数控车床的伺服系统调整技术

0 引言

　　数控技术是采用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术。近年来数控技术的应用范围越来越广泛，比传统普通的车床创造出了更大的经济价值和社会价值，也推动了整个行业的发展。数控车床伺服系统是数控车床重要的组成部分，关系着数控加工的效果。但是目前数控加工效果受到多方面因素的影响，如伺服控制、数控车床零部件质量、机械结构等。因此为了确保数控车床的精度与性能，需要对伺服系统中的参数进行调整控制。由于各品牌数控系统有着不同的伺服调整方法，对调整人员的技术要求特别高，并且无法准确的评估伺服系统最佳的调整效果，使得数控车床无法发挥出最佳的动态性能。

1 数控车床伺服系统调整的概述

　　1.1 数控车床概述

　　1.1.1 数控车床的特点

　　数控车床是数控机床中应用最广泛的系统，因其具有良好的性能，占据了较高的市场，是一款性价比较高的数控机床产品。数控车床主要任务是完成回转零件的表面加工，其结构包括车床床身、数控系统、伺服进给系统、主轴、防护、机械传动机构、传感检测设备等。伺服系统是数控车床非常重要的部分，主要包括伺服驱动器、伺服电机、导轨、减速机、电机支撑架、滑板滑鞍等。在数控系统的控制下，伺服系统按照相关的指令进行相应的运动、检测，更好的完成插补切削。

　　1.1.2 数控车床的优点

　　数控车床集计算机技术、数控技术、机械制造、微电子技术等多种技术于一体，实现了高度的机电一体化功能。与传统普通的机床相比，具有较多的优势。数控系统在零件加工过程对其进行细致入微的程序编程，使得加工对象转变的适应性更强。2008 年北京奥运会的主体育场鸟巢，其加工的方式就是采用数控车床加工，完成了比传统普通机床无法完成的复杂加工任务。数控车床在控制上打破了传统的机械光杠传动，用先进的伺服控制所代替，从而保证了车床加工的精度和稳定的加工质量。数控编程使得数据车床加工更加适应零件的频繁更换。对新的零件进行加工时，只需要更改程序代码即可。其他车床对相同的程序同样适用，可以同时对多台车床改动程序，提高了数控车床的生产效率。同时由于数控机床自动化控制水平较高，有效的降低了操作者的劳动强度，方便了工厂对系统和车床组网的管理与监控，提高了生产自动化水平。

　　1.2 数控车床伺服系统调整的概述

　　数控机床机械结构主要包括主轴、X轴、Z 轴、尾台等，通常情况下影响其加工零件质量的主要因素是主轴、X 轴与 Z 轴。但是数控车床完成插补加工的主要部件是 X 轴与 Z 轴的伺服系统。数控机床伺服系统是数控车床系统中重要的一部分，其工作原理是自动控制车床移动部件的位置与速度，从而提高数控车床零件加工的精度与性能。但是在实际加工零件中，存在较多的因素对伺服系统造成了一定的干扰。为了确保加工的精度，需要从机械和电气等方面对伺服系统进行调整，提高数控车床的加工性能。

　　1.2.1 伺服系统的机械调整

　　对数控车床进行机械结构调整，实质就是对伺服系统中电机的尺寸精度、装配间隙、同轴程度、丝杠上母线、侧母线的装配情况、床鞍的爬行等方面进行检查，对X 轴与 Z 轴的机械插补的垂直度情况进行研究，同时伺服轴运动的机械情况和两轴插补运行不匹配程序进行深入的分析。除了上述方面外，加工车间的实际环境温度、湿度也是影响加工性能的重要因素。因此可以看出数控车床的机械结构和机械装配情况对加工零件工作影响较大。

　　1.2.2 伺服系统的电气调整

　　数控车床拥有最高精准度的伺服控制系统。伺服系统的电气调整是利用调整伺服驱动器的伺服参数对伺服电机进行控制。伺服电气调整包括闭环控制与半闭环控制。半闭环控制是在原本的伺服控制上增加了电机的反馈，并结合电机编码器的精准分度，使得电机的反馈控制更加精准。

　　通过图 1 可以看出 ：首先，装配资源包括了 ：装配信息模型、装配工具、夹具模板以及装配工作台模型等，装配资源初始化主要是指装配信息模型的初始化、装配工具、夹板模型、工作台模型的实例化，装配工作空间的参数设计与配置等，初始化是为装配工艺技术提供了一个初步的工作环境。其次，在三维装配工艺环境下，工作人员根据经验，首先选取了可拆除电子产品进行拆除试验，并利用计算机操作系统绘制出电子产品具体的拆除路径。同时根据电子产品的初始位置及最终位置确定出图形距阵中的关键点所在，并通过电子产品各关键点间的平动或旋动来仿真电子产品实际的拆除过程。如果在测试中发生互相干涉等现象，由将电子产品所有元件归于最初位置，如果没有发生任何问题，则产品进入下一层拆除测试阶段。如此反复几次后，就可以根据拆除的顺序求逆，从而推断出装配的序列。因此也可以说，装配路径即是拆除路径的反演过程。最后，工作人员根据所得到的装配序列路径在计算机操作程序的界面中通过图像将装配的整个过程用动态的模式演示出来，同时在操作窗口中选择出正确的装配工具，制定出详细的装配操作步骤。以此来提高电子产品整体的装配效率。

　　由此可见，利用三维装配工艺技术进行复杂电子产品的装配工艺，有效地避免了传统模式下几何推理和知识推理方法在工作中的局限性。同时，在三维装配工艺技术中充分运用了工作人员的专业知识和技能，提高了装配效率。

　　例如 ：某电子生产厂家在复杂电子产品生产过程中，就是运用了三维装配工艺技术。首先在计算机操作系统下，以 CAA与 VISUAL C ＋＋ 6.0 集成开发环境为开发工具，设计开发出一个基于 CATIA 系统下的三维装配工艺技术体系，该系统引入了工装夹具、装配工具及装配操作技术等，在计算机系统中实现了装配设计规划、装配路径序列、仿真装配模式等工艺技术。同时协助工作人员进行装配工艺定义及文件的编辑工作。该电子生产厂家在改用三维装配工艺技术后使得复杂电子产品生产装配效率大大提高。同时提高了该厂整体的经济效益。

3 结语

　　综上所述，三维装配工艺技术对提高复杂电子产品的生产装配效率是十分重要的。因此，在运用三维装配工艺技术时要结合工作经验及专业的技术，将三维装配工艺技术的优点发挥出来，促进电子行业的稳步发展。