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1、剃齿刀磨床砂轮修整器的数控化改型实例 Example of CNC Rebuilding for Wheel Dresser of Shaving Cutter Grinder ? ? 魏? 巍? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ( 陕西秦川机械发展股份有限公司研究院) ? ? ? ? ? ? 摘? 要: 介绍国产YK7425 型剃齿刀磨床砂轮修整器数控化改造的设计方案及其实施成果; 讨论了用西门子 802S 经济型CNC 系统和 STEPDRIVE C 步进驱动单元对该机床加以进一步优化设计的设想及其可行 性。 关键词: 剃齿刀磨床 ? 数控? 修整 ? 磨削 ? 步进驱
2、动 ? ? 国产 YK7425 型剃齿刀磨床是在 Y7125A 型大平 面砂轮磨齿机的基础上研制开发的, 主要用于磨削直 齿和螺旋齿的插齿刀、 剃齿刀和标准齿轮的渐开线表 面, 也可用来磨削直齿和螺旋齿的渐开线表面。该类 机床是齿轮加工必需的关键设备, 目前市场存量数千 台, 其中 95%以上是老式的纯机械式结构, 不但结构 复杂、 加工效率低, 而且其加工精度完全靠操作工的经 验来保证, 无法满足大批量工业化生产的要求。因此 对该类机床的数控化改造有着广阔的市场前景。 1? 总体方案设计思路 ? ? YK7425数控化改造的整体设计思路包含以下几 个方面: ( 1) 通过对机床动作的整体分析
3、后发现, 砂轮修整 环节在整个磨削工时中占有相当比重, 而且不同的工 件要求不同的砂轮修整曲线。过去完全凭操作工的经 验来掌握, 无法保证磨削精度的稳定性。我们决定把 数控化改造的突破口选在砂轮修整器上, 选用控制精 度高、 可靠性好、 操作简便、 价位合理的数控系统来控 制砂轮修整器的金刚钻运动, 从而实现对砂轮进行任 意给定曲线的修整。 ( 2) 考虑到该机床砂轮修整器的机械结构、 负载转 矩、 运动行程和进刀速度等方面的因素, 要求所选用的 进给电动机及其驱动器在与控制系统相匹配的同时, 还应满足精度高、 体积小、 重量轻、 转矩大、 低速特性好 的技术要求。 ( 3) 由于砂轮修整与工
4、件磨削不能同时进行, 砂轮 修整时需退离被加工齿面, 待修整完毕后复位。故将 砂轮架上下( 即砂轮的进退) 动作实现数控化, 可使磨 削调整更方便, 进一步提高加工效率。 综合以上各点, 我们选用了德国西门子公司最新 推出的SINUMERIK 802S 数控系统, 该系统最多可控制 3个步进电动机进给轴, 两轴联动。这刚好满足了 YK7425 型剃齿刀磨床的设计要求, 使系统资源得到了 最充分合理的利用, 从而降低了成本。同时, 该系统兼 容性良好, 除可选用西门子 STEPDRIVE C 步进驱动器 ( 单轴型) 及其配套电动机外, 还可与其他脉冲方向型 控制的步进驱动单元相匹配。可实现对该
5、机床砂轮修 整器两个进给轴( X、 Z 轴)选用的日本 RORZE 步进驱 动单元的直接控制。 柜的继电器、 开关、 阀等输入/ 输出信号一一对应起来, 实现所需机床动作与功能。为方便调机和维修, CNC 系统中提供了 PMC 信号的诊断屏幕。在该屏上可以 看到各信号的当前状态。 综上所述, 调机有三个要素: 接线、 编梯形图和设 置参数。调试中出现问题应从这三方面着手处理, 不 要轻易怀疑系统。梯形图调好后应写入 ROM。0系统 用的是 EPROM, 所以需要专用的写入器; 0i 等其它系 统用 F_ROM, 只需在系统上执行写入操作即可。 FANUC 系统运行可靠, 调试容易, 因此在国内
6、外 得到了广泛应用。 北京发那科机电有限公司 地? 址: 北京市海淀区上地信息产业基地信息中路 7号 邮? 编: 100085 销售电话: ( 010) 62984739 传? 真: ( 010) 62984741 维修电话: ( 010) 62984743 传? 真: ( 010) 62984745 ( 编辑 ? 梁 ? 玉) ?( 收稿日期: 2001- 12- 03) ? ? 数控专栏C NC Seminar ? 48? ? ? 制造技术与机床 2002 年第1 期 ? ? 利用 NUM 1040T 双轴组功能改造 ? ? ? ? ? ? 车轮车床一例 ? ? ? ? An Exampl
