轮通过反向消除间 隙.
从动齿轮主动齿轮
载
Il移动方向
一
图l
每一个电动机提供加速度或制动转矩以确保工作台 (一前一后控制)的加速度(或减速度),反向预负载保 持齿轮的啮合,?肖除了因为反冲而带来的不利影 响.
为安全起见,预负载转矩是在伺服电动机动作时逐 渐加上的,以防止齿轮受到猛烈的冲击而毁坏. 在瞬时的加速和减速期间,预负载系统可以处理因 齿轮的振动和不稳定而带给两个电动机不同的加速度, 也就是说该系统可以处理同样两个电动机不同的动态行 为.和传统的机械补偿相比,靠两个电动机的电气反冲 补偿具有灵活及经济的双重优势.另外,它简化了机械 并且很容易调整和维护.最后,它提供了非常高的机械 刚性.图2是使用两个电动机的电气预负载系统和驱动 系统,具有反冲补偿功能.
图2
3.在Dufieux工业上的两个应用实例
Dufieux工业是法国一家制造特殊的中型及重型机床 的机床厂,该厂在直线轴及旋转轴上都应用了Num的 电气反冲补偿功能.第一个例子是行程14m的龙门铣 床,工作台是由齿条齿轮传动的.第二个例子是直径 4.5m工作台的车铣中心,工作台的旋转速度可达到 100r/min,精度达0.001..这两台机床都是应用到航空 航天工业,用两套电动机及两套
标准
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齿轮进行反冲补 偿,简化了装配过程,设定简单,优化快速,均达到良
好的精度及刚性.(收稿日期:20051130)
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