主轴准停装置
在数控镗铣床上进行镗背孔（通过上端小孔镗削内壁同轴大孔）加工和精镗孔加工时，为了防止刀具与上端小孔碰撞或拉毛已精加工的孔表面，保证加工孔的表面质量，进刀或退刀前必须先沿镗刀刀尖相反方向偏移一定尺寸（让刀），这就要求数控镗铣床能够控制主轴在其回转圆周方向上停于某一特定角度位置（见图4-14），这种功能称为主轴准停功能，又称主轴定位功能。主轴准停功能同时应用于加工中心自动换刀控制场合。主轴准停装置可分为机械准停装置和电气准停装置。
图4-14 主轴准停镗孔
1．机械准停装置
机械准停装置有V形槽轮定位盘准停和端面螺旋凸轮准停等控制方式。图4-15所示为典型的V形槽轮定位盘准停结构。定位盘3与主轴端面保持一定的位置关系，以确定定位位置。当接收到主轴准停控制指令时，主轴减速至某一可以设定的低速转动速度，当无触点开关1正对感应块2时，有效信号被检测到，立即使主轴电动机停转并断开主传动链，主轴电动机和主传动件依靠惯性继续空转，同时压力油进入定位液压缸4右腔，定位活塞6向左移，使定位滚轮5压向定位盘，当定位盘3的V形槽与定位滚轮5正对时，由于液压缸的压力，定位滚轮5插进V形槽中，LS2准停到位信号有效，表明准停动作完成。当压力油进入定位液压缸4左腔，定位活塞6向右移到位时，行程开关LS1发出定位滚轮5退出定位盘3的V形槽的信号，此时主轴可启动工作。采用这种准停控制方式，必须有一定的逻辑互锁，即当LS2有效时，才能进行让刀（换刀）动作，而只有当LS1有效时，才能启动主轴电动机正常运转。准停功能通常由数控系统PLC来完成。端面螺旋凸轮准停装置的基本工作原理是一样的。
图4-15 典型V形槽轮定位盘准停结构
1—无触点开关；2—感应块；3—定位盘；
4—定位液压缸；5—定位滚轮；
6—定位活塞
2．电气准停装置
机械准停装置比较准确可靠，但结构较复杂。目前国内外中、高档数控铣床一般都采用电气式主轴准停装置。与机械准停装置相比，电气准停装置具有以下优点。
V形槽轮定位盘准停装置工作原理动画
（1）机械结构简单。电气准停控制装置只需在旋转部件和固定部件上安装传感器即可。
（2）准停时间短。即使主轴高速转动时也能快速定位于准停位置，大大节省了准停时间。(www.xing528.com)
（3）可靠性高。由于无须复杂的机械、开关和液压系统等装置，也没有机械准停控制所形成的冲击，因而准停控制的寿命与可靠性大大增加。
（4）性价比高。由于简化了机械结构和强电逻辑控制，大大降低了成本，故总体上性价比大大提高了。
目前电气准停装置通常有磁传感器型主轴准停装置、编码器型主轴准停装置和数控系统控制主轴准停装置三种形式。
1）磁传感器型主轴准停装置
磁传感器型主轴准停装置的基本结构如图4-16所示，它是利用磁性传感器进行检测定位的。在主轴上安装一个发磁体，在距离发磁体旋转外轨迹1～2 mm处固定一个磁传感器，经过放大器与主轴控制单元连接。当主轴控制单元接收到数控装置发来的准停开关信号ORT 时，主轴速度变为准停时的设定速度，当永久磁铁对准磁传感器时，磁传感器发出准停信号，此信号经放大后，发送到主轴控制单元，主轴驱动立即进入磁传感器作为反馈元件的位置闭环控制，目标位置即为准停位置，由定向电路使电动机准确地停止在规定的周向位置上。准停后，主轴驱动装置向数控系统发出准停完成信号ORE。这种准停装置机械结构简单，发磁体与磁传感器间没有接触摩擦，准停的定位精度可达±1°，而且定向时间短，可靠性较高。
图4-16 磁传感器型主轴准停装置的基本结构
2）编码器型主轴准停装置
编码器型主轴准停装置的基本结构如图4-17所示，它是通过主轴电动机内置安装的位置编码器或在机床主轴箱上安装一个与主轴1∶1同步旋转的位置编码器来实现准停控制的，准停角度可任意设定。主轴驱动装置内部可自动转换，使主轴驱动处于速度控制或位置控制状态。
图4-17 编码器型主轴准停装置的基本结构
3）数控系统控制主轴准停装置
数控系统控制主轴准停装置的基本结构如图4-18所示，其准停的角度可由数控系统内部设定成任意值，准停由数控代码M19执行。当执行M19或M19 S××时，数控系统先将M19信号送至PLC，处理后送出控制信号，控制主轴电动机由静止迅速升速或在原来运行的较高速度下迅速降速到定向准停设定的速度n运行，寻找主轴编码器零位脉冲C，然后进入位置闭环控制状态，并按系统参数设定定向准停。若执行M19而无S指令，则主轴准停于相对C脉冲的某一默认位置；若执行M19 S××指令，则主轴准停于指令位置，即相对零位脉冲度处。主轴定向准停的具体控制过程，不同的系统其执行过程略有区别，但大同小异。
图4-18 数控系统控制主轴准停装置的基本结构
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