《數控機床的主傳動系統(tǒng).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《數控機床的主傳動系統(tǒng).ppt（80頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第二章 數控機床的結構,模塊2：機械結構,一、數控機床結構要求與總體布局 二、數控機床主運動的特點 三、數控機床主軸的變速方式 四、主軸部件,本章內容,一、數控機床結構要求,機床本體是數控機床的主體部分。來自于數控裝置的各種運動和動作指令，都必須由機床本體轉換成真實的、準確的機械運動和動作，才能實現數控機床的功能，并保證數控機床的性能要求。數控機床的機床本體由下列各部分組成： （1）主傳動系統(tǒng)，其功用是實現主運動 （2）進給系統(tǒng) ，其功用是實現進給運動 （3）機床基礎件，通常指床身、底座、立柱、滑座、工作臺等。其功用是支承機床本體的零、部件，并保證這些零、部件在切削加工過程中占有的準確位置。,

2、（4）實現某些部件動作和某些輔助功能的裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻以及防護、排屑等裝置。 （5）實現工件回轉、分度定位的裝置和附件，如回轉工作臺。 （6）刀庫、刀架和自動換刀裝置 （7）自動托盤交換裝置 （8）特殊功能裝置，如刀具破損檢測、精度檢測和監(jiān)控裝置等。,其中，機床基礎件、主傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)以及液壓、潤滑、冷卻等輔助裝置是構成數控機床的機床本體的基本部件，其他部件則按數控機床的功能和需要選用。 盡管數控機床的機床本體的基本構成與傳統(tǒng)的機床十分相似，但由于數控機床在功能和性能上的要求與傳統(tǒng)機床存在著巨大的差距，所以數控機床的機床本體在總體布局、結構、性能上與傳統(tǒng)機床有許多明顯的差異。

3、,數控技術、伺服驅動技術的發(fā)展及在機床上的應用，為數控機床的自動化、高精度、高效率提供了可能性，但要將可能性變成現實，則必須要求數控機床的機械結構具有優(yōu)良的特性才能保證。這些特征包括結構的靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性、低速運動的平穩(wěn)性及運動時的摩擦特性、幾何精度、傳動精度等。,1、提高機床結構的靜剛度 機床結構的靜剛度是指在切削力和其他力的作用下，機床抵抗變形的能力。 有標準規(guī)定數控機床的剛度系數應比類似的普通機床高50%。,1）合理設計基礎件的截面形狀和尺寸 機床在外力的作用下，各基礎件將承受彎曲和扭轉載荷，其彎曲和扭轉變形的大小則取決于基礎件的截面抗彎和抗扭慣性矩，抗彎、抗扭慣性矩大，變形則小

4、，剛度就高。 教材p56表3-1列出了在截面積相同（即重量相同）時，不同截面形狀和尺寸的慣性矩。,由表中數據可知： 在形狀和截面積相同時，減小壁厚，加大截面輪廓尺寸，可大大增加剛度； 封閉截面的剛度遠遠高于不封閉截面的剛度； 圓形截面的抗扭剛度高于方形截面，抗彎剛度則低于方形截面； 矩形截面在尺寸大的方向具有很高的抗彎剛度。,2）采用合理的結構布局，改善機床的受力狀態(tài)，提高機床的靜剛度 如教材P59圖3-4所示,3）采取補償構件變形的結構措施 在外力作用下，機床的變形是不可避免的，如果能采取措施使變形對加工精度的影響減小，其結果相當于提高了機床的剛度。依照這一思路，產生了許多補償有關零、部件的

5、靜力變形的方法，這種方法普遍用于補償因自重而引起的靜力變形。 如教材P60圖3-6所示。,2、提高機床結構的抗振性 機床的振動會在被加工工件表面留下振紋，影響工件的表面質量，嚴重時則使加工過程難以進行下去。機床加工時可能產生兩種形式的振動：強迫振動和自激振動。機床的抗振性指的是抵抗這兩種振動的能力。 提高機床結構抗振性的措施： P62,3、減小機床的熱變形 熱膨脹是各種金屬和非金屬材料的固有特性。機床在工作時，有許多部件和部位會產生大量熱量，如電機、滾動軸承、切屑以及刀具與工件的切削部位、液壓系統(tǒng)等。這些產生熱量的部件和部位稱為熱源。熱源產生的熱量通過傳導、對流、輻射傳遞給機床的各個部件，引起

