數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)
精工銑床的結(jié)構(gòu)
1.3精工銑床的結(jié)構(gòu)
典型的精工銑床一般由三大部分組成，即機(jī)械部分、電氣部分及精工部分。現(xiàn)以典型的精工銑床XK5032C為例,對這三部分分別進(jìn)行介紹。
1.3.1機(jī)械部分
機(jī)械部分又分為六大部分，即床身、銑頭、工作臺、橫向進(jìn)給部分、升降臺以及冷卻、潤滑部分。
1．床身
床身內(nèi)部加強(qiáng)肋布置合理，具有良好的剛性，底座上設(shè)有四個調(diào)節(jié)螺栓，便于機(jī)床調(diào)整水平，切削液儲液池設(shè)在床身內(nèi)部。
2．銑頭部分
銑頭部分由有級變速箱和銑頭兩個部件組成。銑頭主軸支承在高精度軸承上，保證主軸具有高回轉(zhuǎn)精度和良好的剛性。主軸裝有快摯簇刀螺母，前端錐孔采用IS030。錐度。主軸采用機(jī)械無級變速，調(diào)節(jié)范圍寬、傳動平穩(wěn)、操作方便。制動機(jī)構(gòu)能使主軸迅速制動，節(jié)省輔助時間。制動時通過制動手柄，撐開止動環(huán)使主軸立即制動。起動主電動機(jī)時，應(yīng)注意松開主軸制動手柄。銑頭部件還裝有伺服電動機(jī)、內(nèi)齒帶輪、滾珠絲杠副及主軸套筒，它們形成垂向(z向)進(jìn)給傳動鏈，使主軸作垂直方向直線運(yùn)動。
3．工作臺
工作臺與床鞍支承在升降臺較寬的水平導(dǎo)軌上，工作臺的縱向進(jìn)給是由安裝在工作臺右端的伺服電動機(jī)驅(qū)動的，通過內(nèi)齒帶輪帶動精密滾珠絲杠副，從而使工作臺獲得縱向進(jìn)給。工作臺左端裝有手輪和刻度盤，以便手動操作進(jìn)給。床鞍的導(dǎo)軌面均采用了TURcl_rE．B貼塑面，提高了導(dǎo)軌的耐磨性、運(yùn)動的平穩(wěn)性和精度的保持性，消除了低速爬行現(xiàn)象。
4．橫向進(jìn)給部分
在升降臺前方裝有交流伺服電動機(jī)，驅(qū)動床鞍作橫向進(jìn)給運(yùn)動，其工作原理與工作臺縱向進(jìn)給相同。另外，在橫向滾珠絲杠前端還裝有進(jìn)給手輪，可實現(xiàn)手動進(jìn)給。
5．升降臺
在其左側(cè)裝有鎖緊手柄，它的前端裝有長手柄可帶動錐齒輪及升降臺絲杠旋轉(zhuǎn)，從而獲得升降臺的升降運(yùn)動。
6．冷卻、潤滑部分
冷卻部分由切削液泵、出液管、回液管、開關(guān)及噴嘴等組成。切削液泵安裝在機(jī)床底座的內(nèi)腔里，將切削液從底座內(nèi)儲液池泵至出液管，再經(jīng)噴嘴噴出，對切削區(qū)進(jìn)行冷卻。潤滑部分采用機(jī)動潤滑方式，用潤滑泵通過分油器對主軸套筒、導(dǎo)軌及滾珠絲杠進(jìn)行潤滑，以提高機(jī)床的使用壽命。
精工銑床在整體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面都已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足精工銑床的要求和充分發(fā)揮精工銑床的特點(diǎn)。精工銑床的主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)10000r／min，具有間隙自補(bǔ)償功能，提高了定位精度。主軸可采用氣動松刀，蝶簧拉緊自動拉刀裝置；整體式主軸結(jié)構(gòu)配置P4級高精密度軸承，主軸定位及刀柄自動夾緊準(zhǔn)確可靠。三軸導(dǎo)軌采用淬硬表面加耐磨滑動導(dǎo)軌副，切削抗振性好。螺桿采用加大直徑高精密滾珠螺桿，它與進(jìn)給伺服電動機(jī)直接連接可置于軸向中心以接近切削點(diǎn)。精工銑床采用激光干涉儀做精度校正，在交貨前均經(jīng)精密測試，定位和重復(fù)定位精度高、承載能力強(qiáng)、切削抗振性好。
1．3．2 電氣部分
