鋼絲繩返回?fù)跞Φ募庸し椒ǖ难芯?/h1>
2013-08-31 02:32:04張利
裝備制造技術(shù) 2013年2期
張 利
（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶有限公司機(jī)械廠，湖北 宜昌 443002）
目前，固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，其中在卷筒上應(yīng)用最多的是多層纏繞的方式，在多層纏繞卷筒裝置中，鋼絲繩的固定和鋼絲繩的返回?fù)跞Φ脑O(shè)計(jì)成為關(guān)鍵。
1 加工原理
為了滿足本廠生產(chǎn)的需要，我們?cè)谝慌_(tái)CMK5231立式車床上做了相應(yīng)的改造，改造原理如下：
擋圈爬坡分幾種情況：Z軸方向爬坡、X軸方向爬坡和兩軸一起爬坡。每一種情況都要單獨(dú)處理，首先在工件特殊位置安裝3~5個(gè)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的金屬塊，用以標(biāo)志特殊的幾何軸產(chǎn)生進(jìn)給位移的區(qū)間，如0~54°、180~234°等，然后工作臺(tái)邊緣底部安裝兩個(gè)可以輸出到PLC開關(guān)量信號(hào)的接近開關(guān)，其中，一個(gè)用作給金屬塊計(jì)數(shù)，另一個(gè)用作給計(jì)數(shù)器清零。在不同的角度區(qū)間，通過PLC計(jì)數(shù)當(dāng)前值，給出幾何軸點(diǎn)動(dòng)指令，使“自動(dòng)”進(jìn)給的動(dòng)作產(chǎn)生。為了使主軸每一轉(zhuǎn)周而復(fù)始的運(yùn)行，還需找到一個(gè)合適的區(qū)間，讓刀具回到起始位置。如果主軸負(fù)載變化造成的轉(zhuǎn)速擾動(dòng)不大，可以認(rèn)為主軸轉(zhuǎn)速基本不變，那么只要設(shè)定好合適的軸速度，就可以使刀具在指定的角度區(qū)間（如54°）爬坡位移達(dá)到圖紙的要求（如29mm）。
圖1 擋圈展開圖
從圖1的擋圈展開圖中可以看出，工件軸向（Z軸運(yùn)動(dòng)）爬坡有2次，分別是0~54°、180~234°，每一次的高度是29mm。必須讓Z軸在這兩個(gè)角度區(qū)間每次向上位移29mm，一共58mm，之后還得在下一轉(zhuǎn)到來之前回到起始位置。
2 加工方法
（1）在工件特殊角度對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)位置安裝小金屬塊，從圖1可以看出，有2個(gè)爬坡區(qū)間，兩個(gè)區(qū)間并不相鄰（即它們都有各自的起止位置，且不重合），因此，需要安裝4個(gè)金屬塊，即圖中的4#、5#、2#和3#金屬塊。
（2）可以發(fā)現(xiàn)每次在這2個(gè)區(qū)間都是一個(gè)方向爬坡（向上），為了能讓刀尖回到起點(diǎn)，需要在72°位置安裝1#金屬塊，這樣72°和180°之間正好是108°，也就是2×54°。
（3）為了使爬坡和下坡兩個(gè)方向的動(dòng)作周而復(fù)始，安裝0#金屬塊用來沉聲清零信號(hào)，位置在54°與72°之間。
（4）先使主軸變速到某一合適轉(zhuǎn)速，如2轉(zhuǎn)/分，那么主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)的時(shí)間理論上應(yīng)該是0.5分，轉(zhuǎn)54°的時(shí)間應(yīng)該是0.5×54/360=0.075分，軸速度應(yīng)該是29/0.075=386.667毫米/分鐘。改變Z軸參數(shù)MD32020=386.667，按復(fù)位鍵SB21//使其改變生效。
（5）空載試動(dòng)作。啟動(dòng)主軸，確保刀尖停在安全位置，不會(huì)與工件碰撞。如果沒有問題，刀尖應(yīng)該按照上圖的軌跡移動(dòng)。為了便于觀察每次爬(下)坡的Z軸位移，最好先將當(dāng)前畫面坐標(biāo)值清零。理論上72°開始執(zhí)行程序的第1個(gè)動(dòng)作下一坡，直到180°到了最低點(diǎn)，位移應(yīng)該是-58.000毫米，但立刻由于180°的到來，Z軸結(jié)束了第1次下坡（只有1次）開始第1次爬坡，到了234°此時(shí)的位移應(yīng)該是-29.000毫米，234°開始刀尖不動(dòng)直到0°開始第2次爬坡，到了54°爬坡結(jié)束，位移回到0.000毫米，到了0#金屬塊，計(jì)數(shù)器清零，剛才的動(dòng)作重新開始。
