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三菱數控系統在瓦楞紙磨床改造上的應用

2019/8/21 0:38:30

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  • 關鍵詞: 三菱數控系統 瓦楞輥磨床
  • 摘要:本文介紹了三菱數控系統在瓦楞輥磨床改造上的運用,為國內同行業機床的設計制造提供了一種思路,重點介紹了用戶程序的設計,從程序上避免了加工過程中因為重復循環造成的累計誤差。

文/習心暉

摘  要:本文介紹了三菱數控系統在瓦楞輥磨床改造上的運用,為國內同行業機床的設計制造提供了一種思路,重點介紹了用戶程序的設計,從程序上避免了加工過程中因為重復循環造成的累計誤差。

一、機床基本情況 

該瓦楞輥磨床是上世紀80年代由臺灣生產,工作臺往復運動采用液壓驅動,使用編碼器檢測工作臺位置,由專用的控制器控制工件的分度及磨削砂輪的升降。由于機床的電控元件老化,造成分度及位置檢測不準,同時由于液壓系統的不穩定性造成工作臺運行速度不穩定,很難保證工件的加工精度。因此決定對此機床進行數控化改造。

二、改造方案

1、機械改造:去掉原機床工作臺液壓驅動部分,將工作臺由原來的液壓驅動改為絲杠傳動,由伺服電機驅動,并增加絲桿潤滑功能,保證了工作臺運行速度的穩定性。采用兩軸插補,可實現凸磨功能。

2、電氣改造:控制器選擇三菱E68(M)數控系統(內藏64位CPU的高性能CNC,運算速度快)。系統提供了一路模擬主軸輸出用于控制砂輪轉速;系統最小控制單位為1um,很好的滿足了機床的精度要求。

X軸(工作臺);Y軸(砂輪修整器);Z軸(磨削砂輪);A軸(工件分度)選用三菱公司高增益伺服系統驅動。

工作臺控制:

因為瓦楞輥的加工周期較長,所以采用絕對值編碼器進行位置反饋,避免每次開機或加工中途停機而要重新回參考點,提高工作效率,保證了加工精度。根據加工工藝要求,編制專用的加工程序,通過參數設置界面,只需設置起點坐標、工件長度、齒數、粗磨次數、精磨次數等參數就可自動完成加工過程。減少了操作人員的工作量,盡量避免人為操作失誤的可能性。

齒輪分度控制:

   利用伺服電機精確的定位功能控制齒輪的分度,分度數根據輸入的齒數由加工程序通過專用的程序和算法自動計算。使每齒的分度數誤差最小,并且避免每轉的加工后的累積誤差。利用手輪插補功能,可在加工過程中對當前加工齒的度數進行微調,用來修正砂輪的磨削位置。

磨削砂輪控制:

(1)砂輪旋轉使用變頻器控制,旋轉速度可通過程序或參數設定。

(2)砂輪的進給使用伺服電機控制。進給量和修正量可通過人機界面設定。

(3)與工作臺伺服電機聯動,可進行直線和圓弧插補,滿足工件輪廓曲線的加工。

 3、硬件設計

    在硬件設計過程中,考慮了系統可擴展性,選用了三菱E68M(銑床)數控系統,最大可控制NC軸為4軸,系統還提供了一路模擬主軸輸出,其系統最小控制單位為1um,很好的滿足了機床的控制要求。

    機床硬件互連圖如下:

 Model.jpg

4、軟件設計

1)根據工藝要求設置必要的變量,用于輸入加工參數。

#100=(粗磨修刀量);#116=(第1圈精磨進刀量) #128(修砂輪終點位置)

#101=(第1圈粗磨進刀量)#117=(第2圈精磨進刀量)#129(X軸行程終點)

#102=(第2圈粗磨進刀量)#118=(第3圈精磨進刀量)#130=粗磨循環設定次數

#103=(第3圈粗磨進刀量)#119=(第4圈精磨進刀量)#132=砂輪進刀修正量

#104=(第4圈粗磨進刀量)#120=(第5圈精磨進刀量)#134=精磨循環設定次數

#105=(第5圈粗磨進刀量)#121(精磨修刀量);#138=砂輪進刀速度

#106=(第6圈粗磨進刀量)#123(X軸空位)#140=軋輥全長

#107=(第7圈粗磨進刀量)#124(X軸凸磨起點)#141=

#108=(第8圈粗磨進刀量)#125(A軸分度值)#142=凸起高度

#109=(第9圈粗磨進刀量)#126(每圈粗磨循環數)#143

#110=(第10圈粗磨進刀量)#127(齒數) 

2)加工程序設計

O110(                  )  //主程序

N7S600M3 

N8M8 

N9#6=FUP[#127/2] 

