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回转工作台的结构原理与维修

日期:2020-11-10 20:20 作者:现金捕鱼

  回转工作台的结构原理与维修_机械/仪表_工程科技_专业资料。数控机床的圆周进给由回转工作台完成,称为数控机床的第四轴:回转工作台可以与 X、Y、Z 三个坐标轴 联动,从而加工出各种球、圆弧曲线等。回转工作台可以实现精确的自动分度,扩大了数控机床加工范围。 8

  数控机床的圆周进给由回转工作台完成,称为数控机床的第四轴:回转工作台可以与 X、Y、Z 三个坐标轴 联动,从而加工出各种球、圆弧曲线等。回转工作台可以实现精确的自动分度,扩大了数控机床加工范围。 8.5.1 数控回转工作台 数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床,其外形和通用工作台几乎一样,但它的驱动是伺服系统的驱动 方式。它可以与其他伺服进给轴联动。 图 8-24 为自动换刀数控镗床的回转工作台。 它的进给、 分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。 工作台的运动是由伺服电动机,经齿轮减速后由 1 一蜗杆 2 一蜗轮 3、4 一夹紧瓦 5 一小液压缸 6 一活塞 7 一弹簧 8 一钢球 9 一底座 10 一圆 光栅 11、12 一轴承 蜗杆 1 传给蜗轮 2。 为了消除蜗杆副的传动间隙,采用了双螺距渐厚蜗杆,通过移动蜗杆的轴向位置宋调整间隙。这种蜗杆的 左右两侧面具有不同的螺距,因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。但由于同一侧的螺距是相同的,所以仍然 可以保持正常的啮合。 当工作台静止时,必须处于锁紧状态。为此,在蜗轮底部的辐射方向装有 8 对夹紧瓦 4 和 3,并在底座 9 上均布同样数量的小液压缸 5。当小液压缸的上腔接通压力油时,活塞 6 便压向钢球 8,撑开夹紧瓦,并夹 紧蜗轮 2。在工作台需要回转时,先使小液压缸的上腔接通回油路,在弹簧 7 的作用下,钢球 8 抬起,夹 紧瓦将蜗轮松开。 回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承,并由圆锥滚柱轴承 12 及双列向心圆柱滚子轴承 11 保持准确的 回转中心。数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度,因而必须采用高精度蜗杆副。在半 闭环控制系统中,可以在实际测量工作台静态定位误差之后,确定需要补偿角度的位置和补偿的值,记忆 在补偿回路中,由数控装置进行误差补偿。在全闭环控制系统中,由高精度的圆光栅 10 发出工作台精确到 位信号,反馈给数控装置进行控制。 回转工作台设有零点,当它作回零运动时,先用挡铁压下限位开关,使工作台降速,然后由圆光栅或编码 器发出零位信号,使工作台准确地停在零位。数控回转工作台可以作任意角度的回转和分度,也可以作连 续回转进给运动。 分度工作台只能完成分度运动,不能实现圆周进给。分度工作台的分度只限于某些规定的角度。鼠齿盘式 分度工作台是一种应用很广的分度装置。鼠齿盘分度机构的向心多齿啮合应用了误差平均原理,因此能获 得较高的分度精度和定心精度,其分度精度可以达 1~3。 图 8-25 是某数控铣床的鼠齿盘式分度工作台。 鼠齿盘式分度工作台是由工作台面、底座、压紧液压缸、鼠齿盘、伺服电动机、同步带轮和齿轮转动装置 等零件组成。鼠齿盘是保证分度精度的关键零件,每个齿盘的端面带有数目相同的三角形齿,当两个齿盘 啮合时,能够自动确定周向和径向的相对位置。 