伸縮量>80mm以后,其它類型的伸縮裝置整體高度高,異型鋼伸縮裝置整體高度>250mm。設(shè)計(jì)時(shí),必須對(duì)梁端結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊處理,同時(shí)增加施工難度因此,伸縮量大,淺埋設(shè)充分顯示出本伸縮裝置的特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)有美國(guó)辛辛那提公司生產(chǎn)的1臺(tái)型號(hào)為5AHP高速五軸龍門銑床,為滿足企業(yè)用戶加工紙基蜂窩芯材料的要求,要求通過數(shù)控機(jī)床改造后增加超聲波主軸切削功能,用于紙基蜂窩芯材料的加工。項(xiàng)目設(shè)計(jì)安裝超聲波主軸加工模式的系統(tǒng)軟件,通過開機(jī)來選擇該加工模式,選擇超聲波主軸加工時(shí),滿足超聲波主軸對(duì)紙基蜂窩芯材料加工的要求,并具備和圓兩類具的切換和控制功能[2]。
2電氣配置(1)采用國(guó)產(chǎn)華中HNC-848C/M數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)升級(jí)改造。6軸6聯(lián)動(dòng)、雙軸同步、RTCP功能、15寸TFT彩色顯示屏、帶USB接口、2接口和網(wǎng)絡(luò)功能。(2)數(shù)控系統(tǒng)采用華中HPW-145U型電源供電??商峁?/span>DC24V電源,支持AC220V輸入電源掉電報(bào)警信號(hào),提供UPS功能。(3)主軸系統(tǒng)采用HSV-160US-050超聲波主軸驅(qū)動(dòng)。(4)選配杭州電子科技大學(xué)研發(fā)的一套超聲波主軸電氣控制系統(tǒng)。
3設(shè)計(jì)方案
3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
通過數(shù)控系統(tǒng)的2通訊口與超聲波發(fā)生器實(shí)現(xiàn)485協(xié)議通訊,將超聲波加工工藝指標(biāo)納入數(shù)控系統(tǒng)控制。通過數(shù)控系統(tǒng)對(duì)超聲波的啟停、故障處理、頻率、振幅、電壓、電流、功率、溫度等進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,以達(dá)到佳加工效果。并通過系統(tǒng)的軟件二次開發(fā),在數(shù)控系統(tǒng)上增設(shè)超聲波加工界面,用于超聲波發(fā)生器狀態(tài)監(jiān)控與參數(shù)標(biāo)定[3]。
3.2電氣設(shè)計(jì)
超聲主軸模塊內(nèi)部包含壓電換能器、變幅桿、具等聲學(xué)系統(tǒng),還包含氣電滑環(huán)部件,主要實(shí)現(xiàn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換具的振動(dòng)。另外,超聲主軸內(nèi)置電主軸電機(jī),主要實(shí)現(xiàn)角度的控制或圓片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。項(xiàng)目將原先的銑削主軸頭更換為超聲切削主軸,并升級(jí)電氣及控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)蜂窩芯結(jié)構(gòu)零件的超聲切削加工。主軸電氣連接設(shè)計(jì)如圖1所示,項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用數(shù)控系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)模塊,驅(qū)動(dòng)模塊直接控制超聲波主軸的內(nèi)置電機(jī),并處理超聲波主軸的內(nèi)置電機(jī)編碼器的反饋信號(hào),實(shí)現(xiàn)零件曲面成型的位置運(yùn)動(dòng)控制[4]。(1)超聲波主軸伺服電機(jī)編碼器反饋;(2)超聲波主軸伺服電機(jī)動(dòng)力輸出;(3)超聲波主軸系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)485通訊;(4)超聲輸出到主軸;(5)超聲控制輸出;(6)超聲數(shù)據(jù)回檢;(7)超聲控制電源。如圖1所示,項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用數(shù)控系統(tǒng)控制超聲波電氣柜,通過超聲波電氣柜控制超聲波發(fā)生器,然后超聲波發(fā)生器將約20KHz高頻電壓信號(hào)傳輸給超聲主軸中的換能器,從而驅(qū)動(dòng)超聲主軸變幅桿和具,實(shí)現(xiàn)主軸的振動(dòng)切削控制。為干擾,將超聲波發(fā)生器遠(yuǎn)離數(shù)控裝置進(jìn)行安裝,并將干擾源采取隔離、屏蔽措施,確保系統(tǒng)正常運(yùn)行[5]。
4結(jié)語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床的超聲波主軸設(shè)計(jì),是一次新的探索,也是超聲波主軸在國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用的一次突破。我們將隨時(shí)跟蹤和掌握設(shè)備運(yùn)行中的各種狀況和信息,不斷完善設(shè)備的加工性能,優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù),為今后同類設(shè)備的更改造打下良好的基礎(chǔ)。