#7=#6+1

#9=#127+2

IF[#130EQ0]GOTO200 

N10#1132=1 

#180=0 

N11G90G92A0

N12M98P9102L#7 

M80

N18IF[#1132EQ#130]GOTO200

N20#1132=2 

#180=0 

N21G90G92A0

N22G91G1Z-[#102+#132]Y-#102F#138 

N23M98P9102L#7 

M80

N28IF[#1132EQ#130]GOTO200

N30#1132=3 

#180=0 

G90G92A0 

N31G91G1Z-[#103+#132]Y-#103F#138 

N32M98P9102L#7 

M80

N38IF[#1132EQ#130]GOTO200

N40#1132=4 

#180=0 

G90G92A0 

N41G91G1Z-[#104+#132]Y-#104F#138 

N42M98P9102L#7 

M80

N48IF[#1132EQ#130]GOTO200

N50#1132=5 

#180=0 

G90G92A0 

N51G91G1Z-[#105+#132]Y-#105F#138 

N52M98P9102L#7 

M80

N58IF[#1132EQ#130]GOTO200

N60#1132=6 

#180=0 

G90G92A0 

N61G91G1Z-[#106+#132]Y-#106F#138 

N62M98P9102L#7 

M80

N68IF[#1132EQ#130]GOTO200

N70#1132=7 

#180=0 

G90G92A0 

N71G91G1Z-[#107+#132]Y-#107F#138 

N72M98P9102L#7 

M80

N78IF[#1132EQ#130]GOTO200

N80#1132=8 

#180=0 

G90G92A0 

N81G91G1Z-[#108+#132]Y-#108F#138 

N82M98P9102L#7 

M80

N88IF[#1132EQ#130]GOTO200

N90#1132=9 

#180=0 

G90G92A0 

N91G91G1Z-[#109+#132]Y-#109F#138 

N92M98P9102L#7 

M80

N98IF[#1132EQ#130]GOTO200

N100#1132=10 

#180=0 

G90G92A0 

N101G91G1Z-[#110+#132]Y-#110F#138

N102M98P9102L#7

M80

N108IF[#1132EQ#130]GOTO200 

N110#1132=11 

#180=0 

G90G92A0 

N111G91G1Z-[#111+#132]Y-#111F#138

N112M98P9102L#7

M80

N118IF[#1132EQ#130]GOTO200 

N120#1132=12 

#180=0 

G90G92A0 

N121G91G1Z-[#112+#132]Y-#112F#138

N122M98P9102L#7

M80

N128IF[#1132EQ#130]GOTO200 

N130#1132=13 

#180=0 

G90G92A0 

N131G91G1Z-[#113+#132]Y-#113F#138

N132M98P9102L#7

M80

N138IF[#1132EQ#130]GOTO200 

N140#1132=14 

#180=0 

G90G92A0 

N141G91G1Z-[#114+#132]Y-#114F#138

N142M98P9102L#7

M80

N148IF[#1132EQ#130]GOTO200!! 

N150#1132=15 

180=0

G90G92A0 

N151G91G1Z-[#115+#132]Y-#115F#138

N152M98P9102L#7

M80

N158IF[#1132EQ#130]GOTO200 

N200IF[#134EQ0]GOTO500 

#1133=1#1132=257 

#180=0 

G90G92A0 

N210G91G1Z-[#116+#132]Y-#116F#138

N212M98P9002L#9

M80

N218IF[#1133EQ#134]GOTO500 

N220#1133=2#1132=258 

#180=0 

G90G92A0 

N221G91G1Z-[#117+#132]Y-#117F#138

N222M98P9002L#9

M80

N228IF[#1133EQ#134]GOTO500 

N230#1133=3#1132=259 

#180=0 

G90G92A0 

N231G91G1Z-[#118+#132]Y-#118F#138

N232M98P9002L#9

M80

N238IF[#1133EQ#134]GOTO500 

N240#1133=4#1132=260 

#180=0 

G90G92A0 

N241G91G1Z-[#119+#132]Y-#119F#138

N242M98P9002L#9

M80

N248IF[#1133EQ#134]GOTO500 

N250#1133=5#1132=261 

#180=0 

G90G92A0 

N251G91G1Z-[#120+#132]Y-#120F#138

N252M98P9002L#9

M80

N258IF[#1133EQ#134]GOTO500 

N500G90G0X#123 

N510M5 

N520M9 

N530M30

 在主程序中,調用了兩個循環磨屑的子程序,子程序號為9002和9102。子程序主要是用來傳遞加工參數。子程序具有通用性,不同的產品只需修改機床加工參數就可進行加工。

O9102((ZI)CU.TU.MO      )  //子程序

#12=#140*1/9

#13=#140*4/9

N10G91G1Z#100F100

N15G90G1X#123F4000 

G90G1X[#128-100]F4000

N16M10 

N20G90G1X#128F2000 

N21G90G01X[#128-100]F2000

N22M11 

N25G90G1X#123F4000

N26G90G1X#124F2000

N28G91G01Z#142X-#13F3000 

X-#12

X-#13Z-#142

N29G90G01X#129F2000

N30M20

#180=#180+1  

#125=360*#180/#127

N32G90G1A#125F200 

N40G91G01X20.F2000 

N41G91G01Z#142X#13F3000

X#12 

X#13Z-#142

N50G90G1X#123F3000 

N51M20

#180=#180+1  

#125=360*#180/#127

N55G90G1A#125F200

N60M99

5、結束語

本次改造從電氣和機械兩個方面著手,利用當前先進的數控技術,結合工藝要求,利用人機界面,操作人員只需輸入產品外形尺寸,就能夠極大的滿足不同規格的產品加工需求。不僅提高了生產效率,也保證了加工精度。

審核編輯(王靜)

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