鼠齿盘式分度工作台作分度运动时,其工作过程分为三个步骤: (1)分度工作台抬起 数控装置发出分度指令,工作台中央的压紧液压缸下腔通过油孔进压力油,活塞向上 移动,通过钢球将分度工作台抬起,两齿盘脱开。抬起开关发出抬起完成信号。 (2)工作台回转分度 当数控装置接收到工作台抬起完成信号后,立即发出指令让伺服电动机旋转,通过同 步齿形带及齿轮带动工作台旋转分度,直到工作台完成指令规定的旋转角度后,电动机停止旋转。 (3)分度工作台下降,并定位夹紧 当工作台旋转到位后,由指令控制液压电磁阀换向使压紧液压缸上腔通 过油孔进入压力油。活塞带动工作台下降,鼠齿盘在新的位置重新啮合,并定位夹紧。夹紧开关发出夹紧 完成信号。液压缸下腔的回油经过节流阀,以限制工作台下降的速度,保护齿面不受冲击。 鼠齿盘式分度工作台作回零运动时,其工作过程基本与上相同。只是工作台回转挡铁压下工作台零位开关 时,伺服电动机减速并停止。 鼠齿盘式分度工作台与其他分度工作台相比,具有重复定位精度高、定位刚度好和结构简单等优点。鼠齿 盘的磨损小,而且随着使用时间的延长,定位精度还会有进一步提高的趋势,因此在数控机床上得到了广 泛应用。 8.5.4 回转工作台故障维修 6 例 381~例 382. 例 381~例 382.工作台分度盘的故障维修 381.故障现象: 例 381.故障现象:某加工中心运行时,工作台分度盘不回落,发出 7035#报警。 析及处理过程: 析及处理过程:工作台分度盘不回落与工作台下面的 SQ25、SQ28 传感器有关。由 PLC 输入状态信息知:传 感器工作状态 SQ28 即 E10.6 为“1”,表明工作台分度盘旋转到位信号已经发出;SQ25 即 E10.0 为“0”, 说明工作台分度盘未回落,故输出 A4.7 始终为“0”,造成 YS06 电磁阀不吸合,工作台分度盘不能回落而 发出 7035#报警,即 PLC 输入状态信息 E10.0 为“1”。 检查机床液压系统,发现 YS06 电磁阀已经带电但是阀心并没有换向,用手动 YS06 电磁阀后,工作台 分度盘回落,PLC 输入状态信息 E10.0 为“1”,报警解除。 拆换新的换向阀后,故障排除。 382.故障现象: 例 382.故障现象:某加工中心运行时,工作台分度盘回落后,不夹紧,发出 7036#报警。 分析及处理过程: 分析及处理过程:工作台分度盘不夹紧与工作台下面的 SQ25 传感器有关。由 PLC 输入状态信息知:传感器 工作状态 SQ25 即 E10.0 为“0”,表明工作台分度盘落下到位信号未发出,故输出 A4.6 始终为“0”,造 成 YS05 电磁阀不吸合,而发出 7036#报警。 检查工作台分度盘落下传感器 SQ25 和挡铁,发现挡铁松动,传感器与挡铁间隙太大,因此传感器 SQ2 未发 出工作台分度盘落下到位信号。 重新紧固挡铁,调整挡铁与传感器之间间隙为 0.15~0.2mm 后,故障排除。 383~例 384. 例 383~例 384.工作台回零的故障维修 383.故障现象: 例 383.故障现象:TH6263 加工中心,开机后工作台回零不旋转且出现 05 号、07 号报警。 分析及处理过程: 分析及处理过程:利用梯形图和状态信息首先对工作台夹紧开关 8Q6 的状态进行检查。138.0 为“1”正常。 手动松开工作台时,138.0 由 “1”变为“0” ,表明工作台能松开。回零时,工作台松开了,地址 211.1TABSC 由“0”变为“1”,211.2TABSCl 也由“0”变为“1”,二者均由“0”变为“1”。211.3TABSC2 也由“0” 变为“1”,然而经 2000ms 延时后,由“1”变成了“0”,致使工作台旋转信号无。是电动机过载,还是 工作台液压有问题?经过反复几次试验,发现工作台液压存在问题。其正常工作压力为 4.0~4.5MPa,在工 作台松开抬起时,液压由 4.0MPa 下降到 2.5MPa 左右,泄压严重,致使工作台未完全抬起,松开延时后, 无法旋转,产生过载。 