卧式铣镗床的主轴箱重心补偿系统- .pdf

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1、卧式铣镗床的主轴箱重心补偿系统宜昌江峡船用机械有限责任公司(湖北443005)徐艳梅苏强江晨卧式铣镗床或加工中心的主轴箱工作时重心常起主轴箱的倾斜，如何检测出这种微小的倾斜，可常会发生改变，这种重心变化会对机床精度产生影以有多种方法：①直接检测，用位移传感器、光栅响，从而直接影响到加工件的精度，针对此问题，尺等进行。②间接检测，主轴箱微小的位移，将会提出一种重心补偿系统的设计方案。本补偿方案仅使1、2、7、8四点处的压力产生变化，在一定范围仅针对重心改变后主轴箱倾斜造成的精度下降，不内这种压力变化正比于主轴箱的倾斜，因此，可以能补偿主轴因磨损、刚度不足等伸出后的下挠而造用检测1、2、

2、7、8四点处压力值的改变量间接检测成的精度下降。出主轴箱的倾斜量；比较两种检测方式，直接检测卧式铣镗床当主轴沿轴移动或当主轴前端安需要一定的位移量，且用光栅尺等方式结构复杂，装附件时，主轴箱因重心改变而产生低头现象，这对环境要求高，而间接检测压力变化的方法，几乎种低头现象的产生，是因为主轴箱与立柱导轨之间无需位移量，且结构简单，灵敏度高，对环境要求存在必要的运动间隙，这种间隙不可能消除，所以低，因此，本方案采用了这种间接检测方式。这种低头也就不可避免，尽管一些机床在设计时已(2)系统构成：本补偿系统由电气部分和机考虑了这个问题，采用双配重拉素，双配重拉素比械部分构成，电气单拉索对保持

3、平衡更有利，但由于拉索的弹性变形部分由4个接成惠斯等原因，主轴箱的位置总会随重心变化而发生改顿电桥形式的压力变，此时如果能及时检测出这种改变，并随时进行传感器及信号放大纠正，就能实现对精度器组成检测电路，的动态补偿，本方案的由功率放大器及伺＼，设计思想是：通过四个氍服电动机组成执行压力传感器1、2、7、83＼／6电路，机械部分由／检测出主轴箱的低头，减速机构及顶升滑控制伺服电动机，经过轮组成执行元件，＼／7齿轮减速增矩后顶升滑、1r，I整个补偿系统流程图2轮4，使主轴箱产生抬图(见图2)。-jL＼头，即可达到补偿目的／＼82．补偿的动作过程(见图1)。l本系统采用两根配重拉索，滑轮4

4、可以由伺服1．测量原理与系统电动机控制上、下移动，滑轮5固定不动。如图3图l构成所示，当主轴未伸出或未安装附件时，系统处于初1、2、7、8．压力传感器(1)检测方式：重3，6．配重拉索始平衡状态，两配重拉素受力一致，传感器1、2、心位置的改变，必然引4．顶升滑轮5．固定滑轮7、8受到压力相等，电桥端子a6无信号输出(见图参磊冷加工-594)；当主轴伸出l0旦l}或主轴箱前端安装f刀排、平旋盘等llJDLJI附件时，主轴箱重I1}1，W心将向前移，从而使整个主轴箱产生低头，此时传感图5器l、7压力将增刀具附件，刀具附件长度为800mm，相当于前大，2、8压力会移了800mm，P前移16

5、00mm；W为安装附件后减小，口b端子输图3的主轴箱部件的重量，其值为+P；为新的重心出一个信号，经放1、2、7、8．传感器位置与原重心位置的距离；取坐标原点为0，依平大后驱动伺服电动3、6．拉索4、5．滑轮衡关系为机，通过机械传动++=W(1)顶升滑轮4，靠F一与共同的作用力矩强制主轴箱WZ=400F。一4ooG(2)抬头，直到传感器1、2、7、8压力重新达到一致，WZ=1600P+800(3)主轴箱恢复平衡，这个过程是一个动态过程。+P=(4)由式(1)一(4)解出：Fl：158500kN，F2=电伺24500kN，L=273．5mm。压服放大功蛊电从图5中可以看出，当移到与F．

6、共线时，动器机此时无论怎样加大F。已经不能产生反向力矩了；当F≥183000kN时，本调节方式失效。故约束条件4为：F。<183000kN，L<400mm。为防止配重铁在3．约束条件单索受力时的倾转，对配重铁增加导向导轨。现以一台捷克比尔森一斯柯达公司产W200TIll_I,4．结语式铣镗床为例说明。该系统具有结构简单、调节可靠，用压力传感有关技术数据为：主轴箱自重19500kg，则器检测，灵敏度高，电路上加上冲击脉冲吸收电路：195000kN，配重铁18300kg，未平衡重量后，即可克服切削力产生的周期性压力波动。滑轮1200kg由丝杆承担，=1'2000kN，主轴行程}4可采用螺

7、旋或者是平面凸轮进行升降。由于传感=2000mm，套筒轴行程S套=1600mm，导轨外器的体积小巧，所以整个系统不论是在新机床设计宽l700mm，主轴前端至立柱前导轨外侧最小距还是对旧机床进行改造时均容易实现，如果具体到离700mm，主轴直径~200mm，主轴自重950kg，某些带有特殊附件的机床W200T，本方案不仅能补套筒轴截面尺寸520mmX520mIn，套筒轴重约偿主轴箱因重心改变产生的低头现象，也能补偿其5550kg，二者合重6500kg，W2=