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常見問題

數(shù)控機(jī)床重力軸防下落分析與設(shè)計

  傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床采用重錘平衡或液壓平衡,減少電機(jī)正反向負(fù)載差,同時減少加在絲杠上的軸向重力。但是今天許多國內(nèi)外機(jī)床廠家為了簡化機(jī)床結(jié)構(gòu),去掉液壓平衡裝置,采用伺服電動機(jī)自帶的制動裝置鎖住滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動。
     在數(shù)控機(jī)床上,由于滾珠絲杠螺母副有運(yùn)動的可逆性,不能實(shí)現(xiàn)自鎖。機(jī)床不用或突然斷電時,對于垂直傳動或水平放置的高速大慣量傳動,為防止由于主軸箱重力引起絲杠旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生主軸箱下滑,必須裝有制動裝置。否則會造成機(jī)床損壞或零件加工的報廢。 
  1 電機(jī)內(nèi)置制動器工作原理
 電動機(jī)正常運(yùn)行時,電磁制動器線圈得電,銜鐵在電磁力的作用下克服彈簧力與鐵芯吸合,制動盤松開,電動機(jī)處于放松狀態(tài);制動時,電磁制動器線圈失電,電磁力消失,銜鐵在彈簧的作用下快速軸向移動并推動制動盤,使制動盤被緊緊壓在銜鐵和電動機(jī)端蓋之間。電機(jī)通電,制動器松開;反之,電機(jī)斷電,制動器抱緊電機(jī)轉(zhuǎn)軸。
2 制動器電源配置
制動器線圈失電時產(chǎn)生的浪涌電壓,將縮短繼電器觸點(diǎn)的壽命,因此選擇足夠容量的觸點(diǎn),并且總是使用滅弧器和浪涌吸收器來保護(hù)觸點(diǎn)。
3 制動器上電與下電的時序
垂直軸的制動鎖緊有兩條路:有電時伺服電機(jī)勵磁鎖緊,沒電時機(jī)械制動盤鎖緊。在有電與無電狀態(tài)之間變化時,如果兩種制動動作時間上銜接不好,垂直軸會產(chǎn)生下落。
4 減少重力軸下落量的措施
制動器必須立刻工作,將下落量減到最小。
(1)為使制動器迅速生效,控制制動器通斷的開關(guān)和繼電器必須設(shè)計在DC側(cè)。
(2)控制制動器通斷的開關(guān)和繼電器在突然斷電時必須迅速動作,以減小下落量。
(3)保持CNC和放大器控制電源的維持時間,這個時間應(yīng)長于制動器的動作時間。
(4)伺服軟件制動器功能。
(5)FANUC  OiMate——D的新設(shè)計。
(6)緊停時重力軸抬升功能。
5 設(shè)計案例
斷電檢測繼電器,安裝在制動器控制回路DC側(cè),可以在檢測到斷電時制動器迅速動作,該繼電器使用輸入電源AC110V驅(qū)動,減少下落量。
6 維修案例
故障現(xiàn)象:機(jī)床在工作中偶然出現(xiàn)Z軸430、436報警。
故障分析與排除過程:
(1)到現(xiàn)場后開機(jī),機(jī)床正常啟動,移動各軸工作正常。繼續(xù)移動Z軸,同時檢查電機(jī)未發(fā)現(xiàn)振動現(xiàn)象,幾分鐘后出現(xiàn)了Z軸430、436報警。
(2)用復(fù)位鍵消除上述報警,繼續(xù)用手輪慢速移動Z軸,仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)Z軸在移動時有短暫的停止現(xiàn)象。
(3)繼續(xù)檢查機(jī)械部分,確認(rèn)正常,懷疑Z軸電機(jī)抱閘部分有問題。
(4)用示波器對24V抱閘電壓進(jìn)行監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)偶然出現(xiàn)電壓降到1V以下的情況,然后短時間又恢復(fù)正常。
(5)檢查外圍電路,發(fā)現(xiàn)24V電源的印刷板已經(jīng)燒炭化,導(dǎo)致24V電壓時有時無,24V不正常。

(6)更換相同規(guī)格的印刷電路板后,機(jī)床恢復(fù)正常。

數(shù)控車床

其實(shí),很多數(shù)控機(jī)床都設(shè)置成開機(jī)回機(jī)床零位,就是消除因斷電造成的垂直軸下落影響。有經(jīng)驗(yàn)的操作者在機(jī)床緊停之后,也會做回參考點(diǎn)操作。但有的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家一味為了節(jié)約成本,對電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計往往只能保證實(shí)現(xiàn)最基本的動作,忽略了一些安全保護(hù)設(shè)計。這并不可取,應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行。
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數(shù)控小知識

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