极坐标机床主轴供电、供水及位置数据反馈装置的设计.pdfVIP

学兔兔 极坐标机床主轴供电 供水及位置数据反馈装置的设计 口 曹立宏 口 李 刚 口 王 宏 1．兰州理工大学 机电工程学院 兰州 730050 2．陕西秦川机床工具集团有限公司 秦川发展技术研究院 陕西宝鸡 721008 摘 要：设计了一台机床主轴以极坐标轨迹运行的新型数控机床。主要完成了机床整体设计、电主轴供电、供水系 统的设计、电主轴U轴位置反馈数据传输装置的设计。为机床的生产制造提供了理论依据。 关键词：极坐标 数控机床 供电、供水 位置反馈 中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2012)06—0034—03 传统的数控机床都是以直角坐标方式工作 ，在加 2 问题的提出 工圆周表面 、倾斜表面时 ，需要借助计算机进行不断的 插补运算 。通过 X、Y方向的伺服电机各 自在不同时间 传统数控机床都是 以直角坐标方式工作 ，通过丝 段接受指令 ．驱动机床的执行机构在微观上 以走 台阶 杠螺母机构把伺服电机产生的旋转运动转化成滑板机 面的形式完成对 圆弧、斜线及各种曲线加工。用该方法 构的直线运动。机床主轴在各方 向作往复的直线运动， 加工的圆弧、非圆二次曲线 的表面只是近似值 ，而非理 其供水 、供电以及信号线都可放人拖链 内部 ，由拖链带 论值 [1， 。针对直角坐标机床加工二次 曲线存在 的问 动随机床作往复直线运动。本课题设计 的极坐标数控 题 。本课题研究了一种按极坐标轨迹运行的极坐标数 机床具有 1个能够实现极角改变的旋转轴。由于具有 控机床。所谓极坐标式数控机床是指在极坐标下数控 一 维旋转轴．若主轴的供电、供水管道以及径向位移检 机床本身具有 1个能够实现极角改变的旋转轴和 1个 测装置的电缆线与外界直接固定连接 ，那么在分度进 能够实现极径改变的径向移动轴 ，两轴在位置控制模 给旋转轴的往复旋转过程 中，便会导致 以上管道和电 式下可以实现角位移与径 向位移的联动。该系列机床 缆线的扭 曲破坏。为了解决这一问题 ，本课题设计了主 不但具有传统数控机床的优点，而且更加适合在极坐 轴供电 、供水以及径向4,2-移检测的动态连接装置 。 标参数下加工大型 回转类零件沿环形分布要素 ，以及 3 电主轴供电、供水系统的设计 复杂 的曲线 、曲面 ．4_。 设计的极坐标数控机床 ，其电主轴的供电及供水 1 机床的整体结构 系统是本课题的关键技术。由于机床要实现极坐标运 机床采用单面卧式的布局形式 ，其结构如 图 1所 动的 运动 ，故平旋盘需要实现往复的、多次回转运 示。这种布局的特点是 ：机床以床身作为水平面基础 ， 动。若把给电主轴供电供水的管道直接与#1-~-相连，那 主箱体及 主电机安装在同一动力滑台上 ，Z向进给装 么电线和水管会随着花盘的往复旋转而扭 曲，以至损 置驱动动力滑板完成 z向进给运动 ；回转运动 由伺服 坏。为了解决该问题 ，本课题提出了动态供电、供水的 电机驱动平旋盘转动，实现极坐标机床的 C轴功能 ； 方法．以实现把水 、电通入电主轴的 目的。其结构如图 平旋盘上装有 由伺服电机驱动 的径向移 动的滑台，实现极坐标机床的 轴功能 ；