4.4主轴准停装置装调与维修

数控机床电气系统装调与维修一体化教程 主编 韩鸿鸾 模块四主轴驱动系统的装调与维修 任务四主轴准停装置装调与维修 主轴准停功能又称主轴定位功能 SpindleSpecifiedPositionStop 即当主轴停止时 控制其停于固定的位置 这是加工中心上自动换刀所必须的功能 主轴准停镗背孔示意图 主轴准停控制 任务目标 了解数控准停的原理 会对编码器主轴准停进行连接与参数设置 在有条件的情况下 把学生带到数控机床边 让工厂技术人员或教师对着实物介绍 若没有条件可采用动画或录像教学 一 机械准停 定位盘准停原理示意图 b 接线图c 实物图图1 2强电连接的部分实物图 二 电气准停控制 1 磁传感器主轴准停 磁传感器准停控制系统构成 a 原理图 b M传感器 主轴定向的连接图 磁发体与磁传感器在主轴上位置示意图 磁传感器准停时序图 磁性传感器主轴准停装置 1 磁传感器2 发磁体3 主轴4 支架5 主轴箱 电动机内部M传感器 旧名称 脉冲发生器 有A B相2种信号 一般用来检测主轴电动机的回转速度 转数 这种连接的特点是 仅有速度反馈 主轴即不可以实现位置控制 也不能做简单定向 用于数控铣床 但是不能实现G76 G87镗孔循环 M传感器的连接 a M传感器 b 连接 2 编码器型主轴准停 a 原理图 b M传感器 主轴位置编码器的连接图 编码器型主轴准停结构 编码器准停控制时序图 3 数控系统控制准停 注意如下问题 1 数控系统须具有主轴闭环控制的功能 2 主轴驱动装置应有进入伺服状态的功能 通常为避免冲击 主轴驱动都具有软起动等功能 但这对主轴位置闭环控制产生不利影响 此时位置增益过低则准停精度和刚度 克服外界扰动的能力 不能满足要求 而过高则会产生严重的定位振荡现象 因此必须使主轴驱动进入伺服状态 此时特性与进给伺服装置相近 才可进行位置控制 3 通常为方便起见 均采用电动机轴端编码器信号反馈给数控系统 这时主轴传动链精度可能对准停精度产生影响 数控系统控制主轴准停结构 例如 M03S1000主轴以1000r min正转M19主轴准停于缺省位置M19S100主轴准停转至100 处S1000主轴再次以 1000r min正转M19S200主轴准停至200 处 4 无论采用何种准停方案 特别对磁传感器主轴准停方式 当需在主轴上安装元件时 应注意动平衡问题 因为数控机床主轴精度很高 转速也很高 因此对动平衡要求严格 一般对中速以下的主轴来说 有一点不平衡还不至于有太大的问题 但当主轴高速旋转时 这一不平衡量可能会引起主轴振动 为适应主轴高速化的需要 国外已开发出整环式磁传感器主轴准停装置 由于磁发体是整环 动平衡性好 一 主轴准停的连接与参数设置1 外部接近开关与放大器的连接 1 PNP与NPN型接近开关连接方法 2 两线NPN型接近开关连接方法 PNP型接近开关连接方法 NPN型接近开关连接方法 两线NPN型接近开关连接方法 2 相关参数设定主轴定向控制参数 3 外部开关类型参数的设定 对于 i i放大器 外部开关类型参数 主轴定向控制参数 外部开关检测方式 对于主轴电动机和主轴之间不是1 1的情况 一定要正确设定齿轮传动比 参数4056 4059和4500 4503 否则会定向不准 4 梯形图编制梯形图由数控机床主机厂根据机床功能编制 梯形图 1 梯形图 2 5 PMC地址输入PMC地址输入有两种方式 CNC 串行主轴放大器 串行主轴放大器 CNC 6 位置编码器定向参数设定 7 使用主轴电动机内置传感器参数设定 位置编码器定向参数设定 主轴电动机内置传感器参数设定 二 主轴准停装置维护与故障诊断1 主轴准停装置维护对于主轴准停装置的维护 主要包括以下几个方面 1 经常检查插件和电缆有无损坏 使它们保持接触良好 2 保持磁传感器上的固定螺栓和连接器上的螺钉紧固 3 保持编码器上联接套的螺钉紧固 保证编码器联接套与主轴联接部分的合理间隙 4 保证传感器的合理安装位置 2 主轴准停装置故障诊断 主轴准停装置常见故障 3 检修实例 主轴准停位置不准的故障排除故障现象 某加工中心主轴准停位置不准 引发换刀过程发生中断 故障分析 经检查 主轴准停后发生位置偏移 且主轴在准停后如用手碰一下 和工作中在换刀时当刀具插入主轴时的情况相近 主轴会产生向相反方向漂移 检查电气部分无任何报警 检查机械联接部分 当检查到编码器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺钉松动 造成与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步 故障排除 将紧定螺钉按要求固定好 故障排除 任务拓展 BZ传感器在主轴准停上的应用 BZ传感器在主轴准停上的应用 任务巩固 一 填空题1 数控机床主轴准停装置有机械控制准停 电气控制准停两类 2 数控机床主轴电气准停有磁传感器主轴准停 编码器型主轴准停和数控系统控制准停三种形式 3 采用磁传感器准停止时 接受到数控系统发来的准停信号ORT 主轴立即加速或减速至某一准停速度 主轴到达准停速度且准停位置到达时 主轴即减速至某一爬行速度 然后当磁传感器信号出现时 主轴驱动立即进入磁传感器作为反馈元件的闭环控制 目标位置即为准停位置 4 加工中心在换刀时 必须实现主轴准停 5 数控系统主轴准停方式 其数控系统必须是采用闭环控制 二 选择题 请将正确答案的代号填在空格中 1 主轴准停是指主轴能实现 A A 准确的周向定位B 准确的轴向定位C 精确的时间控制2 数控机床的准停功能主要用于 C A 换刀和加工中B 退刀C 换刀和退刀3 主轴准停装置常有 A C 方式 A 机械B 液压C 电气D 气压 4 主轴准停功能分为机械准停和电气准停 二者相比 机械准停 A A 结构复杂B 准停时间更短C 可靠性增加D 控制逻辑简化5 数控机床主轴部件自变速 准停和换刀等影响机床 B A 加工精度B 自动化程度C 加工效率6 高精度孔加工完成后退刀时应采用 C A 不停主轴退刀B 主轴停后退刀C 让刀后退刀 三 判断题 正确的划 错误的划 1 主轴轴承的轴向定位采用后端支承定位 2 主轴准停的三种实现方式是机械式 磁感应开关式 编码器方式 3 主轴准停的目的之一是便于减少孔系的尺寸分布误差 4 主轴