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卷板機主軸準停控制

發布時間：2020/4/28

　　　　　　　　　　卷板機主軸準停控制
　　1、卷板機主軸概述
　　卷板機主軸準停又稱為卷板機主軸定向功能，即當卷板機主軸停止時，控制其停在固定的位置。卷板機主軸準停功能是加工中心數控機床的重要功能之一，用來實現自動換刀和精密加工的對刀、讓刀。
　　例如，如圖7．11所示，自動換刀的數控鏜銑加工中心的切削轉矩一般是通過刀桿的端面鍵來傳遞的，這要求卷板機主軸停止時準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，為了防止刀具和直徑小的階梯孔碰撞或者拉毛已經加工的。
　　

　　圖12卷板機主軸準停鏜背孔示意圖
　　按照卷板機主軸準停控制的實現方式，通常卷板機主軸準停可分為機械準停與電氣準停。
　　圖13所示為一種典型的機械準停裝置——v形槽定位盤準停結構。由帶有V形槽的粗定位盤、精定位盤、定位液壓缸、無觸點接近開關等組成。
　　帶有V形槽的定位盤裝在卷板機主軸的尾端，與卷板機主軸端面的關系保持不變，以實現卷板機主軸定位位置的準停控制。當數控系統執行準停指令時，如果卷板機主軸處于旋轉狀態，首先卷板機主軸迅速減速至數控機床預先設定的低速(一般設定在60～300r／min)旋轉；如果卷板機主軸靜止，卷板機主軸則加速至該設定速度。然后，當接近開關信號有效，CNC檢測到該信號后，卷板機主軸電動機立即停轉并且斷開卷板機主軸傳動鏈，這時卷板機主軸電動機與卷板機主軸傳動機構因為慣性繼續空轉。同時準停油缸右腔進油，定向活塞帶動定位銷伸出并壓定位盤。定位銷滾子在精定位盤上滾動，滾子與V形槽正對時，液壓缸中的壓力使定位銷插入v形槽，LS2準停到位信號有效，準停動作完成。這里LSl為非準停位置信號，LS2為準停到位信號。在這種準停控制方式中，只有LS2有效，才能進行換刀等動作，只有LSl有效，卷板機主軸才能正常啟動運轉。它們有一定的邏輯互鎖關系。
　　卷板機械準停控制還可以通過其他方式來實現，但是基本原理都是一樣的。
　　3、電氣準停控制
　　機械準停控制方式多用于早期的數控機床，現在多采用電氣準停控制。電氣準停控制有以下優點。
　　1)節約準停時間
　　數控機床的換刀時問是一項重要指標，換刀時間包括準停控制時間。采用電氣準停控制，即便卷板機主軸在高速運轉時，也可以快速定位去完成位置控制。
　　2)機械結構簡單，可靠性好
　　電氣準停控制只需要在卷板機主軸旋轉軸和固定部件上安裝檢測裝置即可。由于簡化了機械結構，省去了復雜的機械、開關、液壓缸等裝置，就避免了機械準停的機械沖擊，因此，電氣準停的可靠性好，且使用壽命也得到延長。
　　3)性價比高
　　雖然電氣準停附件也需要一定的費用，但由于簡化了機械結構和強電邏輯控制，整體上的成本大大降低，性價比大大提高。
　　電氣準停控制通常有以下三種方式。
　　1．磁傳愍器卷板機主軸準停控制
　　圖14所示為磁傳感器卷板機主軸準停的控制結構圖，磁傳感器卷板機主軸準停控制是利用磁性傳感器來檢測定位的，由卷板機主軸驅動器自身完成。在卷板機主軸上安裝磁發體，在磁發體1。2 mm處固定一個磁傳感器，卷板機主軸即可具有磁傳感器卷板機主軸準停功能。
　　卷板機主軸準停控制時序圖如圖7—15所示。當CNC執行M19指令時，向卷板機主軸驅動器發出卷板機主軸準停啟動命令，卷板機主軸驅動器響應該命令，并立即使卷板機主軸減速至已經設定好的準停速度。當磁發體與磁傳感器對準，卷板機主軸減速到某一爬行速度。當磁發體與磁傳感器再次對準，卷板機主軸驅動器進入磁傳感器作為反饋元件的位置閉環控制，準停位置為目標位置。卷板機主軸驅動器完成準停控制后，輸出準停完成信號。CNC接收到該信號后進行自動換刀或其他動作。磁傳感器卷板機主軸準停裝置是單角度準停。
　　伺服卷板機主軸驅動器
　　

　　圖14磁傳感器準停的控制結構圖
　　運行信號
　　準停信號
　　完成信號
　　卷板機主軸轉速
　　磁傳感器輸出
　　圖15卷板機主軸準停控制時序圖
　　2．編碼器卷板機主軸準停控制
　　這種準停控制方式也由卷板機主軸驅動器來完成，其結構如圖7．16所示。CNC只需要發出準停信號，卷板機主軸驅動器完成后向CNC回復準停完成信號。
　　編碼器卷板機主軸準停控制由卷板機主軸電動機內置編碼器或安裝一個與卷板機主軸同步旋轉的位置編碼器來實現。如果采用內置編碼器的話需要注意傳動機構對卷板機主軸準停精度的影響。可以通過對卷板機主軸驅動器的設置，使卷板機主軸驅動處于位置控制或速度控制方式。編碼器準停的控制步驟與傳感器類似，不同的是采用編碼器準停可以由指令隨意設定準停角度，十分靈活。
　　編碼器準停控制時序圖如圖7一17所示。
　　3．擻控系統準停控制
　　數控系統準停控制方式由CNC完成，控制結構圖如圖7．18所示。其原理與進給軸的位置控制原理相似。
　　CNC伺服卷板機主軸驅動器
　　

　　運行信號
　　準停信號
　　完成信號
　　卷板機主軸轉速
　　圖17編碼器準停控制時序圖
　　

　　圖18數控系統準停控制結構圖
　　若采用這種準停控制方式，有以下要求：
　　(1)CNC必須具有卷板機主軸閉環控制功能。
　　測速機
　　位置傳感器

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