6、溫升，產生膨脹。由于熱源分布不均勻，各熱源產生的熱量不等，零部件各處質量不均勻，形成機床各部位溫升不一致，從而產生不均勻的溫度場合不均與的熱膨脹變形，以致破壞刀具與工件的正確相對位置，影響加工精度。,4、改善運動導軌副的摩擦特性 機床導軌是機床基本結構的要素之一。機床的加工精度和使用壽命很大程度上取決于機床導軌的質量，而對數控機床的導軌則有更高的要求，如：高速進給時不振動，低速進給時不爬行；有高的靈敏度，能在重載下長期連續(xù)工作；耐磨性要高，精度保持性要好等。這些都與導軌副的摩擦特性有關，要求摩擦系數小，靜、動摩擦系數之差小?，F代數控機床采用的導軌主要由塑料滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌。,二、數

7、控機床的總體布局,數控車床的常用布局形式 臥式數控鏜銑床（臥式加工中心）的常用布局形式 立式數控鏜銑床（立式加工中心）的常用布局形式 數控機床交換工作臺的布局 高速加工數控機床的特殊布局 虛擬軸機床,1、數控車床的常用布局形式,平床身 斜床身 立式床身,圖2-1 數控車床的三種常用布局 (a)平床身布局(b)斜床身布局(c)立式床身布局,常用布局形式,這三種布局方式各有特點，一般經濟型、普及型數控車床以及數控化改造的車床，大都采用平床身；性能要求較高的中、小規(guī)格數控車床采用斜床身（有的機床是用平床身斜滑板）；大型數控車床或精密數控車床采用立式床身。,1）水平床身 水平床身的工藝性好，便于導軌面

8、的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的運動精度，一般可用于大型數控車床或小型精密數控車床的布局。但是水平床身由于下部空間下，故排屑困難。從結構尺寸上看，刀架水平放置使得滑板橫向尺寸較長，從而加大了機床寬度方向的結構尺寸。如下圖所示：,2）斜床身 水平床身配置傾斜放置的滑板，并配置傾斜式導軌防護罩，這種布局形式一方面有水平床身工藝性好的特點，另一方面機床寬度方向的尺寸較水平配置滑板的要小，且排屑方便。水平床身配上傾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板布局形式被中、小型數控車床所普遍采用。此兩種布局形式的特點是排屑容易，熱鐵屑不會堆積在導軌上，也便于安裝自動排屑器；操作方便，易于安裝機械手，以實

9、現單機自動化；機床占地面積小，外形簡單、美觀，容易實現封閉式防護。 斜床身其導軌傾斜的角度分別為30、45、60、75和90（稱為立式床身）。若傾斜角度小，排屑不便；若傾斜角度大，導軌的導向性差，受力情況也差。導軌傾斜角度的大小還會直接影響機床外形尺寸高度與寬度的比例。綜合考慮上面的因素，中小規(guī)格的數控車床其床身的傾斜角度以60為宜。,2、臥式數控鏜銑床（臥式加工中心）的常用布局形式 臥式數控鏜銑床（臥式加工中心）的布局形式種類較多，其主要區(qū)別在于立柱的結構形式和X、Z坐標軸的移動方式上（Y軸移動方式無區(qū)別）。,單立柱 框架結構雙立柱,圖2-2臥式數控鏜銑床（臥式加工中心）常見的布局形式,常用

10、的立柱,Z坐標軸的移動方式有工作臺移動式（圖2-2a、b）和立柱移動式（圖2-2c）兩種。以上基本形式通過不同組合，還可以派生其他多種變形，如X、Z兩軸都采用立柱移動，工作臺完全固定的結構形式；或X軸為立柱移動、Z軸為工作臺移動的結構形式等。,圖2-2 臥式數控鏜銑床（臥式加工中心）的 常用布局形式,在圖2-2所示的三種中、小規(guī)格臥式數控鏜銑床（臥式加工中心）常見的布局形式中，圖2-2a所示的結構形式和傳統(tǒng)的臥式鏜床相同，多見于早期的數控機床或數控化改造的機床；圖2-2b所示的采用了框架結構雙立柱、Z軸工作臺移動式布局，為中、小規(guī)格臥式數控機床常用的結構形式。圖2-2c所示的采用了T形床身、框

