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卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制

發(fā)布時(shí)間：2020/4/28

　　　　　　　　　　卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制
　　1、卷板機(jī)主軸概述
　　卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停又稱為卷板機(jī)主軸定向功能，即當(dāng)卷板機(jī)主軸停止時(shí)，控制其停在固定的位置。卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停功能是加工中心數(shù)控機(jī)床的重要功能之一，用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀和精密加工的對(duì)刀、讓刀。
　　例如，如圖7．11所示，自動(dòng)換刀的數(shù)控鏜銑加工中心的切削轉(zhuǎn)矩一般是通過刀桿的端面鍵來傳遞的，這要求卷板機(jī)主軸停止時(shí)準(zhǔn)確定位于圓周上特定的角度。如圖12所示中加工精鏜孔后退刀或者加工階梯孔時(shí)，為了防止刀具和直徑小的階梯孔碰撞或者拉毛已經(jīng)加工的。
　　

　　圖12卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停鏜背孔示意圖
　　按照卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制的實(shí)現(xiàn)方式，通常卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停可分為機(jī)械準(zhǔn)停與電氣準(zhǔn)停。
　　圖13所示為一種典型的機(jī)械準(zhǔn)停裝置——v形槽定位盤準(zhǔn)停結(jié)構(gòu)。由帶有V形槽的粗定位盤、精定位盤、定位液壓缸、無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)等組成。
　　帶有V形槽的定位盤裝在卷板機(jī)主軸的尾端，與卷板機(jī)主軸端面的關(guān)系保持不變，以實(shí)現(xiàn)卷板機(jī)主軸定位位置的準(zhǔn)停控制。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行準(zhǔn)停指令時(shí)，如果卷板機(jī)主軸處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，首先卷板機(jī)主軸迅速減速至數(shù)控機(jī)床預(yù)先設(shè)定的低速(一般設(shè)定在60～300r／min)旋轉(zhuǎn)；如果卷板機(jī)主軸靜止，卷板機(jī)主軸則加速至該設(shè)定速度。然后，當(dāng)接近開關(guān)信號(hào)有效，CNC檢測(cè)到該信號(hào)后，卷板機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)并且斷開卷板機(jī)主軸傳動(dòng)鏈，這時(shí)卷板機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)與卷板機(jī)主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)因?yàn)閼T性繼續(xù)空轉(zhuǎn)。同時(shí)準(zhǔn)停油缸右腔進(jìn)油，定向活塞帶動(dòng)定位銷伸出并壓定位盤。定位銷滾子在精定位盤上滾動(dòng)，滾子與V形槽正對(duì)時(shí)，液壓缸中的壓力使定位銷插入v形槽，LS2準(zhǔn)停到位信號(hào)有效，準(zhǔn)停動(dòng)作完成。這里L(fēng)Sl為非準(zhǔn)停位置信號(hào)，LS2為準(zhǔn)停到位信號(hào)。在這種準(zhǔn)停控制方式中，只有LS2有效，才能進(jìn)行換刀等動(dòng)作，只有LSl有效，卷板機(jī)主軸才能正常啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。它們有一定的邏輯互鎖關(guān)系。
　　卷板機(jī)械準(zhǔn)停控制還可以通過其他方式來實(shí)現(xiàn)，但是基本原理都是一樣的。
　　3、電氣準(zhǔn)停控制
　　機(jī)械準(zhǔn)停控制方式多用于早期的數(shù)控機(jī)床，現(xiàn)在多采用電氣準(zhǔn)停控制。電氣準(zhǔn)停控制有以下優(yōu)點(diǎn)。
　　1)節(jié)約準(zhǔn)停時(shí)間
　　數(shù)控機(jī)床的換刀時(shí)問是一項(xiàng)重要指標(biāo)，換刀時(shí)間包括準(zhǔn)停控制時(shí)間。采用電氣準(zhǔn)停控制，即便卷板機(jī)主軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也可以快速定位去完成位置控制。
　　2)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好
　　電氣準(zhǔn)停控制只需要在卷板機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)軸和固定部件上安裝檢測(cè)裝置即可。由于簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，省去了復(fù)雜的機(jī)械、開關(guān)、液壓缸等裝置，就避免了機(jī)械準(zhǔn)停的機(jī)械沖擊，因此，電氣準(zhǔn)停的可靠性好，且使用壽命也得到延長(zhǎng)。
　　3)性價(jià)比高
　　雖然電氣準(zhǔn)停附件也需要一定的費(fèi)用，但由于簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)和強(qiáng)電邏輯控制，整體上的成本大大降低，性價(jià)比大大提高。
　　電氣準(zhǔn)停控制通常有以下三種方式。
　　1．磁傳愍器卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制
　　圖14所示為磁傳感器卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停的控制結(jié)構(gòu)圖，磁傳感器卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制是利用磁性傳感器來檢測(cè)定位的，由卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器自身完成。在卷板機(jī)主軸上安裝磁發(fā)體，在磁發(fā)體1。2 mm處固定一個(gè)磁傳感器，卷板機(jī)主軸即可具有磁傳感器卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停功能。
　　卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制時(shí)序圖如圖7—15所示。當(dāng)CNC執(zhí)行M19指令時(shí)，向卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器發(fā)出卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停啟動(dòng)命令，卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)該命令，并立即使卷板機(jī)主軸減速至已經(jīng)設(shè)定好的準(zhǔn)停速度。當(dāng)磁發(fā)體與磁傳感器對(duì)準(zhǔn)，卷板機(jī)主軸減速到某一爬行速度。當(dāng)磁發(fā)體與磁傳感器再次對(duì)準(zhǔn)，卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入磁傳感器作為反饋元件的位置閉環(huán)控制，準(zhǔn)停位置為目標(biāo)位置。卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器完成準(zhǔn)停控制后，輸出準(zhǔn)停完成信號(hào)。CNC接收到該信號(hào)后進(jìn)行自動(dòng)換刀或其他動(dòng)作。磁傳感器卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停裝置是單角度準(zhǔn)停。
　　伺服卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器
　　

