主轴准停装置
2015数控附答案
一、填空题1、数控机床伺服系统是以机床运动部件的 速度 和 位置 为控制量的系统。
2、数控机床伺服系统按反馈比较控制方式的不同可分为 开环、 闭环、和半闭环 。
3、步进式伺服系统是 开环 伺服系统，其采用 步进电动机 作为执行元件。
4、步进电动机是一种将 电脉冲信号 转换成 机械角位移 的特殊电动机。
5、在相位比较伺服系统中，指令信号与反馈信号都变为某个载波的相位，然后通过相位比较，获得实际位置与指令位置的偏差。
6.考虑到电缆线的固定，为保证传感器的稳定工作，一般将直线光栅的__头____安装在机床或设备的动板(工作台)上。
7.步进电动机的相数和齿数越多，在一定的脉冲频率下，转速_越慢_。
9.当直线感应同步器只有正弦绕阻励磁，在正弦绕组和定尺上的绕组位置重合时开始移动，滑尺移动2个节距时，感应电动势的值变为零有__4_处。
10.第一象限的圆弧AB ︵的起点坐标为A(x a ,y a )，终点坐标为B(x b ,y b )，用逐点比较法插补完这段圆弧所需的插补循环数为|Xa-Xb|+|Ya-Yb|_。
11. 数控机床开环控制系统的伺服电动机多采用步进电动机_。
12、数控机床的主轴准停装置有 机械式 和 电气式 两种。
12、数控机床自动换刀装置的形式有回转刀架换刀、更换主轴头换刀和带刀库的换刀系统。
14、数控机床上常用的刀库形式有：圆盘形刀库 和 链式刀库。
15. 带有自动换刀系统，并能一次装夹工作后，自动连续完成铣、钻、镗、攻螺纹等加工的数控机床称为加工中心。
16.数控技术的核心是插补和驱动。
17、数控机床常采用_滑动_导轨和_滚动__导轨，以降低导轨磨损。
18、数控机床的自动换刀装置中，实现 刀具和机床 主轴之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。
19、刀具的常用交换方式由机械手换刀 和 刀库与机床主轴相对运动 （无机械手换刀） 两类。
20、数控机床导轨按摩擦性质的不同可分为 滑动、 滚动 、和静压 。
第三章数控机床的主传动系统
第三章 数控机床的主传动系统
(3)突入滚道式润滑方式 如图3—10所示为适应该要求而设计的特殊轴承。 润滑油的进油口在内滚道附近，利用高速轴承的泵 效应，把润滑油吸人滚道。
若进油口较高，则泵效应差，当进油接近外滚道 时则成为排放口了，油液将不能进入轴承内部。
第三章 数控机床的主传动系统
3．冷却润滑技术的研究 过去，加工中心机床主轴轴承大都采用油脂润滑方 式，为了适应主轴转速向更高速化发展的需要，新 的冷却润滑方式相继开发出来，见表3—2。
第三章 数控机床的主传动系统
第一章 数控机床概述
(1)油气润滑方式 这种润滑方式不同于油雾方式， 油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中， 油量大小可达最佳值，压缩空气有散热作用，润滑 油可回收，不污染周围空气。图3—8是油气润滑 原理图。
1．主轴部件常用滚动轴承的类型 图3—13a为锥孔双列圆柱滚子轴承，内圈 为1：12的锥孔，当内圈沿锥形轴颈轴向移 动时，内圈胀大以调整滚道的间隙。滚子数 目多，两列滚子交错排列，因而承载能力大， 刚性好，允许转速高。它的内、外圈均较薄， 因此，要求主轴颈与箱体孔均有较高的制造 精度，以免轴颈与箱体孔的形状误差使轴承 滚道发生畸变而影响主轴的旋转精度。该轴 承只能承受径向载荷。
第一章 数控机床概述
(2)热变形 电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小
的热变形是对主传动系统要求的重要指标。 (3)主轴的旋转精度和运动精度
主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转 动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径 向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时 测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求 有高的旋转精度和运动精度。
