发那科31IB 串联控制在重型龙门加工中心上的应用

重型数控龙门加工中心主要用于航空航天、船舶、能源（火电、水电、核电、风力发电）、交通运输（铁路、汽车）、军工、冶金、工程机械等工业支柱产业的大型关键零件的加工，也广泛用于模具及机床行业的大型金属零件的各种平面及曲面铣削[1-2]。随着重型数控龙门镗铣床的发展，串联转矩控制功能应用也越来越广泛。现以数控定梁龙门镗铣床配置发那科 31IB 数控系统为例，介绍发那科串联转矩控制在数控机床上的应用。
　　发那科 31IB 数控系统在大型机床中使用双电机驱动一个进给轴提供了不同的控制方式，即串联控制和同步控制。本节主要讲解的是串联控制，串联控制对主电机轴执行位置控制，对从电机轴仅执行转矩控制，因此这种控制也称转矩串联控制［3］。
1 功能说明
　　重型数控龙门加工中心总体布局为固定的龙门框架结构，床身承载工件移动，左、右为大截面立柱，横梁固定、立柱分布在工作台两侧的组合形式［4］。床身在 X 轴方向上移动，X 轴采用双电机驱动结构，可有效地提高机床定位精度和重复定位精度。包围式滑枕在溜板上作 Z 方向垂直移动，滑板连同滑枕在横梁上作Y 方向移动。某公司的重型龙门镗铣床，用户要求工作台承重30 t，加上工作台自身质量 11 t，由于单个电机不能提供足够的转矩，从惯量角度考虑使用两个较小的电机比使用一个较大的电机能更好地与机械惯量进行匹配，因此该机床采用串联控制功能进行双电机驱动。机床采用齿轮齿条进行机械传动，如图 1 所示。

宇匠数控备注：为保证文章的完整度，本文核心内容由PDF格式显示，如未有显示请刷新或转换浏览器尝试，手机浏览可能无法正常使用！

4 总结

调试的重点是通过调整转矩串联控制来减小机床反向间隙。通过对整个调试过程来看，预加载功能的调整看似简单，但得通过多次调整，机床在停止状态时的消隙作用也很明显。转矩串联控制对机床的换向间隙的改善也有明显优势，从260 μm 缩小到 15 μm。出于对机械的保护，预加载转矩并未设定很大的数值（说明书规定可以设定到额定转矩的 1 ／ 3，如果增大设定，可能会进一步缩小反向间隙，但效果可能不会非常明显）。
　　综合重型数控机床的设计情况，双电机电气消隙在性能上有明显优势：首先，提高了机床重复定位精度，在无光栅反馈的情况下，可以达到 20 μm。其次，机床控制更加灵活，两个电机既可以反方向驱动消除反向间隙，又可以当需要加大驱动力矩时，两个电机同向驱动。最后，为系统节约了成本，对于驱动大型和重型机床的大规格伺服电机而言，由于可以同时使用两台伺服电机，就有可能允许选用更小规格的伺服电机，系统综合成本不一定高于一个大规格伺服电机驱动的机械消隙。

发那科31IB 串联控制在重型龙门加工中心上的应用

加工中心相关内容

星瀚系列高速加工中心

星瀚S系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

CNC加工中心钻攻异型散热器的夹具设计

五面体加工中心

产品中心

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

产品中心

数控文章

其它栏目

关注官方微信

加工中心 相关内容

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

其它栏目

关注官方微信

加工中心相关内容