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第五节

旋转工作台结构与操作要点

1.转台结构

机床工作台分为地平台和旋转工作台(俗称转台)两种,地平台可以放置较大工件,转台可以一次装夹加工多工位工件。转台下前后移动的轴通常称为V轴,旋转轴为B轴。转台在V轴上前后移动时,它与导轨的接触方式与立柱与X轴大导轨的方式是相同的,通常为静压接触,这个静压系统在下面也有详细的讲述。不同的是它的B轴的工作方式,由于大盘与底座的接触面积很大,不能设置导轨,而是沿圆周方向均匀分布的轴瓦或者轴瓦上覆盖的耐磨板,前面讲到的这个耐磨板是装在上面的运动部件上的,但B轴的是装在下边的固定底盘上的,如图2-20所示。

图2-20 工作台结构

2.回转中心

因为转台是加工多工位工件的,也包括回转件,那么就要求转台的旋转中心是固定不变的,解决的办法就是B轴大盘的中心必须有一个芯轴插入底盘,以固定转台的旋转中心。再多讲一点,对于闭环控制系统,最好将X轴的机床零点就设置在与B轴回转中心重合的位置上,这样,当加工回转体时,把工件调整到转台中心后,可以直接用这个机床X轴零点做工件坐标的零点,而无须再去靠工件侧面来得出工件零点。但对于半闭环的控制系统就没有这个必要了,因为它的零点必定在轴尽头的限位附近。

3.转台高度

转台台面的高度,在安装时就要根据以后要加工的工件,和立柱Y轴的下限位综合考虑,防止配合不好造成对Y轴的利用率降低。但对于操作者所操心的,如果台面过低,只能在工件底下加垫了,冒险将Y轴下限位给下移或取消都是不可取的。

4.转台的启动与停止

转台如果采用了现今通用的静压系统控制,就不会马上动作,由于要在转台与底盘之间形成一个巨大的静压油膜才能启动转台,这需要时间,同样,转台停止的时候要卸掉这么大量的静压油,然后才能锁紧定位,也需要时间。这在B轴和其他轴做同步运行时要格外注意它的滞后。其实有一种办法可以规避这个滞后的,但要确定你加工的切削量较小,不会对转台的定位精度造成影响,我们就可以控制转台下面始终有静压油工作,这个控制方法,有的机床是可以用M代码控制的,有的机床直接在机床控制面板上安装有工作台静压启动与静压停止的按钮。

转台的驱动装置通常是外缘的电动机带动齿轮箱,与转台外沿的圆周牙盘啮合,这个啮合方式如同立柱在X轴大导轨上行走一样,是双齿轮预载的。

转台的锁紧方式也是与其他轴不同的,其他轴使用四角固定的液压缸顶住导轨而锁死,转台却通常使用圆周方向多点抱死转台外缘的方法,有些工作台的设计还会在底座尽量靠近外沿的地方设置一个拉杆,它在转台下面一个圆形槽内工作,转台启动时它顶起解锁,转台停止时它落下锁紧。

5.转台的操作注意事项

转台的启动停止有一个巨大的静压油在动作,有一个供油时间,操作时切不可急躁,并且如此大面积的静压油接触,要考虑机床运动所要克服的这个油膜黏性,操作转台时必须要低速启动,匀速加减速,低速停止,以免造成工作台振动,甚至拉伤接触面油膜以致损伤转台。

对于旋转工作台,机床厂家总会给出一个最大载荷能力,这成了有些人超重加工的借口,实际上这个最大载荷是指旋转台在V轴导轨上静止不动时的静压载荷,如果启动V轴运行,这个载荷会大打折扣。例如,最大承重120t的旋转台在V轴运行时,只能承担90t左右的重量,如果旋转台要转动,还要考虑工件相对于转台直径的比例,如果长度超过转台直径,超长部分的惯性也必须考虑进去,就是说,转台要克服工件的惯性,这样上面假设的90t的承载力也是无法达到的。

另外,还必须注意工作台的旋转,当它旋转一个角度时,要考虑它的尖角与主轴箱与立柱之间的距离,如果发生干涉是非常危险的,如图2-21所示,在这种情况下开动X轴或者B轴对机床的损害极大。有些管理完善的设备部门,会将这种工作台用电气控制的方法设置一个旋转的安全距离,在它最大尖角凸起距离内禁止旋转工作台,在它转角不为90°时拉近工作台,用函数计算出其距离是否与主轴干涉,然后控制机床X轴是否可以动作。这套电控方法也是切实可行的,但机床厂商不会带给你这个程序,要自己进行开发。

图2-21 工作台旋转角对主轴位置的影响

6.与工作台相关的安全驾驶

操作员都是站在操作平台上对机床进行操控的,控制面板放置在操作平台上,考虑到加工时经常有铁屑飞溅有伤人的危险,多数操作台都做成四周带隔板和玻璃的操作间。

在加工时,大型机床的主轴经常会伸出1m之外去加工,操作者很难用肉眼观察到具体的加工情况,在远距离测量时甚至要求在操作间直接跨越到工件上,为了缓解这个矛盾,大操作间通常会加装一个行走机构,即走台或者整个操作间整体可以前伸一段距离,但这就增加了一个新的问题,即机床各部件和工件间的干涉,容易导致机床碰撞,安装安全扫描或限位控制的装置是个不错的解决方案,也可以用电气控制走台,不收回机床是不能进行位移操作的。

操作间的安全保护装置应该在三个方向:前进方向、下落方向、左右方向,就是说,加装限位控制需要4个限位和撞块。 TLFq+nTsxQogZ5t0cF3asgJ45SPwgO4Axz7pAJlqgmG8OCX0x01OAbsbfwX7YKa4

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