拆开工作台,解体检查,发现活塞支承环 O 形圈均有直线性磨损,其状态能通压力油液。液压缸内壁粗糙, 环状刀纹明显,精度太差。更换液压缸套和密封圈,重装调整试车后,运行正常,故障消除。 384.故障现象: 例 384.故障现象:TH6363 加工中心,开机后工作台回零不旋转且出现 05 号、07 号报警。 分析及处理过程: 分析及处理过程:此故障完全按上例方法检查。检查状态信息,同上例一样;查液压也正常。故障显示是 过载,是电动机问题还是工作台机械故障?首先,我们检查电动机(此项检查较为容易),将刀库电动机与工 作台电动机交换(型号一致),故障仍未消除,故判断故障肯定在机械方面。 将工作台卸开发现鼠齿盘中的 6 组碟簧损坏不少。更换碟簧后,工作台仍不旋转。仍利用梯形图和状态信 息检查,发现 139.31NP.M 信息由“1”变为了“0”,139.5SALM.M 由“0”变为了“1”,即简易定位装置 在位信号灯不亮,不在位,且报警。手动旋转电动机使之进入在位区后,“INP”变为“1”,灯亮,故障 消除。 385. 例 385.数控回转工作台回参考点的故障维修 故障现象: 故障现象:TH6363 卧式加工中心数控回转工作台,在返回参考点(正向)时,经常出现抖动现象。有时抖动 大,有时抖动小,有时不抖动;如果按正向继续做若干次不等值回转,则抖动很少出现。当做负向回转时, 第一次肯定要抖动,而且十分明显,随之会明显减少,直至消失。 分析及处理过程: 分析及处理过程:TH6363 卧式加工中心,在机床调试时就出现过数控回转工作台抖动现象,并一直从电气 角度来分析和处理,但始终没有得到满意的结果。有可能是机械因素造成的?转台的驱动系统出了问题?顺 着这个思路,从传动机构方面找原因,对驱动系统的每个相关件逐个进行仔细的检查。终于发现固定蜗杆 轴向的轴承右边的锁紧螺母左端没有紧靠其垫圈,有 3mm 的空隙,用手可以往紧的方向转两圈;这个螺母 根本就没起锁紧作用,致使蜗杆产生窜动。 通过上述检查分析,转台抖动的原因是锁紧螺母松动造成的。锁紧螺母所以没有起作用,这是因为其直径 方向开槽深度及所留变形量不够合理所致,使 4 个 M4×6 紧定螺钉拧紧后,不能使螺母产生明显变形,起 到防松作用。在转台经过若干次正、负方向回转后,不能保持其初始状态,逐渐松动,而且越松越多,导 致轴承内环与蜗杆出现 3mm 轴向窜动。这样回转工作台就不能与电动机同步动作。这不仅造成工作台的抖 动,而且随着反向间隙增大,蜗轮与蜗杆相互碰撞,使蜗杆副的接触表面出现伤痕,影响了机床的精度和 使用寿命。为此,我们将原锁紧螺母所开的宽 2.5mm、深 10mm 的槽开通,与螺纹相切,并超过半径,调整 好安装位置后,用 2 个紧定螺钉紧固,即可起到防松作用。经以上修改后,该机床投入生产使用至今,数 控回转工作台再没有出现抖动现象。 386. 例 386.回转工作台分度的故障维修 故障现象: 故障现象:在机床使用过程中,回转工作台经常在分度后出现不能落入鼠牙定位盘内,机床停止执行下面 指令。 分析及处理过程: 分析及处理过程:回转工作台在分度后出现不能落入鼠牙定位盘内,发生顶齿现象,是因为工作台分度不 准确所致。工作台分度不准确的原因可能有电气问题和机械问题,首先检查电动机和电气控制部分(因为此 项检查较为容易)。检查电气部分正常,则问题出在机械部分,可能是伺服电动机至回转台传动链间隙过大 或转动累计间隙过大所致。拆下传动箱,发现齿轮、蜗轮与轴键联接间隙过大,齿轮啮合间隙超差过多。 经更换齿轮、重新组装,然后精调回转工作台定位块和伺服增益可调电位器后,故障排除。

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