数控机床垂向滚珠丝杠制动装置.pdf

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1、设计与研究DesignandReSe0『ch数控机床垂向滚珠丝杠制动装置党金行(山东威达重工股份有限公司，山东滕州277500)摘要：数控机床垂向滚珠丝杠制动装置采用带失电制动器的伺服电动机，再在数控机床的铅垂轴上，增加一个外置失电制动器。外置失电制动器装在滚珠丝杠的上部，带失电制动器的伺服电动机，通过传动结构与滚珠丝杠相连接。该装置可以取代数控机床铅垂轴的平衡锤和平衡油缸，避免了平衡锤和平衡油缸的缺点，结构简单。关键词：机床滚珠丝杠制动AKindofVerticalBallScrewBrakingDeviceofCNCMachineDANGJinxing(ShandongWeida

2、HeavyIndustriesCo．，Ltd．，Tengzhou277500，CHN)Abstract：ItisakindofverticalballscrewbrakingdeviceofCNCmachine．Servomotorwithoutagebrakeisa—doptedinthebrakingdevice，addinganexternaloutagebrakeontheplumbshaftofCNCmachine，andtheexternaloutagebrakeiSfixedontheupsideofbal1screw．Servomotorwithoutagebrake

3、connectswiththeballscrewthroughakindofdrivestructure．Thedevicecanreplacecounterweightandbalan—cingcylinderofCNCmachine’Splumbshaft，andthedevicehasnoshortcomingsofcounterweightandbalancingcylinder，andwhatismore，itsstructureissimple．Keywords：MachineTool；BallScrew；Brake数控机床的轴向运动，主要是用滚珠丝杠副进行座6固定安装在

4、丝杠座l5上，外置失电制动器5带有驱动的。通常铅垂使用的滚珠丝杠副承受着牵引力和动片4，动片4固定安装在滚珠丝杠副17上。设有内部件重力的合力作用。由于滚珠丝杠副不能自锁，所置失电制动器14的伺服电动机12，同装在丝杠座l5以，在停机状态下，铅垂轴部件会自然下滑。目前解决上，伺服电动机12通过皮带轮13、7和皮带I1与滚珠方案有两种形式：增加平衡锤或采用平衡油缸。这两种方法均有缺点：增加平衡锤，即增加了运动部件的质量，运动惯量加大，加速度降低，使快速移动速度下降；而采用平衡油缸，则需增加一套液压附件，使机床结构更加复杂，制造成本增加。为了更好地解决这个问题，在这里介绍一种失电制动机构

5、：数控机床垂向滚珠丝杠制动装置，简称丝杠制动装置。1构成及安装该丝杠制动装置主要由外置失电制动器、内置失电制动器、接近开关和电气等构成。图I是垂向滚珠丝杠副上部剖视图，滚珠丝杠副17、轴承1、套2、轴承1一轴承；2一套；3一轴承盖；4一动片；5一外置失电制动器；6一制动盖3和螺母装在丝杠座15上，丝杠座l5固装在机床座；7、13一皮带轮；8一接近开关；9一弯片；iO一螺母；i1一皮带；12一伺服电动机；14一内置失电制动器；15一丝杠座；I6一机床躯体；躯体16上，皮带轮7装在丝杠上端。其特点是：在轴I7一滚珠缝杠副。承盖3和皮带轮7之间，装有外置失电制动器5。外图1垂向滚珠丝杠副上

6、部剖视图置失电制动器5的基体固定安装在制动座6上，制动·：84·一j；⋯u十。M丝杠副l7上端相连。另有一接近开关8，也固定安装测，并随时控制外置失电制动器的工作状态。当皮带在丝杠座15上，控制接近开关8的弯片9，固定安装断裂或闭环内某个部位出现故障时，铅垂轴部件就会在皮带轮7上。自然下滑，并且反过来驱动滚珠丝杠旋转。此时，接近开关将得到一个不正常的信号，数控系统收到反馈信2工作原理号后就立即控制外置失电制动器实施制动。当数控机床工作时，垂向伺服电动机、内置失电制从以上可以看出：第一个闭环控制系统包含在第动器、外置失电制动器也都在工作，此时的内置失电制二个闭环控制系统中，因此，本丝杠

7、制动装置具有两级动器和外置失电制动器都处于通电状态，没有制动作安全功能。国～用；当机床处于非工作状态或出现故障，特别是皮带3注意事项11断裂或伺服电动机l2失控断电时，内置失电制动器和外置失电制动器也都随之断电，并及时转向制动在设计和使用该丝杠制动装置时，应考虑以下几状态，从而使滚珠丝杠副无法动作，即遏制了数控机床点：①外置失电制动器的额定转圆矩一般比伺服电动机铅垂轴部件的下滑，保证了机床的正常工作。的额定转矩要大1．2～1．5倍；②外置失电制动器最好选用