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        EGB功能在數(shù)控滾齒機(jī)中的應(yīng)用與故障排除

        2013-06-18 01:15:04陜西法士特齒輪傳動集團(tuán)公司西安710075馬黨博
        金屬加工(冷加工) 2013年11期
        關(guān)鍵詞:滾齒機(jī)滾刀編碼器

        陜西法士特齒輪傳動集團(tuán)公司(西安 710075)馬黨博

        滾齒機(jī)加工齒輪時,需保證工件軸與滾刀按照一定的比率進(jìn)行旋轉(zhuǎn),為保證這一比率,以往的滾齒機(jī)采用了掛輪機(jī)構(gòu),加工時操作工需要根據(jù)加工齒輪的齒數(shù)與滾刀的頭數(shù)進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇不同的掛輪。這樣不僅機(jī)械傳動鏈復(fù)雜,而且對操作工的要求也高。而EGB即電子齒輪箱(Electronic Gear Box)功能就解決了這一難題,使與伺服電動機(jī)相聯(lián)的工件軸的旋轉(zhuǎn)與同主軸電動機(jī)相聯(lián)的刀具軸( 滾刀)的旋轉(zhuǎn)同步,同步的比率可通過程序進(jìn)行指定。本功能下的刀具軸與工件軸的同步,因?yàn)椴捎脭?shù)字伺服直接控制的方式,所以工件軸可以不帶誤差地跟隨刀具軸的速度變動,可以實(shí)現(xiàn)高精度的齒輪加工。

        其硬件可按如圖1或圖2的方式連接。參數(shù)的自動設(shè)置:

        設(shè)定1023號參數(shù):

        功能選擇參數(shù):電子齒輪箱

        參數(shù)7771=4;(EGB控制軸的軸號)

        參數(shù)7771,(刀具軸每轉(zhuǎn)一周位置檢測器的脈沖數(shù))

        參數(shù)7773,(工件軸每轉(zhuǎn)一周位置檢測器的脈沖數(shù))

        參數(shù)2011#0=1(對C軸,B軸)

        對每軸進(jìn)行伺服初始化設(shè)定,重啟數(shù)控系統(tǒng),在放大器畫面輸入軸號,如圖3所示。

        重啟系統(tǒng),設(shè)定完成。手動方式下的參數(shù)配置及兩種硬件連接方式下主軸參數(shù)的詳細(xì)設(shè)置參閱FAUNC 16i以上系統(tǒng)參數(shù)手冊。

        有兩點(diǎn)需要注意:

        (1)EGB功能中要求工件軸和虛擬軸的伺服號必須為連續(xù)的奇數(shù)和偶數(shù),即3和4,或1和2。如實(shí)際硬件連接無法滿足此要求,F(xiàn)SSB自動設(shè)定時系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)整連接順序,即每個伺服DSP芯片和控制軸的關(guān)系。使用手動設(shè)定調(diào)整時需要電氣人員人為調(diào)整。

        (2)當(dāng)使用圖2的硬件連接時,不僅需要選用CZI/BZI傳感器,還需設(shè)置相應(yīng)的參數(shù),見參數(shù)手冊。

        單位一臺美國進(jìn)口的格林森滾齒機(jī)配置FAUNC 16i數(shù)控系統(tǒng)(硬件連接見圖1),該機(jī)床有5個伺服軸和一個主軸組成。分別為:X軸(刀具徑向進(jìn)給運(yùn)動)、Y軸(刀具竄刀運(yùn)動)、Z軸(刀具沿工件軸向進(jìn)給運(yùn)動)、C軸(工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動)和B軸(串行主軸—刀具旋轉(zhuǎn)軸),A軸(刀具角度軸)。

        刀具軸是由主軸電動機(jī)帶動,并裝上旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋給虛擬的B軸以進(jìn)行控制,旋轉(zhuǎn)編碼器選用海德漢ERN420(5000 線)接在分離式檢測單元(SDU)PM的JF101上。B軸就充當(dāng)了上文所介紹的EGB軸。連續(xù)運(yùn)行兩年后,出現(xiàn)加工的齒輪齒側(cè)面有啃齒現(xiàn)象,齒輪的底徑刀花正常。

        可能出現(xiàn)的原因:①在加工過程中刀具左右滑動所致。②刀具或工作臺旋轉(zhuǎn)不連續(xù)。③刀具旋轉(zhuǎn)和工作臺旋轉(zhuǎn)比率不固定,一個軸在反復(fù)調(diào)節(jié);經(jīng)分析排查,最終發(fā)現(xiàn)B軸上安裝的編碼器聯(lián)軸器斷裂,靠斷裂處的摩擦反饋刀軸的轉(zhuǎn)速。該轉(zhuǎn)速不能準(zhǔn)確地反應(yīng)刀軸實(shí)際速度,使C軸在加工過程中反復(fù)地調(diào)節(jié)配合B軸的轉(zhuǎn)速,從而使加工的齒輪齒側(cè)面有啃齒現(xiàn)象。在更換編碼器聯(lián)軸器后,故障排除。

        同樣是格林森滾齒機(jī),開機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)401#報(bào)警,打開報(bào)警畫面,發(fā)現(xiàn)報(bào)警軸為C軸,打開電氣柜門,C軸的放大器顯示“-”,其他放大器均正常。

        根據(jù)FAUNC維修手冊提供的故障原因及處理辦法檢查后未發(fā)現(xiàn)異常,在此報(bào)警狀態(tài)下僅C軸驅(qū)動器未上電,其他驅(qū)動器均正常,更換新的驅(qū)動器后故障依舊??紤]到該機(jī)床采用EGB功能,于是分析:①EGB參數(shù)異常。②C軸電動機(jī)編碼器故障。③在采用EGB功能后,C軸的位置要與虛擬軸的位置進(jìn)行運(yùn)算,虛擬軸故障。通過以上分析,將原來備份的參數(shù)傳入,更換C軸電動機(jī)編碼器后,開機(jī)故障依舊。

        在采用上述措施無果后,采用更改參數(shù)的方法,屏蔽EGB功能和虛擬軸,開機(jī)上電,C軸驅(qū)動器上電正常。改回原來參數(shù),更換旋轉(zhuǎn)編碼器(ERN420)后機(jī)床恢復(fù)正常。

        在采用EGB功能后,代替了傳統(tǒng)的機(jī)械傳動連,簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu),提高了機(jī)床的傳動精度和機(jī)械加工精度;以往的滾齒機(jī)床需要根據(jù)刀具的頭數(shù)和工件的齒數(shù)計(jì)算相應(yīng)的傳動比,根據(jù)計(jì)算的比率再選擇相應(yīng)的掛輪,而采用EGB功能的滾齒機(jī)床,只需操作工編程時加入G81T__L__即可(T:加工工件的齒數(shù),L:滾刀的頭數(shù)),大大降低了工人的勞動強(qiáng)度。

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