對于機(jī)床生產(chǎn)廠家來說,如何平衡垂直運(yùn)動部件的重量一直是個需認(rèn)真考慮的問題拱雏。通常平衡的方法主要有三種:第一是當(dāng)垂直運(yùn)動部件的重量較輕時,可采用直接加粗傳動絲杠,加大電機(jī)扭矩的方法贪惹。但這樣將使得傳動絲杠始終承擔(dān)著運(yùn)動部件的重量,導(dǎo)致單面磨損加重,影響機(jī)床精度的保持性；第二種是使用平衡重錘,但這將增加運(yùn)動部件的質(zhì)量,使慣量增大,影響系統(tǒng)的快速性攻晒；第三種是液壓平衡法顾复。它可以避免前面兩種方法所出現(xiàn)的問題。

我公司與法國FOREST——LINE公司聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)的GIMAX200型數(shù)控落地鏜銑床,其各個軸的運(yùn)動皆采用靜壓導(dǎo)軌,主軸箱通過滾珠絲杠帶動作上下運(yùn)動,滑枕在主軸箱內(nèi)運(yùn)動,鏜桿在滑枕內(nèi)運(yùn)動鲁捏。對機(jī)床的設(shè)計,我們用液壓平衡法來平衡主軸箱的重量,同時還對由于滑枕移動以及裝卸附件所造成的主軸箱重心變化進(jìn)行補(bǔ)償芯砸。其原理如圖1所示。

在圖1中,油缸6與一個動滑輪相聯(lián),兩根鋼絲繩9给梅、10繞過動滑輪后,又分別經(jīng)過一對定滑輪與主軸箱8聯(lián)接乙嘀。其中,前鋼絲繩9直接固定于主軸箱上,后鋼絲繩10通過油缸7與主軸箱聯(lián)接。兩個伺服閥1勤消、2分別經(jīng)液控單向閥4、5與油缸6壕俱、7聯(lián)通源糖。3為電磁換向閥,可以控制液控單向閥反向打開,使油缸回油。其中,油缸6的行程為主軸箱上下運(yùn)動行程的一半,其活塞上的壓力是主軸箱重量的兩倍障浅。在這套平衡系統(tǒng)中,主軸箱的重量是由前后兩根鋼絲繩9师晨、10共同承擔(dān)的。

我們可粗略地將主軸箱的重力及前后鋼絲繩的拉力看作一個平衡力系(將靜壓導(dǎo)軌及滾珠絲杠摩擦力忽略不計)支你。當(dāng)滑枕端部安裝的刀具或附件改變時,或滑枕在主軸箱內(nèi)移動時,主軸箱的重心將發(fā)生變化,原有的平衡力系將受到破壞研神。為了形成新的平衡力系,需要對兩根鋼絲繩的拉力重新分配。這個“任務(wù)”主要是由圖1中的兩個伺服閥來完成的旷动。下面簡單介紹一下這兩個伺服閥纫益。

1-2.伺服閥3.電磁換向閥4-5.液控單向閥6-7.油缸 8.主軸箱9.前鋼絲繩10.后鋼絲繩

圖1

伺服閥1、2是兩個雙功能閥,內(nèi)部裝有位置傳感器及壓力傳感器,可以迅速赂裸、精確地調(diào)整流量和壓力揍忍。其工作過程見圖2。當(dāng)用開關(guān)接通1贾虽、2時,可實(shí)現(xiàn)流量控制逃糟。位置傳感器檢測閥芯位置,以電壓信號uL1表示,經(jīng)比較器與指令電壓信號uQS進(jìn)行比較,比較結(jié)果Δu存入位置控制器。位置控制器通過改變先導(dǎo)閥線圈電流來控制閥芯移動,得到所需要的流量蓬豁。此時,反饋電壓uL1等于指令電壓uQS绰咽。在此控制過程中,閥芯的位置與指令電壓大小成正比。當(dāng)指令電壓極性改變時,閥芯運(yùn)動方向亦隨之改變地粪。

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