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        華中數(shù)控系統(tǒng)在磨床改造方面應(yīng)用實例

        2020-11-27 16:06:52楊東明張思遠郭家駿
        商品與質(zhì)量 2020年13期

        楊東明 張思遠 郭家駿

        通用技術(shù)集團大連機床有限責(zé)任公司 遼寧大連 116620

        臥軸矩臺平面磨床M7132H主要用砂輪旋轉(zhuǎn)研磨工件以使其可達到要求的平整度,工件由矩形電磁工作臺吸住或夾持在工作臺上,并作縱向往復(fù)運動。砂輪架可沿滑座的燕尾導(dǎo)軌作橫向間接進給運動,滑座可沿立柱的導(dǎo)軌作垂直間歇進給運動,用砂輪周邊磨削工件,磨削精度較高。

        系統(tǒng)采用華中數(shù)控系統(tǒng)18iT,此系統(tǒng)的數(shù)控單元采用先進的開放式體系結(jié)構(gòu),內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC,配置5.7寸液晶顯示屏和通用工程面板,集成進給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口于一體,采用電子盤程序存儲方式以及CF卡、具有低價格、高性能、結(jié)構(gòu)緊湊易于使用、可靠性高等特點[1]。

        臥軸矩形平面磨床數(shù)控化改造方案如下:

        1 機械和液壓部分

        (1)保持現(xiàn)有的液壓部分、潤滑部分、冷卻部分。液壓部分繼續(xù)使用,主要是給砂輪架和工作臺提供液壓動力。

        (2)該磨床滑座沿立柱進行往復(fù)運動,平面磨床要求做好的軸就是是該軸,在數(shù)控系統(tǒng)里面定義為Z軸,該軸的控制精度直接影響到機床的精度和加工工件的精度,把舊的滑座的傳動部分拆除掉,更換為新的滾珠絲杠,做好絲杠安裝支架,伺服電機的安裝支架,選好使用軸承的規(guī)格型號、聯(lián)軸器的型號規(guī)格,安裝好Z軸的滾珠絲杠和Z軸的伺服電機,因Z軸是進行上下的往復(fù)運動,伺服電機要選用帶報閘,使該軸在斷電的情況下Z軸不能移動[2]。

        (3)該磨床的砂輪架沿燕尾進行往復(fù)運動,雖然運動速度不快,但是還是有一定的沖擊性,主要是該軸對精度要求不高,保持原來的液壓控制方式,液壓控制的穩(wěn)定性還是非常好的。在正常的加工過程中,砂輪架的每次往復(fù)運動都會帶動Z軸進給,進給設(shè)定的進給量,因Z軸改造為伺服電機進行控制,所以需要一個計數(shù)信號提供給數(shù)控系統(tǒng),達到控制Z軸作用,需要在砂輪架上安裝感應(yīng)開關(guān)來進行計數(shù)。

        (4)工作臺在加工過程中主要是進行往復(fù)運動,該軸運動速度比較快,且慣性也比較大,但要求控制精度不高,如果使用滾珠絲杠,因為不停的進行往復(fù)運動,可能會造成使用壽命,對伺服電機的影響也很大,導(dǎo)致該平面磨床故障率增加,所以建議繼續(xù)采用液壓動力,使用扎制絲杠,液壓換向閥提供換向。就是繼續(xù)使用原廠家結(jié)構(gòu),不進行改變,不建議更換為滾珠絲杠。

        2 電氣部分

        (1)原機床電氣控制部分不變,提供液壓站、冷卻電機、砂輪電機三相電源,繼續(xù)由原機床電氣柜來控制,原機床的控制面板的開關(guān)進行保留,同時數(shù)控系統(tǒng)也可以提供控制,方便用戶操作。

        (2)新的電器柜,主要提供伺服驅(qū)動的電源,數(shù)控系統(tǒng)的電源、直流24伏電源由外部穩(wěn)壓電源進行提供。數(shù)控系統(tǒng)的指令電纜,輸入、輸出信號都連接到端子排上,手持單元也連接好,新電柜的電源線從原電氣柜的電源引出[3]。

