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        第7章典型(機器人)機電一體化系統實例分析 - 圖文 聯系客服

        4、電動機尾架

        有的數控車床為實現軸類零件的自動化加工,采用了電動尾架裝置,圖7-9所示是一種適用于經濟型數控車床的可控力電動尾架。

        圖7.9 電動尾座

        1—刀位觸點 2—膠木板 3—觸點 4—刀臺 5—螺桿副 6—精密齒盤 7—變速齒輪 8—蝸輪9—滑套式蝸桿 10—停車開關 11—刀架座 12—壓簧 13—粗定位

        電動機通電轉動,通過一對齒輪副減速,帶動絲杠轉動,再通過裝在軸套上的絲杠螺母使軸套前進,并稍稍壓縮蝶形彈簧。當頂尖推動絲杠轉動,迫使頂尖緊頂工件時,絲杠以及螺母不能前進,這樣就迫使絲杠后退,壓縮蝶形彈簧并使從動齒輪后退。從動齒輪后退時壓下頂桿,頂桿又壓下微動開關,切斷電機的電源,至此頂緊操作完成。頂尖后退時,利用一微型限位開關進行限位控制。電動機控制電路除要有正反轉點動控制外,還需有接向微機的開關。

        7.2.3 數控機床微機系統硬件

        數控機床微機系統有兩種基本形式,即經濟型和全功能型。所謂經濟型系統是用一個微機芯片作主控單元,伺服系統大都為功率步進電動機,采用開環控制系統,步進當量為0.01~0.005mm/脈沖,機床快速移動速度為5~8m/min,傳動精度較低,功能也較為簡單。全功能型的系統用2~4個微機芯片進行控制,各CPU之間采用標準總線接口,或者采用中斷方式通訊。在主控微機的管理下,各微機分別進行指令識別、插補運算、文本及圖形顯示、控制信號的輸入輸出等。伺服系統一般采用交流或直流電機伺服驅動的閉環或半閉環控制,這種形式可方便地控制進給速度和主軸轉速。機床最快移動速度為8~24m/min,步進當量為0.01~0.001mm/脈沖,控制的軸數多達20~24個,因而廣泛用于精密數控車床、銑床、加工中心等精度要求高、加工工序復雜的場合。

        1、單片機系統 早期的經濟型數控系統多采用功能簡單的Z80單板機控制。近年來,

        多采用單片機為核心,做成專用的數控系統,圖7-10所示為一種經濟數控系統的硬件框圖,適用于普通車床的數控。

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        圖7-10 經濟型數控系統的硬件框圖

        圖7-10中鍵盤用于手工輸入零件的加工程序,顯示器用于顯示輸入的指令和加工狀態,8031對加工程序進行指令識別和運算處理后,向鎖存器Y2、Y3輸出進給脈沖,經X、Y驅動模塊伺服放大后,驅動X軸、Z軸步進電動機,產生進給運動;8255的PB口輸出強電控制信號M2S2T。其中M為輔助功能,主要是主電動機、冷卻電動機的啟/停信號;S為主軸調速信號;T 為回轉刀架的轉位換刀信號。

        (1)存儲器擴展電路:存儲器擴展電路如圖7-11所示,EPROM用于存儲控制程序,RAM用于存儲加工程序。為了保證RAM掉電時加工數據不丟失,電路中還設計了掉電保護電路。

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        圖7-11 系統的存儲器

        (2)面板操作鍵和功能選擇開關:面板操作鍵8031的P1口接口電路如圖7-11所示。圖中SB1~SB4為手動操作進給鍵,分別完成人工操作的±X,±Y的進給。運行時按下此鍵,可中斷程序的運行。SA1是一個兩位開關,用于單段/連續控制,置于“單段”位置時,每運行一個程序段就暫停,只有按下啟動鍵,才繼續運行下一個程序段,單段工作方式一般用于檢查輸入的加工程序。SA1置于“連續”位置時,程序將連續執行。

        功能選擇開關SA2為一個單刀8擲波段開關,它與系統的8255PA口相連,如圖7-13所示,用于編輯、空運行、自動、回零、手動、通訊等功能的選擇。

        編輯方式:用于加工程序的輸入、檢索、修改、插入和刪除等操作。

        空運行方式:啟動加工程序后,只執行加工指令,對M2S2T指令則跳過不執行,而且刀具以設定的速度運行。這種方式主要用于檢查加工程序,而不用于加工。

        自動方式:只有在這個方式下,才可以按啟動鍵實行加工。在編輯狀態下輸入程序并經檢查無誤后,將SA2置自動方式,再按下啟動鍵,認定當前刀具為起點位置,開始執行加工程序。

        手動方式:用于加工前對刀調整或進行簡單加工。該方式有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3種選擇,分別對應于不同的進給速度。

        回零方式:使刀架沿X軸、Z軸回到機械零點。

        通訊方式:該方式中包括系統與盒式磁帶機、打印機上位機的數據通訊、轉存等操作。

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        圖7-12 P1口與面板操作開關的連接

        圖7-14 功能選擇開關接線圖

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