數控系統在凸輪軸高速磨床上的應用
6)支持第二組軟件限位功能,能夠通過PLC切換;
7) PLC輸入和輸出采用最新的分體式通訊模塊,可以自由組合擴充,輸入點的開關類型支持NPN和PNP兩種類型自動識別。
3.凸輪軸工件的加工工藝
該磨床的數控系統控制3個伺服軸,其中X軸驅動砂輪架縱向進給,用以決定凸輪的磨削尺寸;Z軸驅動橫向位移工作臺位移,用以更換凸輪位置;Y軸驅動靠模伺服,用以更換相應的凸輪靠模。整改凸輪的加工方法類似于仿行加工。凸輪加工的精度要求在最大升程誤差≤0.05mm,凸輪表面粗糙度低于0.4μ。
4.砂輪的修整補償功能實現
磨削加工不同于車削加工,砂輪是由磨料顆粒和粘接劑壓制成的圓輪,用來磨削工件的表面。在磨削加工過程中,砂輪與工件是面與面的接觸,磨料的顆粒和粘合劑會脫落砂輪本體,從而使砂輪表面凹凸不平,修整就是利用金剛石刀具去除砂輪表面的不平,使砂輪變銳。當砂輪修整后,砂輪的直徑就會發生相應的減小,因此需要砂輪的修整補償功能。見圖3。
中達PUTNC-H6數控系統利用LCD開放的特點,可以將用戶所需的工藝參數歸集在同一個界面中。中文注釋說明和對談式的數據輸入接口,使操作者可以非常方便地輸入工藝參數。
同時,當調用磨削程序時,數控系統可以利用豐富的宏程序運算指令,實現砂輪補償的數學運算。

圖3 砂輪修整設定圖
5.砂輪線速度設定
凸輪在修整后,砂輪的直徑會發生減少,早期的西門子802C數控系統,因為數控的底層變量并不開放給機械制造商,所以設計人員只能夠設定主軸變頻器的來源為變頻器面板控制,由外部端子來進行速度切換,主軸轉速需要根據一個EXCEL表格,事先計算出變頻器頻率,再到變頻器面板上進行相應的參數修改,十分繁瑣。
使用中達電通H6數控系統的解決方案,主要應用了該型號數控系統底層變量開放和PLC開放運算的特點。根據砂輪主軸系統線速度模型公式,用戶只需在更換新砂輪時,輸入相對應的砂輪直徑和砂輪的線速度,數控系統就可以自動根據砂輪直徑修整變化值和線速度工藝要求自動進行補償修整,從而實現砂輪的恒線速磨削。砂輪相關參數,直接在數控系統上設定計算,由模擬量電壓控制變頻器運行,從而無需修改變頻器參數,大幅度提高加工精度和效率,避免了凸輪軸磨削時易發生的表面燒傷。見圖4。

圖4 砂輪線速度設定圖
6.安全防護上的改進
早期的西門子802C方案,因為數控接口沒有開發,操作者使用時需要在手動模式先示教修整砂輪后,用筆記錄下當前坐標,在折返R參數接口填寫相應的數據,且輸入數據無中文注釋,有時會出現數據輸入出錯,引發撞車,而碎掉砂輪。有時則因為操作人員未注意工件和金剛筆的高度落差,位移X軸,直接撞擊高速砂輪面造成高速運行的砂輪破裂飛出,從而引發安全危險。
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