（6）軸速度需要調(diào)整。上面的各階段位移實(shí)際數(shù)值一般來說都和理論上計(jì)算的有一定差距，因此Z軸的點(diǎn)動(dòng)速度（MD32020）V1=29×386.667/d1（d1為顯示器上顯示的位移）。
（7）當(dāng)軸速度經(jīng)過修正后，基本可以保證各個(gè)爬坡位移是-29毫米了，如果不同區(qū)間爬坡位移不一致，有兩種方法可以調(diào)整：調(diào)整金屬塊的位置（可能是安裝的位置不夠準(zhǔn)備一致，可以量弧長(zhǎng)來驗(yàn)證），即調(diào)PLC程序里的定時(shí)器的時(shí)間，使爬（下）坡的動(dòng)作延時(shí)一小段時(shí)間。
（8）當(dāng)爬坡動(dòng)作和位移都準(zhǔn)備好了就可以進(jìn)刀了。先調(diào)好刀尖高度使其不會(huì)發(fā)生碰撞，啟動(dòng)主軸，轉(zhuǎn)速為2，在54°與0#金屬塊之間按下啟動(dòng)按鈕，可以在任意時(shí)刻任何位置點(diǎn)擊-X按鈕，使其進(jìn)刀一點(diǎn)點(diǎn)。如果想在Z方向進(jìn)刀也可，但在爬（下）坡時(shí)操作是無效的，只有在離開爬（下）坡的區(qū)間才可以，而且只靠手輕輕點(diǎn)Z軸點(diǎn)動(dòng)按鈕會(huì)使得進(jìn)刀的量很難控制，這時(shí)要注意安全，一旦有危險(xiǎn)，可以立刻按+X按鈕和快速疊加按鈕，使刀具迅速離開危險(xiǎn)位置，按+Z在刀具處在不爬（下）坡的位置也生效。
（9）逐漸增加X軸進(jìn)給量，直到達(dá)到圖紙要求，有必要的時(shí)候要換成型刀。
（10）加工完畢，按+X和快速按鈕退出加工位置。
3 結(jié)束語
通過上述技術(shù)改造，既提高了工廠的生產(chǎn)效率又保證了生產(chǎn)品質(zhì)，為企業(yè)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[1]廖常初，PLC編程及應(yīng)用（第三版），機(jī)械工業(yè)出版社，2008.
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1 加工原理
為了滿足本廠生產(chǎn)的需要，我們?cè)谝慌_(tái)CMK5231立式車床上做了相應(yīng)的改造，改造原理如下：
擋圈爬坡分幾種情況：Z軸方向爬坡、X軸方向爬坡和兩軸一起爬坡。每一種情況都要單獨(dú)處理，首先在工件特殊位置安裝3~5個(gè)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的金屬塊，用以標(biāo)志特殊的幾何軸產(chǎn)生進(jìn)給位移的區(qū)間，如0~54°、180~234°等，然后工作臺(tái)邊緣底部安裝兩個(gè)可以輸出到PLC開關(guān)量信號(hào)的接近開關(guān)，其中，一個(gè)用作給金屬塊計(jì)數(shù)，另一個(gè)用作給計(jì)數(shù)器清零。在不同的角度區(qū)間，通過PLC計(jì)數(shù)當(dāng)前值，給出幾何軸點(diǎn)動(dòng)指令，使“自動(dòng)”進(jìn)給的動(dòng)作產(chǎn)生。為了使主軸每一轉(zhuǎn)周而復(fù)始的運(yùn)行，還需找到一個(gè)合適的區(qū)間，讓刀具回到起始位置。如果主軸負(fù)載變化造成的轉(zhuǎn)速擾動(dòng)不大，可以認(rèn)為主軸轉(zhuǎn)速基本不變，那么只要設(shè)定好合適的軸速度，就可以使刀具在指定的角度區(qū)間（如54°）爬坡位移達(dá)到圖紙的要求（如29mm）。
圖1 擋圈展開圖
從圖1的擋圈展開圖中可以看出，工件軸向（Z軸運(yùn)動(dòng)）爬坡有2次，分別是0~54°、180~234°，每一次的高度是29mm。必須讓Z軸在這兩個(gè)角度區(qū)間每次向上位移29mm，一共58mm，之后還得在下一轉(zhuǎn)到來之前回到起始位置。
