新型高效转塔的应用

2014-04-23 12:44顾红光
制造技术与机床 2014年11期
关键词:转塔刀库分度

耿 欣 顾红光

(①沈阳工学院,辽宁 抚顺 113122;②沈阳机床成套设备有限责任公司,辽宁 沈阳 110142)

转塔、刀库等是数控机床的重要组成部分,选择好转塔或刀库能够大大提高机床加工节拍以及能够达到更高的精度。转塔与刀库相比,转塔控制灵活,动作快,故障率较低,但是能选用的刀具种类没有刀库多。在机床设计的时候,转塔或刀库应该是首要考虑及选取的部件,它直接决定了机床加工性能。同时转塔的程序控制也是数控机床各部件中最复杂的部分,编制好的控制程序可以使转塔更快速更准确地进行加工。

1 转塔的结构及控制方式

转塔的控制方式主要有液压、霍尔元件,电动机、编码器控制以及伺服电动机驱动控制等。本文介绍一种新式伺服转塔,其控制方式为液压和伺服电动机驱动。液压负责主轴位与转塔位切换的抬起落下控制,伺服电动机负责控制转塔的旋转换位及刀具旋转加工。当工作时,主轴伺服电动机带动转塔前面的动力头高速旋转,完成钻、铣、镗等工序加工,当需要转换工位时,可以通过液压动作进行抬起,然后主轴切换到伺服轴状态进行分度控制转换工位。本转塔配有外冷及内冷管路,可以进行工件的高速钻铣冷却。此转塔共有8 个动力头,可以一次装夹最多8 种刀具。图1 为转塔外形及内部管路图。

2 转塔PLC 控制程序编制

此程序为应用德国力士乐系统的软件编制的:

3 转塔控制流程

本转塔的动力头旋转及转塔工位选择旋转都是通过同一台伺服电动机来完成的。转塔共有2 个状态,即转塔位及主轴位,抬起时为转塔位,落下时为主轴位。当转塔处在主轴位置时,伺服电动机旋转时通过转塔内部的齿轮结构传递到转塔的动力头,动力头带动刀具高速旋转进行加工,此应用伺服电动机的主轴特性完成。当需要换刀具的时候,转塔需要抬到转塔位进行转位,此应用伺服电动机的伺服轴分度功能完成。工作时首先把伺服电动机工作方式切换到主轴方式进行定向,即将主轴旋转到转塔零点处,通过信号开关检测到位(即转塔信号开关蓝灯亮)。然后转塔抬起(由液压动作完成),当转塔抬起到位后,通过信号开关检测到位(即转塔信号开关红灯亮)。将主轴方式切换到伺服轴方式下准备分度旋转,同时进行所需目标刀号与实际刀号进行比较判断是否需要短路径旋转,算出所需旋转的角度,之后伺服轴按照计算出的角度进行旋转(由伺服主电动机完成)。当旋转到位之后(由编码器检测到位信号),转塔落下(由液压动作完成),通过信号开关检测到位(即转塔信号开关红灯灭、黄灯亮)。图2 为转塔开关信号灯状态图,图3 为转塔开关内部结构图。

4 结语

此转塔共有8 个工位,可满足一次装夹完成钻、铣、镗孔、攻丝等多道工序。同时还具有转速高、转位速度快、定位精度高、故障点少、便于维修等优点,可以取代某些加工中心的刀库,大大提高加工效率,也减少了机床的故障率。

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