【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計的伺服放大器 。具有最新的 伺服、主軸控制和伺服調(diào)試工具 SERVOGUIDE。 圖 2— 4 SVSP伺服放大器與β i系列伺服 i 系列伺服驅(qū)動器 : FANUC 數(shù)控系統(tǒng)常用的高性能伺服驅(qū)動產(chǎn)品，采用模塊化的結(jié)構(gòu)形式，驅(qū)動由電源模塊、伺服驅(qū)動模塊、主軸驅(qū)動模塊組成。主軸模塊是用于控制主軸電機(jī)的模塊，其結(jié)構(gòu)和功能與伺服驅(qū)動器類似。主軸驅(qū)動模塊可分為 200V 和高壓 400V 兩大系列，實際使用中選用 200V 的居多。各模塊及說明如圖 2— 5 所示。α i 系列伺服放大器的選型與β iS 系列的伺服放大器基本相似，所不同的是需要先選 擇控制軸數(shù)，再選擇伺服模塊、直流短路棒 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 7 圖 2— 5 α i系列伺服放大器 輔助裝置 輔助功能包括各種支持機(jī)床操作的功能，像主軸的啟動、換刀、程序啟停和切削液的開停等。 執(zhí)行輔助功能的基本步驟 ： （ 1）假設(shè)在指令程序中指令了 MXXX。 XXX 可以通過參數(shù)為每個功能指定最大位數(shù)，指令超過該最大位數(shù)時，會有報警發(fā)出。 （ 2）輸出代碼信號 M00M31,經(jīng)過由參數(shù)設(shè)定的時間 TMF 后，選通脈沖代碼信號 MF 成為“ 1” 。代碼信號以二進(jìn)制來表述程序指令值 XXX。輔助功能與其他功能指令移動指令一起運行時，同時進(jìn)行。 （ 3） PMC 側(cè)，在選通脈沖信號成為“ 1”的時刻讀取代碼信號，執(zhí)行對應(yīng)動作。 (4)如果希望在相同程序段中完成移動、暫停等指令后執(zhí)行對應(yīng)的動作，應(yīng)等待分配完成信號 DEN 變?yōu)椤?1”。 （ 5） PMC 側(cè)，在完成對應(yīng)的動作時，應(yīng)將完成信號 FIN 設(shè)定為“ 1”。 （ 6）完成信號在由參數(shù)設(shè)定的時間 TFIN 以上保持“ 1”時， CNC 將選通脈沖信號設(shè)定為“ 0”通知已經(jīng)接受了完成信號的事實。 （ 7） PMC 側(cè)在選通脈沖信號成為“ 0”的時刻 ，將完成信號設(shè)定為“ 0”。 （ 8）完成信號成為“ 0”時， CNC 將代碼信號全設(shè)定為“ 0”，輔助功能全部完成。 （ 9） CNC 等待相同程序段的其他指令完成，然后進(jìn)入下一程序段。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 8 第 3 章 機(jī)械結(jié)構(gòu) 刀架總述 數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，并可作移動或回轉(zhuǎn)的部件，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率。 刀架是直接完成切削加工的執(zhí)行部件，所以，刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強度和剛度，以承受粗加工時的切削抗力。由于切削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，所以 要求數(shù)控車床選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證有較高的重復(fù)定位精度。此外，刀架的設(shè)計還應(yīng)滿足換刀的時間短、結(jié)構(gòu)緊湊和安全可靠等要求。 刀架的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)控刀架作為數(shù)控車床的動作執(zhí)行部件，其基本結(jié)構(gòu)： （ 1）驅(qū)動裝置 主要有電機(jī)、液壓電動機(jī)、齒輪、齒條。 （ 2）分度裝置 通過機(jī)械液壓傳動結(jié)構(gòu)到所需工位間的轉(zhuǎn)動。結(jié)構(gòu)主要分為間歇分度結(jié)構(gòu)和連續(xù)分度機(jī)構(gòu)?？焖贀Q刀一般選用雙向旋轉(zhuǎn)的連續(xù)分度機(jī)構(gòu)。 （ 3）預(yù)定位裝置 到達(dá)所需的工位后，停止分度運動，以便于齒盤正確嚙合。伺服電機(jī)驅(qū)動刀架，利用伺服 電機(jī)編碼器作為預(yù)定位。 （ 4）松開、剎緊裝置 齒盤副的松開剎緊。為了完成快速殺緊和得到的殺緊力，松開和剎緊一般選用液壓和機(jī)械等來實現(xiàn)松開和剎緊。 （ 5）精定位裝置 刀具在切削時需要很高的剛性和定位精度，因此刀架都選用齒盤副做的精度定位元件。 （ 6）發(fā)信裝置 包括工位信號（編碼器）和動作控制信號。 （ 7）裝刀裝置 包括刀盤、刀夾及夾刀裝置。目前刀盤有 2 種模式：歐式VDI、日式槽刀盤。德國標(biāo)準(zhǔn) VDI 刀盤 DIN69880 和 DIN69881 標(biāo)準(zhǔn)。 （ 8）數(shù)控刀架換刀動作 系統(tǒng)發(fā)出指令 —— 齒盤松開 —— 刀架旋 轉(zhuǎn)分度 —— 到達(dá)目標(biāo)工位并發(fā)信號給系統(tǒng) —— 預(yù)定位 —— 齒盤鎖緊精定位 —— 系統(tǒng)確認(rèn)后工件切削。 為滿足不同工件的加工要求，數(shù)控刀架分為 12 工位，形式為立式和臥式。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 9 刀架 的 分類 按刀架的回轉(zhuǎn)軸線分類，有繞水平軸旋轉(zhuǎn)分度和繞垂直軸旋轉(zhuǎn)分度兩大類。按裝刀數(shù)來分常見的有四工位電動刀架和六工位電動刀架等。按機(jī)械定位方式分，常見的有端齒盤定位，三齒盤定位，斜板圓銷轉(zhuǎn)位電動刀架等。