数控铣床主轴自动换挡控制和常见故障诊断.pdf

2013年 1月 机床与液压 Jan．2013 第41卷 第2期 MACHINE TO0L FIYDRAULICS V0I_41No．2 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．02．044 数控铣床主轴 自动换挡控制及常见故障诊断 黄登红 (长沙航空职业技术学院，湖南长沙410124) 摘要：介绍了数控铣床 (加工中心)主轴 自动换挡的工作原理及相应系统参数设置、PMC控制程序及相关信号，对主 轴自动换挡过程中各种形式的故障进行了归纳、总结，并给出了典型故障的分析案例，对数控铣床 (加工中心)的实际维 护与维修具有指导意义。 关键词：数控铣床 ；主轴 ；自动换挡 中图分类号 ：TH16 文献标识码：B 文章编号：1001—3881 【2013)2—127—3 为了提高主轴低速时的输出转矩 ，满足主轴低速 图1为台湾协宏机床厂某型龙门铣床的主轴 自动 大转矩的切削要求，在大中型数控机床中，主轴通常 换挡结构简图。该机床主轴为2级齿轮换挡传动 ：主 采用2级或 3级齿轮换挡传动。相对于数控车床而 轴电动机8与主轴箱的电动机轴6连接 ，通过电动机 言，数控铣床 (加工中心)主轴换挡是系统 自动根 轴上的齿轮与滑移齿轮的大齿轮5啮合 ，把主轴电动 据主轴指令转速判别和更换挡位的，自动化程度更 机转速传到主轴箱，再通过主轴箱的中间轴上的滑移 高，一旦出现故障，则可能涉及数控系统、机械、电 齿轮的大齿轮5与主轴上的小齿轮 10啮合，实现主 气、液压等多方面原因，故障诊断更复杂。要解决好 轴高速挡控制；滑移齿轮上的小齿轮4与主轴上的大 此类故障，维修人员必须掌握数控铣床 (加工中心) 齿轮2啮合，实现主轴的低速挡控制。 主轴换挡的控制原理、常见故障的诊断方法及实际处 理过程。下面以台湾协宏机床厂一龙门铣床 (配置 FANUC0iMB数控系统)为例，介绍数控铣床 (加工 中心)主轴齿轮换挡切换传动原理、主轴换挡的系 统参数设定、自动换挡 PMC控制 以及典型故障的分 析和诊断方法。 1 数控铣床主轴齿轮换挡切换传动原理 1一主轴 2一主轴上的大齿轮 3一 中间轴 8 4一滑移齿轮上的小齿轮 号_-滑移齿轮上的大齿轮 电动机轴 7一 电机上的齿轮 8一主轴电机 9一滑移齿轮轴承套 lO一主轴上的小齿轮 9 ／ l0 图1 龙门数控铣床主轴自动换挡结构简图 图2 主轴 自动换挡液压拨叉控制结构简图 收稿 日期：2011—10—20 作者简介 ：黄登红 (1974一)，硕士，副教授，主要从事数控加工和维修。E—mail：hdh1974106@126．corn。 · 128 · 机床与液压 第41卷 主轴高速和低速挡位的切换控制采用液压拨叉来 r／min，传动比为4．95，则参数3751设定值 ： (899 实现 自动控制，具体结构如图2所示。图中为空挡状 ×4．95／6000) ×4095：3037。 态。当主轴速度要切换到高速时，液压缸4高速口进