主轴定点停止
1.主轴准停装置在数控钻床、数控铣床以及镗铣为主的加工中心上，由于特殊加工或自动换刀，要求主轴每次停在一个固定的准确的位置上。
所以在主轴上必须没有准停装置。
准停装置分机械式和电气式两种。
图5-8所示机械准停装置的工作原理如下：准停前主轴必须是处于停止状态，当接收到主轴准停指令后．主轴电动机以低速转动，主轴箱内齿轮换挡使主轴以低速旋转，时间继电器开始动作，并延时4--6s，保证主轴转稳后接通无触点开关1的电源，当主轴转到图示位置即凸轮定位盘3上的感应块2与无触点开关1相接触后发出信号，使主轴电动机停转。
另一延时继电器延时0.2--0.4s后，压力油进入定位液压缸下腔，使定向活塞向左移动，当定向活塞上的定向滚轮5顶入凸轮定位盘的凹槽内时，行程开关LS2发出信号，主轴准停完成。
若延时继电器延时1S后行程开关IS2仍不发信号，说明准停没完成，需使定向活塞6后退，重新准停。
当活塞杆向右移到位时，行程开关lSl发出滚轮5退出凸轮定位盘凹槽的信号，此时主轴可启动工作。
机械准停装置比较准确可靠，但结构较复杂。
现代的数控铣床一般都采用电气式主轴准停装置，只要数控系统发出指令信号主轴就可以准确地定向。
如常用磁力传感器检测定向的工作原理如图5-9所示是在主轴上安装有一个永久磁铁4与主轴一起旋转，在距离永久磁铁4旋转轨迹外1—2mm处固定有一个磁传感器5，当铣床主轴需要停车换刀时，数控装置发出主轴停转的指令，主轴电动机3立即降速，使主轴以很低的转速回转，当永久磁铁4对准磁传感器5时，磁传感器发出准停信号，此信号经放大后，由定向电路使电动机准确地停止在规定的周向位置上。
这种准停装置机械结构简单，发磁体与磁感传感器间没有接触摩擦，准停的定位精度可达±1。
,能满足一般换刀要求。
而且定向时间短，可靠性较高。
简述数控主轴准停装置的工作过程
简述数控主轴准停装置的工作过程嘿，咱今儿就来说说这数控主轴准停装置的工作过程哈。
你想想看，这数控主轴就像是一个厉害的舞者，而准停装置呢，那就是指挥它准确落脚的节拍器。
当机器启动后呀，数控系统就会发出指令，就好像是给这个舞者喊了个开始的口号。
然后呢，准停装置就开始行动啦！它会通过各种传感器和控制系统，来精确地监测主轴的位置和状态。
这就好比是有一双敏锐的眼睛，时刻盯着舞者的每一个动作。
接着呀，当主轴旋转到需要准停的位置时，准停装置会迅速做出反应，就像是舞者在关键时刻准确地踩下舞步一样。
它会通过一些巧妙的机制，比如电磁的或者机械的方式，来让主轴稳稳地停在那个预定的位置上。
这可不容易啊，得非常精准才行，不然整个加工过程不就乱套啦！这时候你可能会问啦，为啥要让主轴准停呢？这用处可大啦！就好比你画画，得先找准落笔的位置才能画出漂亮的线条吧。
在数控加工中，准停能让刀具准确地找到加工的起始点或者换刀点，这样加工出来的东西才会更精确、更完美呀。
而且哦，这个准停装置工作起来那是一丝不苟的，它不会有丝毫的马虎和偏差。
就好像是一个非常专业的裁判，绝不会放过任何一个小错误。
它确保了主轴每次都能在正确的位置停下来，为高质量的加工提供了保障。
你说这数控主轴准停装置是不是很神奇？它就像是隐藏在机器背后的小魔法师，默默地工作着，让一切都变得那么有序、那么精确。
咱不得不佩服人类的智慧呀，能发明出这么厉害的东西来！没有它，那些复杂的数控加工可怎么进行呀？所以说呀，它可真是数控加工中不可或缺的一部分呢！咱得好好珍惜和利用它，让它为我们创造出更多更棒的产品！你说是不是这个理儿呢？。
描述主轴定向准停功能及其意义
主题：主轴定向准停功能及其意义一、主轴定向准停功能的定义及作用主轴定向准停功能是指机械设备中用于精确控制主轴位置及停止转动的一种技术。
在现代制造业中，各种机械设备都离不开主轴的运动控制，而主轴定向准停功能则可以使主轴在需要时停止转动，并且能够精确控制主轴的位置。
这项功能不仅可以提高设备的精度和稳定性，同时也可以保证生产过程的安全性。