三齒盤定位電動刀架 (又稱為“免抬刀架” )可實現(xiàn)上刀體不抬起而順利地轉(zhuǎn)位換刀的要求，排除了冷卻液、加工屑對刀架轉(zhuǎn)位時的影響，較為可靠地解決了刀架的密封問題。斜板圓銷轉(zhuǎn)位電動刀架結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。 刀架的幾種典型結(jié)構(gòu) 如 圖 31 所示，電機(jī)經(jīng)彈簧安全離合器至蝸輪副帶動螺母旋轉(zhuǎn)，螺母舉起刀架使端齒盤的上盤與下盤分離，隨即帶動刀架旋轉(zhuǎn)到位，然后發(fā)信號使電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊，使刀架換位，進(jìn)行切削加工。螺母升降式零件多，但加力可靠，精度較高，許多刀架都利用這種原理設(shè)計。 圖 31 螺旋轉(zhuǎn)位刀架 1內(nèi)裝信號盤 2刀架 3端齒盤 4電機(jī) 5安全離合器 （ 2）數(shù)控車床方刀架 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床方刀架是在普通車床四方刀架的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種自動換刀裝置，其功能和普通四方刀架一樣：有四個刀位，能裝夾六把不同的刀具，方刀架回轉(zhuǎn) 90`時，刀具變換一個刀位，但方刀架的回轉(zhuǎn)和刀位號的選擇是由加工程序指令控制的。換刀時方刀架的動作順序是：刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位和刀架夾緊。完成上述動作要求，有相應(yīng)的機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。 （ 3）轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀 架 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 10 轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀架適用與盤類零件加工。在加工軸類零件時，可以換用四方回轉(zhuǎn)刀架。由于兩者底部安裝尺寸相同，更換刀架十分方便?；剞D(zhuǎn)刀架動作根據(jù)數(shù)控指令進(jìn)行，由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥進(jìn)行控制，其動作過程分為如下四個步驟：（ 1）、刀架抬起，（ 2）、刀架轉(zhuǎn)位、（ 3）、刀架壓緊，（ 4）、轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位。如果定位、壓緊動作正常，刀架會發(fā)出信號表示已完成換刀過程，可進(jìn)行切削加工。 （ 4）盤形自動回轉(zhuǎn)刀架 盤形自動回轉(zhuǎn)刀架根據(jù)刀位又可分為 A 型、 B 型和 C 型，其中 A 型和 B 型刀架可配置 12 把刀具， C 型可配置 8 把刀具。 A、 B 型回轉(zhuǎn)刀盤 的外切刀可使用25mm*150mm 標(biāo)準(zhǔn)刀具和刀桿截面為 25mm*25mm 的可調(diào)工具， C 型可用尺寸為20mm*20mm*125mm 的標(biāo)準(zhǔn)刀具。鏜刀桿直徑最大為 32mm。該種刀架更換和對刀十分方便。刀位選擇由刷形選擇器進(jìn)行，松開、夾緊位置檢測由微動開關(guān)控制。整個刀架控制是一個純電氣系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單。 圖 八工位刀架 （ 5）車削中心的動力刀架 車削中心的動力刀架的刀盤上可以安裝各種非動力輔助刀夾（車刀夾、鏜刀夾、彈簧刀夾、莫氏刀柄），夾持刀具進(jìn) 行加工，還可安裝動力刀夾進(jìn)行主動切削，配合主機(jī)完成車、銑、鉆、鏜等各種復(fù)雜工序，實現(xiàn)加工程序自動化、高效化。該刀架采用端齒盤作為分度定位元件，刀架轉(zhuǎn)位由三相異步電機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)內(nèi)部帶有制動機(jī)構(gòu)，刀位由二進(jìn)制絕對編碼起器識別，并可雙向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀。動力刀具由交流伺服電機(jī)驅(qū)動，通過同步齒形帶、傳動軸、傳動齒輪、端面齒離合器將動力傳遞到動力刀夾，再通過刀夾內(nèi)部的齒輪傳動，刀具回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)主動切削。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 FANUC 數(shù)控車床刀架換刀工作原理 在本課題中以六工位刀架為例，因此系統(tǒng)發(fā)出換刀信號，通過 PMC 輸出一個刀架正轉(zhuǎn)信號，刀架電動機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，刀架開始找刀。刀架的刀位檢測電路在正向旋轉(zhuǎn)的過程中輸出刀位信號，刀位檢測電路如圖所示，每個刀位各有一個霍爾位置檢測開關(guān)，各刀具按順序依次經(jīng)過磁發(fā)體位置產(chǎn)生相應(yīng)的刀位信號輸入到 PMC 中，當(dāng)實際刀位和目的刀位寄存器中的刀位相一致時，道具到位。系統(tǒng)通過 PMC 輸出刀位反轉(zhuǎn)信號，刀架下降、鎖緊，刀架反轉(zhuǎn)時間可以通過程序進(jìn)行設(shè)定，時間不宜過長或過短，過長就有可能燒壞電動機(jī)或造成電動機(jī)過熱空氣開關(guān)跳閘，時間過短就有可能造成刀架不能夠鎖緊。刀架鎖緊以后，整個換刀過程結(jié)束。 圖 刀架檢測電路 對于六工位自動回轉(zhuǎn)刀架來說，它最多裝有六把刀具，微機(jī)系統(tǒng)控制的任務(wù)，就是選中任意一把刀具，讓其回轉(zhuǎn)到工作位置。刀架外觀如圖 。