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工件主轴的c轴是基于三根驱动轴,即砂轮主轴
更新时间:2021-07-16 08:22:07

厂家提出数控系统应该更加开放,即具备标准数控功能的同时,从软件环境、通信协议、外部接口到系统内核提供更加开放的软硬件配置,有利于机床制造商进行二次开发。这一趋势的形成有三个因素:一是机床用户少而广,决定了具有标准数控功能的机床不能满足所有用户的要求,购买设备时总会有用户提出这样那样的特殊要求;其次,机床制造商渴望将自己独特的核心控制技术融入凌业品牌数控系统;第三,对于具有特殊加工机构的机床的11个零件,母线槽厂家开发的以车铣机床为主的标准数控系统不能满足所有的关键控制功能。使用
数控系统的开放性一般可以通过应用模块的可移植性、可扩展性、互操作性和可扩展性来评价。需要指出的是,数控系统的开放性必须考虑到对实时性和可靠性的严格要求。因此,片面追求数控系统开放的深度和广度,而忽视其基本软硬件的配置质量,是不科学、不现实的。能否满足相关机床控制系统的设计要求,应作为衡量所选数控系统开放性是否合理的一个指标。西门子数控系统等母线槽厂家的开放性主要体现以下三个方面:
(1) 人机界面开放:PC硬件、windows操作系统、人机界面开发工具、网络功能、信息系统等标准软硬件平台
(3) 开放式CNC核心:提供几何坐标系与CNC轴、机床制造之间的直接接口)可集成其使用的控制软件
接下来,笔者将以西门子840D为例,分析如何解决新型磨齿机的几个关键控制技术的可行性,并提出相应的设计思路或解决方案
电子齿轮箱的功能是数控蜗轮磨齿机必不可少的关键控制技术。根据十蜗杆砂轮磨齿机的特殊加工机理,磨削循环中,连杆机构所涉及的运动轴之间的关系不是简单的插补关系。工件主轴的c轴遵循三个驱动轴(即砂轮主轴b轴、切向运动轴Z轴和轴向运动轴Y轴)之间的复杂公式定义的关系。实现数控化之前,蜗轮磨齿机的主从轴之间的关系是通过复杂的机械结构来实现的,如ye7232磨齿机。目前,包括数学模型内的相关控制技术已经相当成熟。就西门子系统而言,其高端产品840D系统ncu572.3及以上均具有电子变速箱的选配功能,可实现五个伺服主轴之间定义的相对关系,联动另一个伺服主轴。国内多台滚齿机如中机、南尔等均采用西门子840D,并其数控滚齿机上成功实现了电子齿轮箱的功能。因此,数控蜗轮磨齿机上实现这一功能应该没有很大的技术障碍
直线电机和力矩电机可以大大简化机床的机械传动结构,提高工作台的速度和加速度,提高低速时的扭矩输出。因此,这两种电机不到十年的时间里就被大多数机床制造商所接受和采用。不仅高速加工中心领域,国内外许多磨齿机生产厂家已经开始或已经其磨齿机产品中采用这两种电机。例如Sampo的5375g采用直线电机直接驱动x轴和z轴,其工件主轴也采用力矩电机;以hoffler公司的rapid900成型机为代表的国外许多成型机产品也采用力矩电机直接驱动工作台。西门子将中国市场推出1fn1/1fn3系列直线转矩电机。其中,1fn1型直线力矩电机可用于国产大型平面砂轮磨齿机的设计改进。1fn1直线电机可产生z轴运动;1fw6力矩电机可采用c轴主轴箱主轴。力矩电机驱动工作台的控制技术也可用于国产成形砂轮磨齿机
无论是FANUC还是Siemens,数控系统的标准机接口一般都是为车床、铣床或加工中心设计的。因此,有必要设计一个适合十齿磨齿机磨削操作的人机界面,该界面具有特殊的工艺流程。匡日·这部分设计容易凸显企业文化个性,形成自主知识产权,不易被复制和侵犯。西门子数控系统的人机界面非常开放。采用pcu50、pcu70等工业级PC作为硬件平台,windowsxp作为软件平台。提供OEM、easymask、easytrans、hotwin等开发工具。OEM软件是一种功能强大的人机界面编辑工具,可以使用visualbasic和visualc++高级编程语言进行界面设计。它不仅可以编辑工况动画,实现数控与PLC之间的数据交换,而且具有很强的网络功能和兼容性。可无缝嵌入成形砂轮断面计算软件、随机测量系统软件等。Easymask是一个生成用户图像的简单工具,可以通过标准编辑器屏幕上直接编辑;Easytrans可以通过接口信号激活数据传输、存储和加载;Hotwin可以通过NC或PLC信号激活用户定义的图形I}J}z7。总之,利用西门子pcu50以上的硬件及其编辑软件,可以随意实现个性化的人机界面设计
数控磨齿机(特别是大型磨齿机)上配置随机测量系统的设计思想已业界达成共识。如秦川研制的yk73125成形砂轮磨齿机,配备了随机齿轮测量系统,不仅避免了重复夹紧误差,而且大大提高了工作效率。西门子数控系统其NCU控制模块上设有指令门探头信号接口,接口标准与仁尼绍、mapos等著名仪表厂家的产品完全兼容。CPU强大的计算能力足以保证测量数据处理的速度和效率。另外,人机界面的开放式设计,使随机测量系统的软件如Yi}73125的嵌入或链接成为可能,而且HMI模块本身是一台标准的工业PC机,可以配置各种标准接口与打印机、软盘驱动器等外围设备连接,便于实现测量数据的打印和存储任务
随着现代机床制造业的发展,机床制造业逐步步入lt;数字制造;这个时代,自适应加工的控制技术将越来越受到重视。不难发现,许多技术都是基于自适应控制的概念,这一概念来源于Gleason为锥齿轮制造技术开发的gems软件。同样,我国,无论是成形砂轮磨齿机还是蜗杆砂轮磨齿机,都有砂轮修整时床身热变形引起的加工误差自动补偿等相关技术要求。这是一种自适应磨削技术。当然,如恒线速磨削、恒转矩磨削也属于十自适应磨削的范畴。西门子系统为自适应磨削控制提供了多种选择,如lt;内变量求值(也称为读取驱动变量函数,可以方便地直接从NC程序中读取驱动的相关变量,如电机温度、电流、电压、转矩等,并将其作为自适应控制的控制变量。这为实现自适应磨削控制功能提供了技术支持
数控磨齿机或滚齿机的加工过程中,由于电源系统故障引起的电源故障往往会对砂轮、刀具或工件造成致命的损坏。因为机床的正常工作与联动轴由数控系统保持着严格的同步关系。当突然停电时,各轴的惯性不同,停车过程中,它们的同步关系会受到干扰,造成母线槽生产厂家撞刀。如果损坏的是大型精密重载齿轮磨削过程中,损失可按10000米计算。因此,西门子系统为其提供了一个完整的解决方案。通过一个不间断的24 V直流电源和一组电解电容器,为
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