二、主轴定向准停功能的意义1. 提高生产效率主轴定向准停功能可以在加工过程中快速停止主轴的转动，从而节约时间和能源，提高生产效率。
特别是在批量生产过程中，准确控制主轴的工作状态可以大大缩短加工周期，提升生产效率和产量。
2. 确保产品质量在加工过程中，主轴的转速和位置对产品的加工精度与质量有着关键的影响。
通过主轴定向准停功能，可以及时调整主轴的位置和停止转动，保证产品加工精度和质量稳定性，提高产品的合格率。
3. 提升设备的可靠性主轴定向准停功能在设备操作中能够有效减小主轴的磨损和故障率，延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。
这对于降低设备的维修成本和生产线的停机时间有着重要意义。
4. 提高安全性主轴定向准停功能可以在设备操作中随时停止主轴的转动，对于意外情况的处理能够更加迅速，保证了生产过程的安全性。
特别是在手动操作或者需要频繁变换工件的工作环境中，主轴定向准停功能能够有效地保护操作人员的安全。
5. 符合智能制造发展趋势随着工业4.0时代的到来，智能制造技术已经成为制造业发展的主要趋势之一。
而主轴定向准停功能作为智能制造技术的重要组成部分，能够实现设备的智能化运行和自动化控制，提高生产线的智能化水平。
三、结语主轴定向准停功能在现代制造业中具有非常重要的意义，不仅可以提高生产效率和产品质量，还能够保障设备的可靠性、安全性以及实现智能化制造。
随着技术的不断进步和应用范围的扩大，主轴定向准停功能将会在更多领域得到应用，为制造业的发展贡献更多的力量。
四、主轴定向准停功能的技术实现1. 传感器技术主轴定向准停功能的实现离不开先进的传感器技术。
第二节数控机床主传动系统
电磁离合器—— 应用电磁效应接通或切断运动的元件，便于实现 自动操作，已成为自动装置中常用的执行元件。
电磁离合器用于数控机床的主传动时，能简化变 速机构，通过若干安装在各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 的变速。
例子： 1、数控镗床主轴箱中使用的无滑片式电磁离合器。 2、啮合式电磁离合器（亦称为牙嵌入电磁离合器）。
第二节 数控机床主传动系统
一、数控机床的主传动变速 二、数控机床的主轴部件 三、数控机床的主轴材料和热处理 四、主轴内刀具自动夹紧、切屑清除装置 五、主轴准停装置
一、数控机床的主传动变速
一）数控机床变速方式 二） 数控机床主传动系统的三种配置方式
1、带变速齿轮的主传动 液压拨叉变速 电磁离合器
2、通过皮带传动的主传动 3、由调速电机直接驱动的主传动 三）数控机床主传动装置的特点 四）主传动变速设计
结构特点：是在摩擦面上做成一 定的齿形，以提高所能传递的力 矩。当线圈1通电后，带有端面齿 的衔铁2被引吸和磁轭8的端面齿 互相啮合。衔铁2又通过渐开线齿 形花键与定位环5联接，再通过螺 钉7传递给齿轮（图中未示出）。 其中，隔离环6是为了防止磁力线 从传动轴通过构成回路，而削弱 电磁吸力。衔铁2和定位环5采用 渐开线花键联结，保证了衔铁与 传动轴的同轴度，使端面齿能更 可靠地啮合。采用螺钉3和压力弹 簧4的结构能使离合器的安装方式 不受限制，不管衔铁使水平还是 垂直、向上还是向下，安装都能 保证合理的齿面间隙。
无滑片式电磁离合器：
优点：省去了电刷，避免了磨损和接触不良所带来的故障， 因比较适用于高速运转的主运动系统。由于采用摩 擦片来传递扭矩，所以允许不停车变速。
缺点： 变速时产生大量的摩擦热；且由于线圈和铁芯是静止 不动的，因此必须在旋转的套筒上安装滚动轴承7， 这样加大了离合器的的径向尺寸。此外，这种摩擦离 合器的磁力线（图中的虚拟）通过钢质的摩擦片，在 线圈断电之后会有剩磁，增加了离合器的分离时间。
数控技术专业《主轴准停装置典型结构》
422 主轴准停装置典型结构
