MCMG180LG落地铣镗床主轴滑枕平衡补偿控制系统的设计

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1、!"!#$%&’#落地铣镗床主轴滑枕&平衡补偿控制系统的设计!"##王鸿博(阮卫平(王宝平(李海东（!顺德职业技术学院，广东顺德$"%&’’；"广东锻压机床厂有限公司，广东顺德$"%&’’；#北京发那科数控工程有限公司，北京(’’’%$）摘#要：给出一种靠机械平衡锤和机)电补偿装置来实现主轴滑枕平衡的方法，分析了平衡系统的结构、原理及控制系统。该方法提高了大型落地镗铣床在加工过程中主轴滑枕在移动伸出后对工件加工的精度。关键词：落地铣镗床#主轴滑枕#平衡补偿#控制系统!"#$%&’()*"+,-,&."/’01"&#,)$’&

2、/’&)2’-34#)"0’(/*$"(56$#7,0(’2)*"8-’’2))41"+’2$&%,&9:$--$&%:,.*$&":/:;(%’<;!"##*+,-./012/，34+,*567601，*+,-89/7601，:;.96?0<5@/ABC5D>06DE/AA515，=>?0<5$"%&’’，E.,；"-?901605*/HJKE/L，:C?0<5$"%&’’，E.,；#856M601)G90?D,EN016055H601E/L，:C

3、6M601(’’’%$，E.,）!"#$%&’$：;C60CH/C90906D9A)5A5DCH6D60C51H9C6/0O/HH9I)K5AOP561>C<5O/HI9C6/0LQ>5KCH?DC?H5905D/I750K9C6/0KBKC5I6K909ABR56KI5C>/5I9D>606017H5D6K6/0P>50C>5KT?9

4、H5H9I1/5K/?CC/I/S5O/HUP9H5A9H15OA//H)CB752/H60190605L()*+,%-#：GA//H)CB758/H60190605K；E>65O+V6K=T?9H539I；89A90D5E/I750K9C6/0；E/0CH/A=BKC5I大型落地镗铣床主轴滑枕伸出时滑枕成悬臂梁状./控制系统设计态，由于支撑座体的重心位置前移会向前倾斜，以及弹性变形和配合间隙将使滑枕头部下沉形成低头现.L./机床主要结构及各部件的联接［(］象。滑枕低

5、头现象将严重影响机床的加工精度。（(）机床的基本参数在落地镗铣床中，除了要求滑枕、镗轴自身的刚度以工作台具有交换功能，台面尺寸：&’’’IIY"外，主要采用主轴箱重心沿主轴位移补偿平衡装置来Z’’II；立柱纵向（!轴）行程X$’’II；主轴垂直（"［"］［&WX］实现。根据文献资料统计，目前此类机床的补轴）行程&’’’II；主轴轴向（#轴）行程(’$’II；主偿装置多采用大小双重锤平衡主轴箱法、平衡油缸法轴方滑枕轴向（$轴）行程!’’II；$)#轴总行程(及方滑枕导轨刮研法等。本文给出应用于FEF-(%’!$’II；%轴工作

6、台行程"’’’II；&轴沿&[’任意:-加工中心上的一种靠机械平衡锤和机)电补偿装旋转；主轴功率$%J*。机床总体结构简图如图(所置来实现主轴滑枕平衡的方法，分析了平衡系统的结示，图中的’轴为控制滑枕平衡的伺服轴。构、原理及控制系统的设计方法。该平衡装置在实践（"）滑枕平衡补偿装置各部件的联接中运行稳定，达到机床要求精度。数控落地铣镗床主轴箱的工作原理是：主轴箱通&广东省省财政支持项目（-FQE’[Z8’[(]G-((X]^）·#!"·过丝杠传动，沿立柱静压导轨上下移动。滑枕通过丝当!轴或"轴向左移动时，滑枕主轴箱组件的重

7、杠传动，沿静压导轨在箱体内部做左右水平运动，镗轴心向左移动，随之产生倾斜，链条的拉力#增大；测力在铣轴内做左右水平运动。但滑枕的伸出，加之安装传感器自动检测#的大小，然后将信号输入给数控系附件的重力，使得主轴箱前端向下倾斜，降低加工精统中；数控系统处理后，给伺服电动机发出补偿指令，度，甚至破坏刀具。本机床采用机械平衡锤和机$电使伺服电动机转动一定的圈数，再通过蜗杆、蜗轮使滚补偿装置来实现主轴滑枕的平衡控制，零部件的联接轮产生一定位移。这样，在链条上产生了一个力矩$方式如图%所示。（$&#’%，#为张力，%为主轴箱重心偏移位移

8、），使滑枕和主轴箱组件恢复到正常位置，完成了精度补偿。补偿量的多少是根据主轴伸出位移由链条的拉力决定的。补偿的执行元件是机械结构，其补偿可靠、迅速，无液压缸补偿方式出现的响应慢现象。!&"#主轴箱平衡补偿系统控制原理(&%&(#控制原理控制原理如图"所示。主轴箱体中镗削!轴和铣削"轴的移动