2 加工方法
（1）在工件特殊角度對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)位置安裝小金屬塊，從圖1可以看出，有2個(gè)爬坡區(qū)間，兩個(gè)區(qū)間并不相鄰（即它們都有各自的起止位置，且不重合），因此，需要安裝4個(gè)金屬塊，即圖中的4#、5#、2#和3#金屬塊。
（2）可以發(fā)現(xiàn)每次在這2個(gè)區(qū)間都是一個(gè)方向爬坡（向上），為了能讓刀尖回到起點(diǎn)，需要在72°位置安裝1#金屬塊，這樣72°和180°之間正好是108°，也就是2×54°。
（3）為了使爬坡和下坡兩個(gè)方向的動(dòng)作周而復(fù)始，安裝0#金屬塊用來沉聲清零信號(hào)，位置在54°與72°之間。
（4）先使主軸變速到某一合適轉(zhuǎn)速，如2轉(zhuǎn)/分，那么主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)的時(shí)間理論上應(yīng)該是0.5分，轉(zhuǎn)54°的時(shí)間應(yīng)該是0.5×54/360=0.075分，軸速度應(yīng)該是29/0.075=386.667毫米/分鐘。改變Z軸參數(shù)MD32020=386.667，按復(fù)位鍵SB21//使其改變生效。
（5）空載試動(dòng)作。啟動(dòng)主軸，確保刀尖停在安全位置，不會(huì)與工件碰撞。如果沒有問題，刀尖應(yīng)該按照上圖的軌跡移動(dòng)。為了便于觀察每次爬(下)坡的Z軸位移，最好先將當(dāng)前畫面坐標(biāo)值清零。理論上72°開始執(zhí)行程序的第1個(gè)動(dòng)作下一坡，直到180°到了最低點(diǎn)，位移應(yīng)該是-58.000毫米，但立刻由于180°的到來，Z軸結(jié)束了第1次下坡（只有1次）開始第1次爬坡，到了234°此時(shí)的位移應(yīng)該是-29.000毫米，234°開始刀尖不動(dòng)直到0°開始第2次爬坡，到了54°爬坡結(jié)束，位移回到0.000毫米，到了0#金屬塊，計(jì)數(shù)器清零，剛才的動(dòng)作重新開始。
（6）軸速度需要調(diào)整。上面的各階段位移實(shí)際數(shù)值一般來說都和理論上計(jì)算的有一定差距，因此Z軸的點(diǎn)動(dòng)速度（MD32020）V1=29×386.667/d1（d1為顯示器上顯示的位移）。
（7）當(dāng)軸速度經(jīng)過修正后，基本可以保證各個(gè)爬坡位移是-29毫米了，如果不同區(qū)間爬坡位移不一致，有兩種方法可以調(diào)整：調(diào)整金屬塊的位置（可能是安裝的位置不夠準(zhǔn)備一致，可以量弧長(zhǎng)來驗(yàn)證），即調(diào)PLC程序里的定時(shí)器的時(shí)間，使爬（下）坡的動(dòng)作延時(shí)一小段時(shí)間。
（8）當(dāng)爬坡動(dòng)作和位移都準(zhǔn)備好了就可以進(jìn)刀了。先調(diào)好刀尖高度使其不會(huì)發(fā)生碰撞，啟動(dòng)主軸，轉(zhuǎn)速為2，在54°與0#金屬塊之間按下啟動(dòng)按鈕，可以在任意時(shí)刻任何位置點(diǎn)擊-X按鈕，使其進(jìn)刀一點(diǎn)點(diǎn)。如果想在Z方向進(jìn)刀也可，但在爬（下）坡時(shí)操作是無效的，只有在離開爬（下）坡的區(qū)間才可以，而且只靠手輕輕點(diǎn)Z軸點(diǎn)動(dòng)按鈕會(huì)使得進(jìn)刀的量很難控制，這時(shí)要注意安全，一旦有危險(xiǎn)，可以立刻按+X按鈕和快速疊加按鈕，使刀具迅速離開危險(xiǎn)位置，按+Z在刀具處在不爬（下）坡的位置也生效。
（9）逐漸增加X軸進(jìn)給量，直到達(dá)到圖紙要求，有必要的時(shí)候要換成型刀。
（10）加工完畢，按+X和快速按鈕退出加工位置。
3 結(jié)束語
通過上述技術(shù)改造，既提高了工廠的生產(chǎn)效率又保證了生產(chǎn)品質(zhì)，為企業(yè)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
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