第二章加工设备自动化-2

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1、1自动化制造系统第二章加工设备自动化2数控机床运动系统：主运动系统—实现机床主轴运动；进给运动系统—实现机床工作台的直线运动与转动；换刀运动—实现加工中心更换刀具连续加工所需的运动。2.3数控机床及加工中心32.3.1数控机床主运动系统功用：传递动力：传递切削加工所需要的动力传递运动：传递切削加工所需要的运动运动控制：控制主运动的大小方向开停组成：动力源：电机传动系统：定比传动机构、变速装置运动控制装置:离合器、制动器等执行件：主轴4主轴转速更高；变速范围更宽；100～10000提供的动力更强。一般NC机床的主轴驱动功率在3.7kw~250kw之间。1.

2、数控机床的主运动系统性能要求：主运动的自动变速、准停；C轴控制；同步速度控制。2.数控机床的主运动系统功能：2.3.1数控机床主运动系统5与普通机床相比较，数控机床的主传动系统具有如下特点：(1)采用直流或交流主轴电动机现代数控机床的主传动电动机一般采用直流或交流主轴电动机。这种电动机调速范围广，可实现无级调速，因此主轴箱结构简化。3、数控机床主传动系统的特点6（2）转速高、功率大、变速范围广数控机床适应性强，适合加工单件、小批量和形状复杂工件，为了适应各种不同材料的加工以及各种不同的加工方法，数控机床的主传动系统要有较宽的转速范围及相应的输出力矩，以保

3、证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。7（3）主轴变速迅速可靠数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。由于数控机床主传动系统采用了可实现无级调速的电动机，机械变档一般又采用液压缸推动滑移齿轮实现，因此变速稳定可靠。8（4）主轴部件性能好主轴部件直接装夹刀具对工件进行切削加工，对加工质量及刀具寿命有很大影响，并且在加工过程中不进行人工调整，因此主轴部件必须具有良好的回转精度、结构刚度、抗振性、热稳定性、耐磨性。91)．带有变速齿轮的主传动系统（分段无级变速）数控机床在实际生产中，并不需要

4、在整个变速范围内均为恒功率。一般要求在中、高速段为恒功率传动，在低速段为恒转矩传动。为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变速范围尽可能大，有的数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速，即解决电机驱动和主轴传动功率的匹配问题，使之成为分段无级变速。§2.3.1.1主传动系统的配置方式根据数控机床的类型与大小，其主传动主要有以下四种形式。104、主传动系统的配置方式这种传动主要应用在大、中型数控机床通过使用双联滑移齿轮实现二级变速。常用的变速操纵方式：液压拨叉电磁离合器液压拨叉11例：TND360型数控车床作用：慢速对刀和手动调整机床

5、12电磁离合器变速电磁离合器能简化变速机构，便于实现自动化操作，它是通过安装在传动轴上的离合器的吸合和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主轴变速的。13电磁离合器种类：摩擦片式牙嵌式两种无滑环摩擦片式电磁离合器特点：可在运转中变速、具有过载保护功能，但尺寸大、摩擦发热大。14牙嵌式电磁离合器特点：传递扭矩大、尺寸小，传动比准确，可用于内联系传动链中。15例：THK6380型自动换刀数控铣镗床的主传动系统图，该机床采用双速电机和六个电磁离合器完成18级变速。16172)．带有定比传动的主传动系统主轴电动机经过定比传动传递给主轴。定比传动多采用带（同步

6、齿形带和三角带）传动，也有采用齿轮传动的。适用于高速、低转距特性的主轴，电动机本身的调速就能够满足要求，且带传动平稳，可避免齿轮传动时引起的振动与噪声。这种传动主要应用在转速高、变速范围不大的数控车床和中、小型加工中心。18多楔带：兼有v带和平带的优点，既有平带柔软、强韧的特点，又有v带紧凑、高效等优点。19同步带是利用带齿与带轮的啮合同步传动力的一种新型传动带。不仅具有带传动的特点，适用于大中心距传递，而且又具有齿轮传动和链传动的特点，能够保证准确的传动比。20用两个电动机分别驱动的主传动系统高速时电动机通过带传动使主轴旋转，传动平稳。低速时，另一个电

7、动机通过二级齿轮降速，扩大变速范围，使恒功率区增大，克服了低速时转距不够且电动机功率不能充分利用的缺陷，但结构较为复杂。21223)．调速电机直接驱动主轴传动数控机床采用直流或交流主轴伺服电动机直接驱动主轴实现无级变速。电动机与主轴通过联轴器连接。交流主轴电动机及交流变频驱动装置（笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统），由于没有电刷不产生火花，所以使用寿命长，且性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在噪声方面还有所降低。因此，目前应用较为广泛。23精密联轴器连接：结构紧凑、传动效率高，但主轴的转速和扭矩与电机完全一致，低速性能的改善是其广泛应用的关键。

8、244)、电主轴主轴与电机制成一体，电动机转子轴即为机床主轴。电主轴组成：空心轴