11、架結構雙立柱、立柱移動式（Z軸）布局，為臥式數控機床典型結構。,框架結構雙立柱采用了對稱結構，主軸箱在兩立柱中間上、下運動，與傳統(tǒng)的主軸箱側掛式結構相比，大大提高了結構剛度。另外，主軸箱是從左、右兩導軌的內側進行定位，熱變形產生的主軸軸線變位被限制在垂直方向上，因此，可以通過對Y軸的補償，減小熱變形的影響。,2.2.2臥式數控鏜銑床（臥式加工中心）的常用布局形式,T形床身布局可以使工作臺沿床身做X 方向移動時，在全行程范圍內，工作臺和工件完全支承在床身上，因此，機床剛性好，工作臺承載能力強，加工精度容易得到保證。而且，這種結構可以很方便地增加X軸行程，便于機床品種的系列化、零部件的通用化和標準

12、化。,立柱移動式結構的優(yōu)點是：首先，這種形式減少了機床的結構層次，使床身上只有回轉工作臺、工作臺，共三層結構，它比傳統(tǒng)的四層十字工作臺，更容易保證大件結構剛性；同時又降低了工件的裝卸高度，提高了操作性能。其次，Z軸的移動在后床身上進行，進給力與軸向切削力在同一平面內，承受的扭曲力小，鏜孔和銑削精度高。此外，由于Z軸的導軌的承重是固定不變的，它不隨工件重量改變而改變，因此有利于提高Z軸的定位精度和精度的穩(wěn)定性。但是，由于Z軸承載較重，對提高Z軸的快速性不利，這是其不足之處。,3、立式數控鏜銑床（立式加工中心）的常用布局形式,立式數控鏜銑床（立式加工中心）的布局形式與臥式數控鏜銑床類似，圖2-3所

13、示的是三種常見布局形式。,這三種布局形式中，圖2-3a所示的結構形式是常見的工作臺移動式數控鏜銑床（立式加工中心）的布局，為中、小規(guī)格機床的常用結構形式；圖2-3C所示的采用了T形床身，X、Y、Z三軸都是立柱移動式的布局，多見于長床身（大X軸行程）或采用交換工作臺的立式數控機床。這三種布局形式的結構特點，基本和臥式數控鏜銑床（臥式加工中心）的對應結構相同。,同樣，以上基本形式通過不同組合，還可以派生其他多種變形，如X、Z兩軸都采用立柱移動、工作臺完全固定的結構形式，或X軸為立柱移動、Z軸為工作臺移動的結構形式等等。,圖2-3立式數控鏜銑床（立式加工中心）常見的布局形式,圖2-3立式數控鏜銑床（

14、立式加工中心）的常用布局形式,4、數控機床交換工作臺的布局,為了提高數控機床的加工效率，在加工中心上經常采用雙交換工作臺，進行工件的自動交換，以進一步縮短輔助加工時間，提高機床效率。,圖2-4a是移動式雙交換工作臺布局圖，用于工作臺移動式加工中心。對于圖示的初始狀態(tài)，其工作過程是：首先在工位工作臺上裝上工件，交換開始后，X軸自動運動到工位的位置，并松開工作臺夾緊機構；交換機構通過液壓缸或輔助電動機將機床上的工作臺拉到工位上；X軸再自動運動到工位的位置，交換機構將裝有工件的工位工作臺送到機床上，并夾緊。在機床進行工件加工的同時，操作者可以在工位裝卸工件，準備第二次交換。這樣就使得工件的裝卸和機床

