电主轴中自动松拉刀机构测试系统的研究.docVIP

------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 电主轴中自动松拉刀机构测试系统的研究 220 机械设计与制造 MachineryDesign＆Manufacture 第1期2014年1月 杨庆东，孙再富，陈秀梅 北京100192）（北京信息科技大学机电工程学院， 摘 要：为了验证加工中心电主轴自动松拉刀机构结构设计的合理性、工作原理的可行性，以及检测机构的使用寿命，研 究了由传感器检测、液压装置驱动、机械手参与执行及PLC控制的测试系统。测试系统需主要解决如何判断机构运动中达到了锁刀状态或是松刀状态的问题，以及检测机构使用寿命的问题。测试系统通过在管路中放置传感器，根据传感器的输出来判断机构是否达到锁刀状态或是松刀状态；通过记录机构拉刀的次数，来分析机构的使用寿命及可靠性。关键词：松拉刀；测试系统；可编程逻辑控制器中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1001-3997（2014）01-0220-02 ResearchoftheAutomaticClampingandReleasingToolinMotorSpindleTestSystem YANGQing-dong，SUNZai-fu，CHENXiu-mei （SchoolofElectromechanicalEngineering，BeijingInformationScienceamp;TechnologyUniversity，Beijing100192，China）Abstract：Inordertovalidatetherationalityofthestructuredesignandthefeasibilityofworkingprincipleoftheclampingandreleasingsysteminmotorspindleofmachiningcenter，itresearchessensordetection，hydraulicdevicedriver，manipulatorinexecutionandPLCcontroltestsystem.Thetestsystemshouldmainlysolvetheproblemsofwhethermechanismmotionreachthestateofclampingandorreleasing，andtheservicelifeofthemechanism.Testsystemjudgeswhetherthemechanismachievesclampingandreleasingstatethroughtheplacementofsensorsinthepipeline，andtheoutputofthesensor;throughrecordingthenumberofclampingtimes，toanalyzetheservicelifeandreliabilityofmechanism.KeyWords：ClampingandReleasingTool；TestSystem；PLC 1引言 传统的加工中心电主轴大都采用碟型弹簧式的松拉刀机构[1]，但弹簧结构的松拉刀机构结构太长，不能应用于高转速、大功率的短结构电主轴中。而采用液压力驱动拉紧、松开刀具，靠机械的自锁保持刀具夹紧状态的自动松拉刀机构，结构尺寸紧凑、体积小、动平衡性好，适用于摆动铣头等的高转速、大功率的电主轴中。自动松拉刀机构是电主轴中的关键部件，研究自动松拉刀方法，对加工中心自动换刀、开发具有自主知识产权的创新产品、提高我国机床生产的国际市场竞争力具有重要的意义[2]。为了验证加工中心电主轴自动松拉刀机构结构设计的合理性、工作原理的可行性，以及检测机构的使用寿命，对自动松拉刀机构的测试系统进行了研究。测试系统需要解决如何判断机构运动中达到了锁刀状态或是松刀状态的问题，以及检测机构使用寿命的问题。 向上运动，则拉杆3末端的顶头使夹紧夹头径向膨胀，从而夹紧刀柄，刀具被夹紧，最终机构达到如图一中所示的锁刀状态。当b孔进油，活塞5在液压力的作用下向上运动，同时拉杆3向下运动，刀具松开，最终机构达到如图一中所示的松刀状态。 锁刀状态 a 松刀状态 b 1234567 2自动松拉刀机构的运动分析 电主轴的内部结构图，如