7、e for Rebuilding A Wheel_Turning Machine with the ? ? ? ? ? ? Dual_axis Group Function of NUM 1040T ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 王文全? 王德海? 鲍长彬 ? ? ? ? ? ? ? ? ( 齐齐哈尔第一机床厂) 摘? 要: 文章介绍了用 NUM 1040T 数控系统改造双刀架车轮车床的一种方法, 介绍了与该机床有关的双轴 组参数配置及双轴组同步功能。 关键词: 轴组? 双轴组? 刀架 ? 同步 1? 机床概况 ? ? 马鞍山钢铁公司的两台专门加工火车车轮的双刀 架立式车床原选用的数
8、控系统, 现已不能工作, 需要电 气改造。经过方案论证, 我们选用NUM 1040T 数控系 统, 利用其双轴组功能控制机床的双刀架。保留了原 来的驱动单元、 直流伺服电动机及主轴直流调速系统 和主轴电动机, 并在每一轴上都加装了脉冲编码器。 2? 轴的定义及相关参数设置 ? ? 我们定义右刀架 X 轴实际地址为 0, Z 轴实际地 址为1; 定义主轴实际地址为24; 定义左刀架X 轴实际 地址为2, Z 轴实际地址为 3。并设与双轴组有关的参 数为 P97 N0= 2? ? ? ? ? ? 有两个 CNC 轴组 N1= 0无 PLC 轴组 P2 N0= 0100 000F地址 0、 1、 2
9、、 3、 24为测量轴 P0 N0= 0100 000F地址 0、 1、 2、 3、 24为显示轴 P3 N0= 0100 000F地址 0、 1、 2、 3 为插补轴 P5 N0= 1设定为车床 P9 N0= 00地址 0 轴指定为轴组 1 的 X 轴 N1= 02地址 1 轴指定为轴组 1 的 Z 轴 N2= 10地址 2 轴指定为轴组 2 的 X 轴 N0= 12地址 3 轴指定为轴组 2 的 Z 轴 N24= 08地址 24 轴指定为轴组 1 的 C 轴 ? ? YK7425型剃齿刀磨床的电气控制系统框图如下 图所示。 YK7425剃齿刀磨床电气控制系统框图 2? 数控系统选型方案 ?
10、 ? ( 1) 数控系统选型方案分析? SINUMERIK 802S 数 控系统采用 32 位微处理器( AM486DE2) 、 集成式 PLC、 分离式小尺寸操作面板( OP020) 和机床控制面板 (MCP) , 是专为经济型数控机床提供的 CNC 系统。它 启动数据少, 安装简便、 快捷。由于是专门为中国市场 开发的, 还具有中英文菜单显示, 操作简单方便, 使生 产过程灵活快速。目前在国内经济型数控领域处于领 先地位。 我们最终选定该系统, 除了满足用户的相关要求 及其低价位以外, 最看中的是其操作编程的简单实用。 特别是编程语句中的 R 参数指令功能, 可以使操作者 在加工不同零件时
11、不必进入编程状态修改程序, 而只 需在 R参数界面的对话框中输入新工件的工艺规格 参数即可。这样既提高了生产效率, 又满足了规范化 磨削的要求。 实际上, 在系统中为用户预装了三套标准程序, 包 括修磨标准渐开线齿形、 修形剃齿刀齿形、 修形插齿刀 齿形的砂轮修整程序。用户使用后普遍反映良好。 (2) 设计方案的实施效果 ? 经数控化改造后的 YK7425 剃齿刀磨床实现了砂轮修整的数控化, 适应了 规范化磨削的需要, 各项性能指标有了大幅度的提高。 特别是首台样机出口韩国, 获得了可观的经济效益。 作者: 魏巍, 陕西省宝鸡市姜谭路 22号, 陕西秦川 机械发展有限公司研究院自动化所, 邮编: 721009 ( 编辑 ? 梁 ? 玉) ?( 收稿日期: 2001- 12- 07) ? ? C NC Seminar数控专栏 制造技术与机床 2002年第 1 期 ? 49? ? ?
