前言:
電火花成形加工中心將電極安裝在主軸下方.通過主軸的上下運動•帶動電極做上下運動從而實現放電加工。在裝配電火花成形加工中心時,需要保證主軸與加工中心工作臺的垂直度,在裝配階段,裝配人員需要不斷使主軸做上下運動•檢測主軸與加工中心工作臺在x x和Y -Z平面內的垂直度數值•然后調整主軸座,直到主軸與加工中心工作臺的垂直度在規定的范圍內;在裝配時,雖然絲桿已經安裝在主軸上•但控制加工中心的CNC系統等電氣系統還沒有和加工中心本體相聯接,所以,無法使用CNC系統控制加工中心主軸的上下運動:一般地都是由裝配人員轉動絲桿,使主軸做上下運動,由于加工中心主軸是在垂直方向上安裝的•裝配人員需要在較高的位置轉動絲桿.勞動強度較大。同時•由于手動移動主軸時•主軸的移動速度不均勻,會使檢測數值不穩定,影響檢測效果。
針對這一現狀,本文設計了 一種主軸自動移動方法•可大大降低裝配強度、提高精度檢測的穩定性。
1加工中心結構與主軸裝配要求
電火花成形加工中心主要有立柱式和滑枕式兩種結構形式:其中立柱式電火花成形加工中心主要由床身、工作臺、立柱、主軸座和主軸組成•如圖1所示:
電火花成形加工中心是一種利用放電原理實現工件加工的加工中心•與人們所熟知的車床和加工中心相比,電火花成
形加工中心的主軸有以下三個特點:
1) 主軸是做上下直線運動的.而一般意義上的主軸是做旋轉運動的。
2_)主軸的作用是用來安裝電極,在加工中心工作時,在電極與工件之間產生電弧,從而做無切削加工,主軸受力較小,因而•一般地,電火花成形加工中心的主軸重量不大,以CXCKO電火花成形加工中心為例•其主軸重量為 25kg:
3)主軸和工作臺需要相互垂直;其垂直度不得大于國家標準規定的數值:以r_\ri5u電火花成形機床為例,主軸和工作臺的垂直度要求為:在x—y平面內和X Z平面內的垂直度均為u. 〇15mm。
2主軸裝配與檢測
為了達到主軸與工作臺的垂直度要求,裝配人員需要完成以下幾個步驟:(1)將主軸安裝在主軸座上;
(2) 檢測主軸和工作臺的垂直度;(3)如果檢測的垂直度數值大于規定的數值,則調整主軸座。一般地需要反復檢測與調整,才能滿足要求。
在檢測主軸和工作臺的垂直度時,需要手動轉動主軸絲桿,使主軸做上下運動[2]。這種移動主軸的方法使得裝配人員非常不方便,在檢測時裝配人員需要觀察檢測數據,常常需要另一個人員幫助轉動絲桿,增加了勞動強度。另一方面,人工移動主軸的速度也不穩定,影響檢查效果。
3主軸自動移動方法
針對以上情況,本文設計了 一種采用直流伺服電機驅動主軸絲桿的方法,從而實現自動移動主軸。
3.1組成
主軸自動移動方法由直流伺服電機、控制柜、操作面板等組成。
在選擇驅動電機時,分別對三相異步電機、交流伺服電機和直流伺服電機的使用特點進行了對比分析。
三相異步電機控制簡單,成本低,但運行不平穩,不適合驅動主軸運動做精度檢測。
交流伺服電機運行平穩,是常用的CNC加工中心運動件的驅動元件,但需要驅動器及控制元件(如控制系統或PLC等),使用成本高,控制電路聯接不方便,不適合在加工中心的機械裝配時使用。
直流伺服電機避免了上述兩者的不足之處。該電機只要輸入直流電壓便可運行,其轉速與輸入電壓成正比[3]。依據電機扭矩選擇計算方法,通過計算,選用型號為M818了一031的直流伺服電機,其額定電壓為48V,額定轉速為3 000r/mm,功率為180W。當輸入額定電壓48V時,電機轉速為3 000r/mm。
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結束語:
在電火花成形加工中心產品裝配中,成功使用上述方法。實踐證明,該方法具有以下幾個優點:(1)方便了裝配人員。原有的方法在做精度檢測時,由裝配人員觀察指不器的情況,需要另一個人員幫助轉動絲桿,效率低下。(2)由于電機運行平穩,避免了人工轉動絲桿時產生的主軸運動不平穩現象,使精度檢查數值更加可信。(3)該方法成本低,同時可以作為一種設備.在其它類似加工中心裝配時使用。
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