15、加工可以同時進行，節(jié)省了加工輔助時間，提高了機床的效率。,圖2-4所示的是兩種常見的雙交換工作臺布局形式,4、數控機床交換工作臺的布局,圖2-4b 是回轉式雙交換工作臺布局圖，用于立柱移動式加工中心。其工作過程是：首先在工位（裝卸工位）工作臺上裝上工件，交換開始后，工位（加工工位）的工作臺夾緊機構自動松開；交換回轉臺抬起，進行180 回轉，將工位上工作臺轉到工位的位置，并夾緊。在機床進行工件加工的同時，操作者可以在工位裝卸工件，準備第二次交換。 回轉式雙交換工作臺的優(yōu)點是交換速度快，定位精度高；對冷卻、切屑的防護容易；缺點是結構較復雜，占地面積大。,4、數控機床交換工作臺的布局,此外，還有一種

16、通過雙工作區(qū)，進行工件交換的布局形式（如圖2-5所示），多用于長床身（X軸行程在1500mm以上），且X、Y、Z三軸都是立柱移動式的加工中心上。它的基本結構和立柱移動式機床完全相同，區(qū)別僅在于利用中間防護，使機床原工作臺分成了兩個相對獨立的操作區(qū)域。其工作過程是：立柱首先運動到區(qū)，對安裝在該區(qū)的零件進行正常加工；與此同時，操作者可以在區(qū)裝卸工件。在區(qū)的零件加工完成后，通過X軸的快速移動，將立柱運動到區(qū)，進行區(qū)零件的加工；操作者可以在區(qū)裝卸工件，如此循環(huán)。機床通過電氣控制系統(tǒng)實現嚴格的互鎖，對于加工區(qū)的防護門也需要通過機電聯鎖裝置予以封閉，確保機床的安全性、可靠性。,圖2-5 雙工作區(qū)交換的布局

17、圖,圖2-5 雙工作區(qū)交換的布局圖,5、高速加工數控機床的特殊布局,5、高速加工數控機床的特殊布局圖,6、虛擬軸機床,三、數控機床的主傳動系統(tǒng),主傳動的基本要求和變速方式 主軸的聯接形式 主軸部件的支承 主軸部件的結構,1、主傳動的基本要求和變速方式,數控機床和普通機床一樣，主傳動系統(tǒng)也必須通過變速，才能使主軸獲得不同的傳遞，以適應不同的加工要求，并且，在變速的同時，還要求傳遞一定的功率和 足夠的轉矩，滿足切削的需要。,數控機床作為高度自動化的設備，它對主傳動系統(tǒng)的基本要求有以下幾點： 1)為了達到最佳的切削效果，一般都應在最佳的切削條件下工作，因此，主軸一般都要求能自動實現無級變速。 2)要

18、求機床主軸系統(tǒng)必須具有足夠高的轉速和足夠大的功率，以適應高效、高速的加工需要。,1、主傳動的基本要求和變速方式,3)為了降低噪聲、減輕發(fā)熱、減少振動，主傳動系統(tǒng)應簡化結構，減少傳動件。 4)在加工中心上，還必須具有安裝道具和刀具交換所需要的自動夾緊裝置，以及主軸定向準停裝置，以保證刀具和主軸、刀庫、機械手的正確嚙合。 5)為了擴大機床的功能，實現對C軸的控制，主軸還需安裝位置檢測裝置，以便實現對主軸位置的控制。,數控機床的變速是按照控制指令自動進行的，因此變速機構必須適應自動操作的再求。故大多數數控機床采用無級變速系統(tǒng)，數控機床主傳動系統(tǒng)主要有以下三種配置方式。,數控機床的主傳動要求較大的調速

19、范圍，以保證加工時能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產率、加工精度和表面質量。,1、主傳動的基本要求和變速方式,這種配置方式大、中型數控機床采用較多。 它通過少數幾對齒輪降速，使之成為分段無級變速，確保低速時的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性的要求。 但有一部分小型數控機床也采用這種傳動方式，以獲得強力切削時所需要的扭矩。 滑移齒輪的移位大都采用液壓撥叉或直接由液壓缸帶動齒輪來實現。,（1）帶有變速齒輪的主傳動（如圖）,主要應用在小型數控機床上，可以避免齒輪傳動時引起的振動和噪聲，但它只能適用于低扭矩特性要求的主軸。,（2）通過帶傳動的主傳動（如圖）,同步帶的結構和傳動如圖所示。帶的工作面及帶