        (3)外部信號,機床需要提供Z軸回零開關(guān),回零開關(guān)給系統(tǒng)提供機床機械原點。極限開關(guān),極限開關(guān)主要保護機床,防止機床進給超過機床行程。感應(yīng)信號,主要提供砂輪架往復(fù)運動的次數(shù),數(shù)控系統(tǒng)通過檢測相應(yīng)次數(shù),來進行Z軸位置的計算。伺服電機的動力電纜、編碼器電纜、伺服電機報閘電纜要連接好。

        3 數(shù)控系統(tǒng)

        數(shù)控系統(tǒng)要在原來的系統(tǒng)上進行二次開發(fā),因18iT主要是應(yīng)用數(shù)控車床,數(shù)控車床的加工使用方法和平面磨床的加工使用方法差別很大,所以要針對平面磨床的加工特點進行針對性的開發(fā)上層軟件。因平面磨床主要是砂輪架和工作臺的往復(fù)運動再配合數(shù)控系統(tǒng)對Z軸的精確控制來達到加工要求,對刀方面要更加簡單易懂,加工程序采用宏程序進行編寫,對刀時只要經(jīng)過簡單賦值就可以加工不同高度不同寬度的工件進行加工。要根據(jù)平面磨床加工特點進行軟件開發(fā),實現(xiàn)二次開發(fā)界面。

        4 調(diào)試與試磨

        (1)在上電之前要根據(jù)圖紙檢查線路是否和圖紙一直,接線端子、端子排是否連接牢固。用萬用表測量地線要連接正確,牢固。準(zhǔn)確測量輸入信號、輸出信號、端子排等各信號與地線是否正常,全部檢查完畢后可以進行上電調(diào)試。上電后液壓站的壓力表會顯示實際壓力,壓力正常后機床就可以正常工作,平面磨床的工作臺和砂輪架的控制由液壓來提供動力,由液壓閥進行控制。工作臺和砂輪架的往復(fù)運動的速度可以由液壓閥的開合大小來進行控制。

        (2)數(shù)控系統(tǒng)上電后,首先對伺服驅(qū)動器的參數(shù)進行修改,調(diào)試到和伺服電機匹配的相應(yīng)參數(shù),使伺服驅(qū)動器和伺服電機發(fā)揮更好的性能。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的I/O診斷功能調(diào)整感應(yīng)信號的位置和相應(yīng)距離,使感應(yīng)開關(guān)穩(wěn)定工作?;亓汩_關(guān)要進行測試,擋鐵的位置和距離要調(diào)整好。極限開關(guān)和急停開關(guān)要進行測試,以保證加工安全?;匕踩c開關(guān)進行測試,達到使用要求。全部調(diào)整好后數(shù)控系統(tǒng)就可以進行試磨工件。

        (3)試磨工件。首先是進行Z軸的回零操作,回到機床的機械原點,完成后,進行對刀操作。在二次開發(fā)界面內(nèi),輸入砂輪修整器的高度。在刀補的對刀界面完成,使Z軸移動到砂輪修整器的位置,建立工件坐標(biāo)系。在二次開發(fā)界面內(nèi),設(shè)置砂輪的安全高度,粗磨起始點,粗磨每次進給量,精磨起始點,精磨每次進給量,完成值。根據(jù)實際的加工工件把相應(yīng)的參數(shù)進行賦值,數(shù)控系統(tǒng)自動運動宏程序時就會調(diào)用該組數(shù)據(jù)。把工作臺上的工件安裝好,調(diào)整工作臺的往復(fù)運動速度和運動距離,調(diào)整砂輪架的運動速度和運動距離。給砂輪電機信號,使砂輪電機進行旋轉(zhuǎn)。根據(jù)對刀的數(shù)據(jù),數(shù)控系統(tǒng)會按預(yù)編宏程序進行運行,運行完畢后返回安全點,加工完畢。

        數(shù)控平面磨床比較適合在加工中大批量的加工工件,這時會大大降低操作工人的體力勞動,減輕工作壓力,提高工作效率,提高工件的加工精度,是數(shù)控平面磨床的發(fā)展的必然趨勢。

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