主軸定向控制

1、五主軸的典型控制功能NC機(jī)床主軸除轉(zhuǎn)速控制外，還要一些特殊的控制要求，比如主軸定向控制、 同步控制和C軸控制、恒線速控制等。主軸定向控制主軸定向控制（或主軸準(zhǔn)停）是指實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)確定位于周向特定位置的功能。 NC機(jī)床在加工中，為了實(shí)現(xiàn)自動換刀，使機(jī)械手準(zhǔn)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?qū)?zhǔn)；在鏜削加工中，退刀時(shí)，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，所有這些均需主軸具 有周向準(zhǔn)確定位功能。傳統(tǒng)的主軸定向是靠機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。如圖5-11所示，在主軸上固定有一 個(gè)定位滾子8,主軸上空套有一個(gè)雙向端面凸輪9,該凸輪和油缸19中的活塞桿 18相連接，當(dāng)

2、活塞帶動凸輪9向下移動時(shí)（不轉(zhuǎn)動），通過撥動定位滾子8并 帶動主軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)定位銷落入端面凸輪的V形槽內(nèi)，便完成了主軸準(zhǔn)停。因?yàn)?是雙向端面凸輪，所以能從兩個(gè)方向撥動主軸轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)停。如果主軸停轉(zhuǎn)后， 定位滾子8恰好落在雙向端面凸輪的頂點(diǎn)或稱死點(diǎn)上，則不可能撥動主軸轉(zhuǎn)動， 這時(shí)主軸上的接近體17也恰好落在無觸點(diǎn)行程開關(guān)16的工作位置，因此，無觸 點(diǎn)開關(guān)發(fā)出信號，啟動主軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)停。這種雙向端面凸輪準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)，動作 迅速可靠，但是凸輪制造較困難。而現(xiàn)代NC機(jī)床上，一般都采用電氣方式定向， 即在NC系統(tǒng)發(fā)出主軸定向指令（一般為M19）后，主軸原來的速度指令取消， 同時(shí)主軸降速，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，驅(qū)

3、動單元利用裝在主軸上的位置編碼器或磁性 傳感器作為位置反饋部件，由它們輸出信號，并經(jīng)電路處理，產(chǎn)生一序列慢速蠕 動信號。當(dāng)位置誤差小于預(yù)定誤差時(shí)，單元發(fā)出定位到的信號，使主軸停在規(guī) 定的位置上。C軸控制功能和同步控制C軸控制功能是實(shí)現(xiàn)主軸周向任意位置控制的功能。同步控制功能是實(shí)現(xiàn)主 軸轉(zhuǎn)角與某進(jìn)給軸（通常為Z軸）進(jìn)給量保持某一關(guān)系的控制功能。顯然，主 軸定向控制是C軸控制的特例。它的主要用途是：滿足螺紋加工要求：為保證螺距的要求，必須保證主軸 轉(zhuǎn)角和進(jìn)給時(shí)的比值為一常數(shù)。即CZ軸聯(lián)動（線性關(guān)系）銑、車；通過C-Z軸 非線性聯(lián)動，可實(shí)現(xiàn)在數(shù)控車、銑床和加工中心上加工變螺距螺紋；通過C-Z 軸聯(lián)動

4、，可實(shí)現(xiàn)在數(shù)控車床上加工端面凸輪。恒線速切削控制功能恒線速切削功能的指實(shí)現(xiàn)在切削點(diǎn)（工件與刀具接觸點(diǎn)）處刀具與工件相對 運(yùn)動的線速度為恒值的控制功能。在進(jìn)行端面切削時(shí)（車床與磨床），為了保證加 工端粗糙度要求，便需要此功能。因?yàn)?，隨著刀具的徑向進(jìn)給以及切削直徑的逐 漸減小，應(yīng)不斷提高帶動工件旋轉(zhuǎn)的主軸轉(zhuǎn)速，即應(yīng)維持V=2Dn為常值（式中D 為工件直徑，n為主軸轉(zhuǎn)速，V為設(shè)定的切削速度）。在驅(qū)動系統(tǒng)中，當(dāng)給定V后，系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)給量（F值）和時(shí)間實(shí)時(shí)計(jì)算出工件瞬時(shí)的D值，然后，根據(jù)關(guān)系 式可算出各時(shí)刻相應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)速，以控制主軸運(yùn)動。習(xí)題6-2主軸定向控制一.選擇正確的答案。為了實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動

5、裝卸，在主軸部件上必須有A.齒輪變速裝置B.主軸準(zhǔn)停裝置C,刀具長度自動測量裝置1、一臺采用FANUC 10T系統(tǒng)的數(shù)控車床，在加工過程中，主軸不能按指令（M19）要求 進(jìn)行正常的“定向準(zhǔn)停”，主軸驅(qū)動器“定向準(zhǔn)停”控制板上的ERROR （錯(cuò)誤）指示燈亮， 主軸一直保持慢速轉(zhuǎn)動，定位不能完成。已知主軸在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)動作正常（M03 S*），準(zhǔn) 停方式為磁性傳感器準(zhǔn)停。問故障最可能的原因。C. 數(shù)控系統(tǒng)故障主軸驅(qū)動器異常B.磁性傳感器信號丟失3.主軸準(zhǔn)停是指主軸能實(shí)。A.準(zhǔn)確的周向定位準(zhǔn)確的軸向定位精確的時(shí)間控制5.采用V型定位盤加定位銷的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停，稱為6.7.A.機(jī)械準(zhǔn)停B.電氣準(zhǔn)停在機(jī)械準(zhǔn)停中，LS1與LS2信號是否可以同時(shí)有?A,可以B,不可以主軸在高速轉(zhuǎn)動時(shí)，是否可以進(jìn)行準(zhǔn)停？ A. 可以B. 不可以C,編碼器準(zhǔn)停C,隨便C.依準(zhǔn)停方式而定8.通常電氣準(zhǔn)停時(shí)間 （長，短）于機(jī)械準(zhǔn)停時(shí)間，因此采用電氣準(zhǔn)停的加工 中心其換刀時(shí)間 （長，短）。A. 長，短B. 短，長C. 短，短二、填充，以完成下列各表述。主軸定向（orientation）功能用于、和。采用編碼器方式進(jìn)行主軸準(zhǔn)停時(shí)，基本準(zhǔn)停位置為處。我院HAAS加工中心的取刀方式為固定地址取刀，其主軸必須具有功能。主軸定向的CN