20、輪外圓上均制成齒形，通過帶輪與輪齒相嵌合，作無滑動的嚙合傳動。,帶內采用了承載后無彈性伸長的材料作強力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主、從動帶輪可作無相對滑動的同步傳動。,同步帶傳動是一種綜合了帶、鏈傳動優(yōu)點的新型傳動。,這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結構，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出扭矩小，電動機發(fā)熱對主軸的精度影響較大。,（3）由調速電動機直接驅動的主傳動（如圖）,從直流主軸電動機的速度與轉矩關系圖中可以看出，在低于額定轉速時為恒轉矩輸出，高于額定轉矩時為恒功率輸出。,使用這種電動機可實現純電氣定向，而且主軸的控制功能可以很容易與數控系統(tǒng)相連接并實現修調輸入、速度和負載測量

21、輸出等。,（4）采用電主軸,在高速加工機床上，大多數使用電動機轉子和主軸一體的電主軸，可以使主軸達到每分鐘數萬轉、甚至十幾萬轉的高速，主軸傳動系統(tǒng)的結構更簡單，剛性更好。,車床用電主軸,銑床用電主軸,機床的主軸部件是機床重要部件之一，它帶動工件或刀具執(zhí)行機床的切削運動，因此數控機床主軸部件的精度，抗振性和熱變形對加工質量有直接的影響，由于數控機床在加工過程中不進行人工調整，這些影響就更為嚴重。所以：,2、主軸部件,主軸在結構上要處理好卡盤或刀具的裝卡， 主軸的卸荷， 主軸軸承的定位和間隙調整， 主軸部件的潤滑和密封等一系列問題。 對于數控鏜銑床的主軸為實現刀具的快速或自動裝卸，主軸上還必須設計

22、有刀具的自動裝卸，主軸定向停止和主軸孔內的切屑清除裝置。,數控機床的主軸部件主要有以下幾個部分：主軸本體及密封裝置、支承主軸的軸承、配置在主軸內部的刀具卡進及吹屑裝置、主軸的準停裝置等。,1）主軸本體 主軸端部的結構形狀（見P88圖4-5） 主軸的材料和熱處理,2）數控機床的主軸軸承,3）軸承的配置 合理配置軸承,可以提高主軸精度,降低溫升,簡化支承結構。在數控機床上配制軸承時,前后軸承都應能承受徑向載荷,支承間的距離要選擇合理,并根據機床的實際情況配制軸向力的軸承。,在圖（a)所示的配置形式中，前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60角接觸球軸承組合，承受徑向載荷和軸向載荷，后支承采用成對角接觸球

23、軸承，這種配置可提高主軸的綜合剛度，滿足強力切削的要求，普遍應用于各類數控機床。 在圖(b)所示的配置形式中，前軸承采用角接觸球軸承，由23個軸承組成一套，背靠背安裝，承受徑向載荷和軸向載荷，后支承采用雙列短圓柱滾子軸承，這種配置適用于高速、重載的主軸部件。 在圖(c)所示前后支承均采用成對角接觸球軸承，以承受徑向載荷和軸向載荷，這種配置適用于高速、輕載荷精密的數控機床主軸。 在圖(d)所示前支承采用雙列圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷，后支承采用單列圓錐滾子軸承，這種配置可承受重載荷和較強的動載荷，安裝與調整性能好，但主軸轉速和精度的提高受到限制，適用于中等精度，低速與重載荷的數控機床主

24、軸。,在自動換刀的數控機床中為了實現刀具在主軸內的自動裝卸，其主軸必須設計有刀具的自動夾緊機構，如圖所示。,3、主軸內刀具的自動夾緊和切屑清除裝置,刀桿采用7：24的大錐度錐柄，采用大錐度的錐柄既有利于定心，也為松夾帶來了方便。,在錐柄的尾端軸頸被拉緊的同時，通過錐柄的定心和摩擦作用將刀桿夾緊于主軸的端部。,在蝶形彈簧8的作用下，拉桿7始終保持約10000N的拉力；并通過拉桿右端的鋼球6將刀桿的尾部軸頸拉緊。,換刀時首先將壓力油通入主軸尾部的液壓缸左腔，活塞1推動拉桿7向有移動，將刀柄松開，同時使蝶形彈簧8壓緊。,拉桿7的右移使右端的鋼球6位于套筒的喇叭口處，消除了刀桿上的拉力。 當拉桿繼續(xù)右