電氣部分分為強(qiáng)電與弱電。強(qiáng)電控制主軸、泵、潤滑系統(tǒng)。弱電控制伺服單元，進(jìn)而控制伺服電動機(jī)編碼器。精工銑床的電氣控制如圖l-3所示。它采用三相380v交流電源供電，由空氣開關(guān)控制機(jī)床總電源的通斷。空氣開關(guān)還同時受鑰匙開關(guān)和開門斷電開關(guān)的保護(hù)控制，使機(jī)床只有在鑰匙打開和電氣箱關(guān)閉的情況下才能通電。精工銑床用變頻器控制主軸電動機(jī)，主軸的轉(zhuǎn)速由兩部分控制組合而成，一部分由變頻器對轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級調(diào)速，另一部分由機(jī)械手柄和帶輪進(jìn)行有級調(diào)速。強(qiáng)電電路由主電路、控制電路、交流回路等三部分組成。主電路為下列部件供電：伺服單元主回路，伺服單元控制回路，主軸電動機(jī)，切削液泵電動機(jī)。控制電路使用的電源分別由兩個電源變壓器提供。一個電源變壓器為控制器電源模塊提供單相200V交流電源，另一個電源變壓器輸出三組單相交流電源。lIOV組為自動潤滑、軸流風(fēng)扇、電磁閥供電，并為交流控制回路提供IOOV電源。28V組為24v直流穩(wěn)壓電源提供交流輸入電源。24V組為機(jī)床工作燈照明電源。
精工銑床的電氣部分具有以下基本特點(diǎn)：首先具有較高的可靠性，精工銑床是長時間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，在電氣系統(tǒng)的設(shè)計和選用上普遍應(yīng)用了可靠性技術(shù)、容錯技術(shù)，部件的選用一般比較成熟；其次，具有較好的先進(jìn)性，廣泛使用新型組合功能電器元件及電力電子功率器件；另外，具有較高的穩(wěn)定性，能適應(yīng)交流電壓的波動，對電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的噪聲干擾有抑制作用；最后具有較高的安全性。精工銑床電氣系統(tǒng)的聯(lián)鎖要有效，電氣裝置的絕緣防護(hù)要齊全，接地要牢靠。電氣運(yùn)行狀態(tài)要有明顯的信息顯示，如指示燈、狀態(tài)指示信號、故障指示信號等。
圖l-3 精工銑床的電氣控制
1.3.3 精工部分
該部分在控制電路中采用了32位高速微處理器及大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體存儲器，實現(xiàn)了高速度、高可靠性的目標(biāo)。CNC主印制電路板、電源板、輸入／輸出接口板全部安裝在一塊基板上，使之與機(jī)床的強(qiáng)電箱易于組合。系統(tǒng)內(nèi)還配有強(qiáng)力PMC，實現(xiàn)了機(jī)械加工高速化及機(jī)床強(qiáng)電電路的簡化。該系統(tǒng)在cRT畫面上可編輯和顯示梯形圖，便于故障監(jiān)視和維修。本部分還設(shè)有RS232通信口與外設(shè)計算機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)，在聯(lián)機(jī)時要注意外設(shè)計算機(jī)與精工系統(tǒng)要有同一接地點(diǎn)，并保證可靠接地。通信電纜兩端須裝有光電隔離部件，分別保護(hù)精工系統(tǒng)和外設(shè)計算機(jī)。精工部分的結(jié)構(gòu)框圖如圖l-4所示。
精工部分是精工銑床的核心。它從內(nèi)部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段精工加工程序，經(jīng)過邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制精工銑床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動和動作。零件的輪廓圖往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，在加工過程中，刀具必須按零件形狀和尺寸的要求進(jìn)行運(yùn)動，即按圖形軌跡進(jìn)行連續(xù)移動。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值等離散數(shù)據(jù)，不能滿足要求，因此精工部分要進(jìn)行軌跡插補(bǔ)，也就是線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”，求出一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值，并向相應(yīng)坐標(biāo)輸出脈沖信號，控制各坐標(biāo)軸(即進(jìn)給運(yùn)動的各執(zhí)行元件)的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量等。
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