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超高速数控机床控制系统的发展

作者:  信息来源:info.mt.hc360.com  2006-4-2

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摘要:文章就超高速数控机床控制系统的高速主轴矢量控制器、快速响应的伺服系统、精简指令集计算机系统及高速切削中的其它辅助功能作一介绍。 高速数控加工技术是一门综合技术,实际应用中还有许多问题等待解决。这些问题包括:高速机床的动态、热态特性,刀具材料、几何形状与耐用度的关系,高速机床刀具、工夹具及工艺参数...
摘要:文章就超高速数控机床控制系统的高速主轴矢量控制器、快速响应的伺服系统、精简指令集计算机系统及高速切削中的其它辅助功能作一介绍。 

   高速数控加工技术是一门综合技术,实际应用中还有许多问题等待解决。这些问题包括:高速机 床的动态、热态特性,刀具材料、几何形状与耐用度的关系,高速机床刀具、工夹具及工艺参数,冷却润滑、切属排除和安全操作,CNC高速高精度控制系统等。近来,航空工业总公司为了解决在航空领域中数控加工的综合技术问题,在北京航空工艺研究所成立了“数控制造技术航空科技重点实验室”(LANCMT),将高速数控加工技术列为主要研究内容之一。 

本文从主轴控制、伺服系统、CNC系统等方面,对超高速数控机床的控制系统作一介绍。 

1.矢量控制的PWM交流变频控制器 

   电主轴是高速数控机床的关键部件,目前国际上最高水平的电主轴产品如瑞士Fisher公司产品,nmax=40000r/min,P=40kw;法国 Forest-Line公司的产品ORB17,nmax=40000r/min,P=40kW,M=9.5N·m等。轴承多采用陶瓷球轴承、磁浮轴承和空气静压轴承。高水平的电主轴从静止到最高速仅需1.5s,加速度达到1g。这些参数要求主轴控制器具有极高的动态品质、精度、可靠性和可维护性。矢量控制的PWM交流变频系统是这种控制的最佳选择。
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