25、移時，噴氣嘴的端部把刀具頂松，使機械手方便地取出刀桿。,機械手將應換刀具裝入后，電磁換向閥動作使壓力油通入油缸右腔，活塞1向左退回原位，蝶形彈簧復原又將刀桿拉緊、螺旋彈簧2使活塞1在液壓缸右腔無壓力油時也始終退在最左端。 當活塞處于左右兩個極限位置時，相應限位開關12、13發(fā)出松開和夾緊的信號。,自動清除主軸孔內的灰塵和切屑是換刀過程中的一個不容忽視的問題。,如果主軸錐孔中落入了切屑、灰塵或其它污物，在拉緊刀桿時，錐孔表面和刀桿的錐柄就會被劃傷， 甚至會使刀桿發(fā)生偏斜，破壞了刀桿的正確定位， 影響零件的加工精度，甚至會使零件超差報廢。 為了保持主軸錐孔的清潔，常采用的方法是使用壓縮空氣吹屑。,

26、如圖所示活塞1的心部鉆有壓縮空氣通道，當活塞向左移動時，壓縮空氣經過活塞由主軸孔內的空氣嘴噴出，將錐孔清理干凈。 為了提高吹屑效率，噴氣小孔要有合理的噴射角度，并均勻布置。,圖4 為自動換刀數控立式鏜銑床的主軸部件結構圖：刀桿采用7:24的大錐度錐柄，既有利于定心，也為松夾帶來了方便。在錐柄的尾端軸頸被拉緊的同時，通過錐柄的定心和摩擦作用將刀桿夾緊于主軸的端部。在碟形彈簧5的作用下，拉桿4始終保持約10000N的拉力，并通過拉桿右端的鋼球12將刀桿的尾部軸頸拉緊。換刀時首先將壓力油通入主軸尾部的液壓缸7左腔，液壓缸活塞6推動拉桿4向右移動。將刀柄松開，同時使碟形彈簧5壓緊。拉桿4的右移使右端的

27、鋼球12位于套筒的喇叭口處，消除了刀桿上的拉力。當拉桿繼續(xù)右移時，噴氣嘴的端部把刀具頂松，使機械手可方便地取出刀桿。機械手將應換刀具裝入后，電磁換向閥動作使壓力油通入液壓缸右腔，液壓缸活塞6向左退回原位，碟形彈簧復原又將刀桿拉緊。螺旋彈簧11使液壓缸活塞6在液壓缸右腔無壓力時也始終退在最左端，當活塞處于左右兩個極限位置時，相應限位行程開關8、10發(fā)出松開和夾緊的信號。,在數控鏜床、數控銑床和以鏜銑為主的加工中心上，為了實現自動換刀，使機械手準確地將刀具裝入主軸孔中，刀具的鍵槽必須與主軸的鍵位在周向對準；在鏜削加工退刀時，要求刀具向刀尖反方向徑向移動一段距離后才能退出，以免劃傷工件，這都需要主軸

28、具有周向定位功能；另外，一些特殊工藝要求情況下，如在通過前壁小孔鏜內壁的同軸大孔，或進行反倒角等加工時，也要求主軸實現準停，使刀尖停在一個固定的方位上，以便主軸偏移一定尺寸后，使大切削刃能通過前壁小孔進入箱體內對大孔進行鏜削，所以在主軸上必須設有準停裝置。 目前，主軸準停裝置很多，主要分為機械式和電氣式兩種。,4、主軸準停裝置,1)、定位盤準停原理示意圖,傳統(tǒng)的做法是采用機械擋塊等來定向。圖2為V形槽輪定位盤準停裝置原理圖，在主軸上固定一個V形槽輪定位盤，使V形槽與主軸上的端面鍵保持所需要的相對位置關系。當主軸需要停車換刀時，發(fā)出降速信號，主軸轉換到最低速運轉，延時繼電器開始動作，并延時4s6