在数控镗铣床上进行反镗孔〔通过上端小孔镗削内壁同轴大孔〕加工和精镗孔加工时，为了防止 刀具与上端小孔碰撞或拉毛已精加工的孔外表，保证加工孔的外表质量，进刀或退刀前必须先沿镗刀 刀尖相反方向偏移一定尺寸〔让刀〕，这就要求数控镗铣床能够控制主轴在其回转圆周方向上停于某 一特定角度位置〔如下图〕，这种功能称之为主轴准停功能，又称主轴定位功能。主轴准停功能同时 应用于加工中心自动换刀控制场合。主轴准停装置可分为机械准停装置和电气准停装置。
无触点开关
感应块 定位滚轮
定位活塞
V形槽 定位盘
定位液压缸 压力油
任务二 数控铣床典型机械结构
422 主轴准停装置典型结构
2、电气准停装置 电气准停装置的优点
02 准停时间短
即使主轴高速转动时也 能快速定位于准停位置， ຫໍສະໝຸດ 大节省了准停时间。03可靠性高
由于无需复杂的机械、 开关和液压系统等装置， 也没有机械准停控制所 形成的冲击，因而准停 控制的寿命与可靠性大 大增加。
镗孔示意图
反镗孔
主轴定向停止
任务二 数控铣床典型机械结构
422 主轴准停装置典型结构
1、机械准停装置 右图所示为V形槽轮定位盘准停结构。定位盘与主轴端面 保持一定的位置关系，以确定定位位置。当接收到主轴准停 控制指令时，主轴减速至某一可以设定的低速转动，当无触 点开关正对感应块时，有效信号被检测到，立即使主轴电动 机停转并断开主传动链，主轴电机和主传动件依靠惯性继续 空转，同时压力油进入定位液压缸右腔，定位活塞向左移， 使定位滚轮压向定位盘，当定位盘的V形槽与定位滚轮正对时 ，由于液压缸的压力，定位滚轮插进V形槽中，LS2准停到位 信号有效，说明准停动作完成。当压力油进入定位液压缸左 腔，定位活塞向右移到位时，行程开关LS1发出定位滚轮退出 定位盘V行槽的信号，此时主轴可启开工作。采用这种准停控 制方式，必须要有一定的逻辑互锁，即当LS2有效时，才能进 行让刀〔换刀〕动作，而只有当LS1有效时，才能启动主轴电 动机正常运转。
机械制造自动化技术_很多概念介绍
形成的一类更复杂但用途更广、效率更高 的数控机床。B）特点：由于具有刀库和自 动换刀装置，就可以在一台机床上完成车、 铣、镗、钻、铰、攻螺纹、轮廓加工等多 个工序的加工。C）应用：加工中心机床具 有工序集中、可以有效缩短调整时间和搬 运时间、减少在制品库存、加工质量高等 优点。7）柔性制造单元：A）定义：柔性 制造单元是一种由 1～3 台 数控机床或加 工中心所组成。B）特点：单元中配备有某 种形式的托盘交换装置或工业机器人，由 单元计算机进行程序编制及分配、负荷平 衡和作业计划控制的小型化柔性制造系 统。C）优点：占地面积较小，系统结构不 很复杂，成本较低，投资较小，可靠性较 高，使用及维护均较简单。D）应用： 常 用于品种变化不是很大、生产批量中等的 生产规模中。8）柔性制造系统：A）优点： 1、可以减少机床操作人员。2、由于配有 质量检测和反馈控制装置，零件的加工质 量很高。3、工序集中，可以有效减少生产 面积。4、与立体仓库相配合，可以实现 24h 连续工作。5、由于集中作业，可以减少加 工时间。6、易于和管理信息系统（MIS）、 工艺信息系统及质量信息系统结合形成更 高级的制造自动化系统。B）缺点：1、系 统投资大，投资回收期长。2、系统结构复 杂，对操作人员的要求很高。3、结构复杂 使得系统的可靠性较差。C）应用：多品种、 中小批量生产。 自动控制系统包括实现自动控制功能的装 置及其被控制对象，组成：指令存储装置； 指令控制装置；执行机构；传递及转换装 置等部分构成。 机械制造设备中常用的控制方式：（1）开 环控制方式；（2）闭环控制方式；（3）分 散控制方式；（4）集中控制方式；（5）程 序控制方式；（6）数字控制方式；（7）计 算机控制方式。 机械传动控制方式一般传递的动力和信号 都是机械连接的，特点：（1）程序指令的 存储和控制都是利用机械式元件来完成 （例如凸轮、档块、连杆、拨叉等）；（2） 控制元件同时又是驱动元件；（3）几乎所 有的运动部件及机构都是由凸轮分配轴进 行驱动和控制；（4）专用性较强，仅适用 于加工品种基本不变的大批量生产。 分散控制的主要优点：（1）实现自动循环 的方法简单，电气元件的通用性强，成本 低。（2）在自动循环过程中，当前一动作 没有完成时，后一个动作便得不到起动信 号，因而，分散控制系统本身具有一定的 互锁性。