電動刀架發(fā)信盤是固定在刀架內(nèi)部中心固定軸上由尼龍材料作為封裝的圓盤部件。發(fā)信盤的內(nèi)部根據(jù)刀架工位數(shù)設(shè)有四個或六個霍爾元件,并與固定在刀架上的磁鋼共同作用來檢測刀具的位置,如圖1所示。

1　發(fā)信盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

四工位發(fā)信盤共有六個接線端子,兩個端子為直流電源端,其余四個端子按順序分別接四個刀位所對應(yīng)的霍爾元件的控制端,根據(jù)霍爾傳感器的輸出信號來識別和感知刀具的位置狀態(tài)。當(dāng)程序指令刀架更換2號刀具時,刀架電機(jī)驅(qū)動刀架旋轉(zhuǎn);當(dāng)在刀架上的磁鋼到達(dá)發(fā)信盤的2號位置時,霍爾元件就會發(fā)出開關(guān)信號給CNC系統(tǒng)刀架位置控制接口,確定刀具已到達(dá)確定位置并鎖住刀架。電路原理如圖2所示。從原理圖可知,發(fā)信盤的主要器件構(gòu)成是霍爾器件。

2　霍爾器件結(jié)構(gòu)和檢測

刀架發(fā)信盤內(nèi)部核心元件是霍爾器件(Hall -effect devices) ,它是由電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級集成的磁敏傳感電路,其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度,輸出是一個數(shù)字電壓信號。它是一種單磁極工作的磁敏電路,適合于在矩形或者柱形磁體下工作。數(shù)控車床電動刀架的發(fā)信盤通常采用3020型霍爾開關(guān)器件,采用TO -92T封裝,標(biāo)識面為磁極工作面。圖3所示為霍爾器件內(nèi)部功能框圖。

霍爾開關(guān)器件具有電源電壓范圍寬(4. 5 V～24 VDC) 、開關(guān)速度快,沒有瞬間抖動、工作頻率寬(DC～100 kHz) 、能直接和晶體管及TTL、MOS等邏輯電路接口、對環(huán)境要求不苛刻等優(yōu)點。檢測霍爾開關(guān)器件時,將器件的1、2引腳分別接到直流穩(wěn)壓電源(可選20 V)的正負(fù)極,指針式萬用表在電阻檔( ×10)上,黑表筆接3引腳,紅表筆接2引

腳,此時萬用表的指針沒有明顯偏轉(zhuǎn)。當(dāng)用一磁鐵貼近霍爾器件標(biāo)志面時,指針有明顯的偏轉(zhuǎn)(若無偏轉(zhuǎn)可將磁鐵調(diào)換一面再試) ,磁鐵離開指針又恢復(fù)原來位置,表明該器件完好,否則該器件已壞。