数控机床主轴准停控制及应用

　　0　引言

　　主轴准停功能又称主轴定位功能(Spindle Speci-fied Position Stop),即当主轴停止时,控制主轴停于固定的位置[1]。现代数控机床为了满足自动换刀及某些加工工艺的需要,要求主轴具有高精度的准停控制。

　　1　主轴准停控制

　　现代数控机床主轴准停控制是由数控系统完成。

　　1. 1　数控系统准停

　　控制器包含CNC和PLC,PLC采用“内装型”。数控系统主轴准停原理图如图1所示。

　　当数控系统执行M19(主轴准停)时,首先将M19送至可编程控制器,可编程控制器经译码送出控制信号,使主轴驱动进入伺服状态,同时数控系统控制主轴电动机降速并寻找零位脉冲C,然后进入控制状态。执行M19指令,则主轴定位于相对零位脉冲C的默认位置;执行M19 S* *指令,则主轴定位于相对零位脉冲S* *的角度位置[1]。

　　例如:M03 S1000主轴以1 000 r/min正转;M19主轴准停于默认位置;M19 S100主轴停转至100°处。

　　1. 2　变频器定位

　　变频器提供主轴定位功能[2]。变频器参数设定如下表1所示:

　　1. 3　PLC控制

　　流程图见图2,梯形图见图3。

　　2　主轴准停应用

　　主轴准停主要应用在加工中心自动换刀及镗削加工中。

　　2. 1　刀具交换

　　在加工中心中,当主轴停转进行刀具交换时,主轴需停在一个固定不变的位置上,从而保证主轴端面上的键也在一个固定的位置,这样,换刀机械手在交换刀具时,能保证刀柄上的键槽对正主轴端面上的定位键,刀具交换如图4所示[4]。

　　2. 2　镗孔退刀

　　在精镗孔退刀时,为了避免刀尖划伤已加工表面,采用主轴准停控制,使刀尖停在一个固定的位置,以便主轴偏移一定尺寸后,使刀尖离开工件表面进行退刀,镗孔退刀如图5所示[4]。

　　2. 3　通过小孔镗大孔

　　在通过前壁小孔镗内壁大孔时,采用主轴准停制,使刀尖停在一个固定的位置,以便主轴偏移一定尺寸后,使刀尖通过前壁小孔进入箱体内对大孔进行镗削,通过小孔镗大孔如图6所示[3]。

　　3　结束语

　　采用数控系统完成主轴准停功能,能够快速定位于准停位置,可靠性高;同时能够满足自动换刀及某些加工工艺的需要。采用数控系统完成主轴准停功能是现代数控机床实现主轴准停控制的常用方式。

　　参考文献:

　　[1]　新代科技.Open CNC PLC发展工具操作手册[Z].VMC-600随机资料, 2005.

　　[2]　台达变频器公司.台达变频器VFD-V 1. 25[Z].用户使用手册, 2005.

　　[3]　崔元刚.数控机床技术应用[M].北京:北京理工大学出版社. 2003.