29、s后，無觸點開關 1接通電源，當主軸轉到圖示位置即 V形槽輪定位盤 3上的感應塊2與無觸點開關1相接觸后發(fā)出信號，使主軸電動機停轉。另一延時繼電器延時0.2s0.4s后，壓力油進入定位液壓缸4下腔，使定向活塞向左移動，當定向活塞上的定向滾輪 5頂入定位盤的 V形槽內時，行程開關 LS2發(fā)出信號，主軸準停完成。若延時繼電器延時1s后行程開關LS2仍不發(fā)信號，說明準停沒完成，需使定向活塞6后退，重新準停。當活塞桿向右移到位時，行程開關LS1發(fā)出定向滾輪5退出凸輪定位盤凹槽的信號，此時主軸可啟動工作。機械式主軸準停裝置準確可靠，但結構較復雜。現代數控機床一般采用電氣式主軸準停裝置，只要數控系統(tǒng)發(fā)出指

30、令信號，主軸就可以準確的定向。,2）、凸輪準停裝置,見教材P96圖4-19,3）磁傳感器主軸準停 在主軸上安裝有一個永久磁鐵4與主軸一起旋轉，在距離永久磁鐵4旋轉軌跡外12mm處固定有一個磁傳感器5，當銑床主軸需要停車換刀時，數控裝置發(fā)出主軸停轉的指令，主軸電動機3立即降速，使主軸以很低的轉速回轉，當永久磁鐵4對準磁傳感器5時，磁傳感器發(fā)出準停信號，此信號經放大后，由定向電路使電動機準確地停止在規(guī)定的周向位置上。這種準停裝置機械結構簡單，發(fā)磁體與磁感傳感器間沒有接觸摩擦，準停的定位精度可達1。,能滿足一般換刀要求。而且定向時間短，可靠性較高。,4）編碼器型主軸準停 這種準停功能也是由主軸驅動完

31、成的，控制結構如下圖所示。CNC只需發(fā)出ORT命令，主軸驅動完成準停后回答準停完成信號ORE。其控制步驟與傳感器類似，所不同的是準停角度可由編碼（12位）設定，更加靈活方便。,5）數控系統(tǒng)控制準停 這種準?？刂品绞绞怯蓴悼叵到y(tǒng)完成的，其原理與進給位置控制的原理非常相似，如圖所示。,圖3為JCS018加工中心主軸電氣準停裝置原理圖，在帶動主軸旋轉的多楔帶輪1的端面上裝有一個厚墊片4，墊片4上裝有一個體積很小的永久磁鐵3，在主軸箱體對應主軸準停的位置上，裝有磁傳感器2。當機床需要停車換刀時，數控裝置發(fā)出主軸停轉指令，主軸電動機立即降速，在主軸以最低轉速慢轉幾圈、永久磁鐵3對準磁傳感器2時，磁傳感器

32、2發(fā)出準停信號，該信號經放大后，由定向電路控制主軸電動機停在規(guī)定的周向位置上，同時限位開關發(fā)出信號，表示準停已完成。,，當主軸需要停車換刀時，發(fā)出降速信號，主軸箱自動改變傳動路線，使主軸換到最低轉速運轉。在時間繼電器延時數秒后，開始接通無觸點開關。,主軸的準停裝置設置在主軸的尾端（如圖）。交流調速電動機11通過多聯三角帶9和皮帶輪10帶動主軸旋轉，,在凸輪上的感應片對準無觸點開關時，發(fā)出準停信號，立即切斷主軸電動機電源，脫開與主軸的傳動聯系，以排除傳動系統(tǒng)中大部分回轉零件的慣性對主軸準停的影響，使主軸作低速慣性空轉。,位于圖中帶輪5左側的永久磁鐵4對準磁傳感器3時，主軸準確停止，同時限位開關發(fā)出信號，表示已完成。,電氣式主軸定向控制的特點是：不需要機械部件，定向時間短可靠性高，只需要簡單的強電順序控制，精度和剛度高。,