數控銑床的結構
精工銑床的結構
1.3精工銑床的結構
典型的精工銑床一般由三大部分組成，即機械部分、電氣部分及精工部分。現以典型的精工銑床XK5032C為例,對這三部分分別進行介紹。
1.3.1機械部分
機械部分又分為六大部分，即床身、銑頭、工作臺、橫向進給部分、升降臺以及冷卻、潤滑部分。
1．床身
床身內部加強肋布置合理，具有良好的剛性，底座上設有四個調節螺栓，便于機床調整水平，切削液儲液池設在床身內部。
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。主軸采用機械無級變速，調節范圍寬、傳動平穩、操作方便。制動機構能使主軸迅速制動，節省輔助時間。制動時通過制動手柄，撐開止動環使主軸立即制動。起動主電動機時，應注意松開主軸制動手柄。銑頭部件還裝有伺服電動機、內齒帶輪、滾珠絲杠副及主軸套筒，它們形成垂向(z向)進給傳動鏈，使主軸作垂直方向直線運動。
3．工作臺
工作臺與床鞍支承在升降臺較寬的水平導軌上，工作臺的縱向進給是由安裝在工作臺右端的伺服電動機驅動的，通過內齒帶輪帶動精密滾珠絲杠副，從而使工作臺獲得縱向進給。工作臺左端裝有手輪和刻度盤，以便手動操作進給。床鞍的導軌面均采用了TURcl_rE．B貼塑面，提高了導軌的耐磨性、運動的平穩性和精度的保持性，消除了低速爬行現象。
4．橫向進給部分
在升降臺前方裝有交流伺服電動機，驅動床鞍作橫向進給運動，其工作原理與工作臺縱向進給相同。另外，在橫向滾珠絲杠前端還裝有進給手輪，可實現手動進給。
5．升降臺
在其左側裝有鎖緊手柄，它的前端裝有長手柄可帶動錐齒輪及升降臺絲杠旋轉，從而獲得升降臺的升降運動。
6．冷卻、潤滑部分
冷卻部分由切削液泵、出液管、回液管、開關及噴嘴等組成。切削液泵安裝在機床底座的內腔里，將切削液從底座內儲液池泵至出液管，再經噴嘴噴出，對切削區進行冷卻。潤滑部分采用機動潤滑方式，用潤滑泵通過分油器對主軸套筒、導軌及滾珠絲杠進行潤滑，以提高機床的使用壽命。
精工銑床在整體布局、外觀造型、傳動系統、刀具系統的結構以及操作機構等方面都已經發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足精工銑床的要求和充分發揮精工銑床的特點。精工銑床的主軸最高轉速可達10000r／min，具有間隙自補償功能，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；整體式主軸結構配置P4級高精密度軸承，主軸定位及刀柄自動夾緊準確可靠。三軸導軌采用淬硬表面加耐磨滑動導軌副，切削抗振性好。螺桿采用加大直徑高精密滾珠螺桿，它與進給伺服電動機直接連接可置于軸向中心以接近切削點。精工銑床采用激光干涉儀做精度校正，在交貨前均經精密測試，定位和重復定位精度高、承載能力強、切削抗振性好。
1．3．2 電氣部分
電氣部分分為強電與弱電。強電控制主軸、泵、潤滑系統。弱電控制伺服單元，進而控制伺服電動機編碼器。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，由空氣開關控制機床總電源的通斷。空氣開關還同時受鑰匙開關和開門斷電開關的保護控制，使機床只有在鑰匙打開和電氣箱關閉的情況下才能通電。精工銑床用變頻器控制主軸電動機，主軸的轉速由兩部分控制組合而成，一部分由變頻器對轉速進行無級調速，另一部分由機械手柄和帶輪進行有級調速。強電電路由主電路、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，切削液泵電動機。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直流穩壓電源提供交流輸入電源。24V組為機床工作燈照明電源。
精工銑床的電氣部分具有以下基本特點：首先具有較高的可靠性，精工銑床是長時間連續運轉的設備，在電氣系統的設計和選用上普遍應用了可靠性技術、容錯技術，部件的選用一般比較成熟；其次，具有較好的先進性，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，具有較高的穩定性，能適應交流電壓的波動，對電網系統內的噪聲干擾有抑制作用；最后具有較高的安全性。精工銑床電氣系統的聯鎖要有效，電氣裝置的絕緣防護要齊全，接地要牢靠。電氣運行狀態要有明顯的信息顯示，如指示燈、狀態指示信號、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模集成電路和半導體存儲器，實現了高速度、高可靠性的目標。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，使之與機床的強電箱易于組合。系統內還配有強力PMC，實現了機械加工高速化及機床強電電路的簡化。該系統在cRT畫面上可編輯和顯示梯形圖，便于故障監視和維修。本部分還設有RS232通信口與外設計算機進行聯機，在聯機時要注意外設計算機與精工系統要有同一接地點，并保證可靠接地。通信電纜兩端須裝有光電隔離部件，分別保護精工系統和外設計算機。精工部分的結構框圖如圖l-4所示。
精工部分是精工銑床的核心。它從內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，經過邏輯電路或系統軟件進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制精工銑床各部分的工作，使其進行規定的有序運動和動作。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行運動，即按圖形軌跡進行連續移動。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點和終點坐標值等離散數據，不能滿足要求，因此精工部分要進行軌跡插補，也就是線段的起點和終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求出一系列中間點的坐標值，并向相應坐標輸出脈沖信號，控制各坐標軸(即進給運動的各執行元件)的進給速度、進給方向和進給位移量等。
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