主要缺点：（1） 当顺序动作较多 时，自动循环时间会增加，这对提高生产 效率不利。（2）当下一动作执行机构较多 时，就有若干多条平行控制线路、会使电 气控制线路变得复杂，电气元件增多。这 对控制系统的调整和维修不利，特别是在 使用有触点式电器时，由于大量触点频繁 换接，容易引起故障。 集中控制系统的优点：所有指令存储和控 制装置都集中在一起，控制链又短又简单， 这样，控制系统就比较简单，调整比较方 便。缺点：（1）各执行部件动作之间无联 系，当某一部件发生故障时，其它部件依 然运动，这就有可能发生碰撞或干涉等事 故。（2）由于执行部件的运动速度不能控 制，当速度不稳定时，系统实际的控制精 度就较低。 液压控制：原理：利用液体工作介质的压 力势能实现能量的传递及控制。优点：定 位精度高、负荷较大、速度可以调节。缺 点：漏油（污染）、油温变化→粘度变化→ 流量变化→控制不稳定。两种方式：机械 —液压控制；电气—液压控制系统。 电气控制系统设计的主要依据：生产设备 的工作循环。工作循环的表示方法：（1） 工作循环图：单机的工作循环；（2）工作 循环周期：自动线的工作循环；（3）功能 流程图：表示控制系统的信息传递过程和 输入、输出信号的逻辑关系。 加工设备自动化：定义：指在加工过程中 所用的加工设备能够高效、精密、可靠地 自动进行加工，此外还应能进一步集中工 序和具有一定的柔性。 实现加工设备自动化的主要途径：对于现 有设备（通用）进行自动化改装，以实现 单机自动化；设计、制造、采用专用或专 门的自动化加工设备；采用数控加工设备 实现单机自动化的方法：1）采用通用自动 化或半自动化机床实现单机自动化；2）采 用组合机床实现单机自动化；3）采用专用 机床实现单机自动化；4）采用通用机床进
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主轴准停装置
数控机床为了完成ATC（刀具自动交换）的动作过程，必须设置主轴准停机构。
由于刀具装在主轴上，切削时切削转矩不可能仅靠锥孔的摩擦力来传递，因此在主轴前端设置一个突键，当刀具装入主轴时，刀柄上的键槽必须与突键对准，才能顺利换刀；为此，主轴必须准确停在某固定的角度上。
由此可知主轴准停是实现ATC过程的重要环节
有2种方式，即机械式与电气式
机械方式：(1)机械凸轮机构(2)光电盘方式进行粗定位，然后有一个液动或气动的定位销插入主轴上的销孔或销槽实现精确定位，完成换刀后定位销退出，主轴才开始旋转。
采用这种传统方法定位，结构复杂，在早期数控机床上使用较多。
而现代数控机床采用电气方式定位较多。
(1)用磁性传感器检测定位，在主轴上安装一个发磁体与主轴一起旋转，在距离发磁体旋转外轨迹1~2mm处固定一个磁传感器，它经过放大器并与主轴控制单元相连接，当主轴需要定向时，便可停止在调整好的位置上。
(2)主轴编码器检测定位，这种方法是通过主轴电动机内置安装的位置编码器或在机床主轴箱上安装一个与主轴1∶1同步旋转的位置编码器来实现准停控制，准停角角度可任意设定。
为什么加工中心要有主轴准停？
数控机床为了完成ATC(刀具自动交换)的动作过程，必须设置主轴准停机构。
由于刀具装在主轴上，切削时切削转矩不可能仅靠锥孔的摩擦力来传递，因此在主轴前端设置一个突键，当刀具装入主轴时，刀柄上的键槽必须与突键对准，才能顺利换刀：为此，主轴必须准确停在某固定的角度上。
由此可知主轴准停是实现ATC过程的重要环节。
当主轴电机跟主轴之间有减速比的话，1:10以下（非1:1直连）的建议采用：(2)主轴编码器检测定位
主轴准停有时不准如何解决？
反复执行M19定位查看是否频繁的出现准停不准的现象
1.如果每次都不准，但每次准停的位置相同，就通过调整参数进行修正，伺服主轴在系统参数上调整，变频主轴在变频器上调整
2.如果偶尔出现不准，且偏差不大，检查电机定位系统，如果有外部定位开关的，先检查定位开关的灵敏性，如果没有检查伺服与电机编码器线
3.如果频繁出现，且定位偏差每次不一样，时大时小，通常是应用内部定位的，检查电机与主轴的连接，是否出现松动不同步的情况。