　　圖14磁傳感器準(zhǔn)停的控制結(jié)構(gòu)圖
　　運(yùn)行信號(hào)
　　準(zhǔn)停信號(hào)
　　完成信號(hào)
　　卷板機(jī)主軸轉(zhuǎn)速
　　磁傳感器輸出
　　圖15卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制時(shí)序圖
　　2．編碼器卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制
　　這種準(zhǔn)停控制方式也由卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器來完成，其結(jié)構(gòu)如圖7．16所示。CNC只需要發(fā)出準(zhǔn)停信號(hào)，卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器完成后向CNC回復(fù)準(zhǔn)停完成信號(hào)。
　　編碼器卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停控制由卷板機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)置編碼器或安裝一個(gè)與卷板機(jī)主軸同步旋轉(zhuǎn)的位置編碼器來實(shí)現(xiàn)。如果采用內(nèi)置編碼器的話需要注意傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)卷板機(jī)主軸準(zhǔn)停精度的影響。可以通過對(duì)卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器的設(shè)置，使卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)處于位置控制或速度控制方式。編碼器準(zhǔn)停的控制步驟與傳感器類似，不同的是采用編碼器準(zhǔn)停可以由指令隨意設(shè)定準(zhǔn)停角度，十分靈活。
　　編碼器準(zhǔn)停控制時(shí)序圖如圖7一17所示。
　　3．?dāng)\控系統(tǒng)準(zhǔn)停控制
　　數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停控制方式由CNC完成，控制結(jié)構(gòu)圖如圖7．18所示。其原理與進(jìn)給軸的位置控制原理相似。
　　CNC伺服卷板機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器
　　

　　運(yùn)行信號(hào)
　　準(zhǔn)停信號(hào)
　　完成信號(hào)
　　卷板機(jī)主軸轉(zhuǎn)速
　　圖17編碼器準(zhǔn)停控制時(shí)序圖
　　

　　圖18數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停控制結(jié)構(gòu)圖
　　若采用這種準(zhǔn)停控制方式，有以下要求：
　　(1)CNC必須具有卷板機(jī)主軸閉環(huán)控制功能。
　　測(cè)速機(jī)
　　位置傳感器

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