剃齒刀磨床砂輪修整器的數(shù)控化改型實(shí)例

 

　　砂輪修整器是對(duì)磨床砂輪進(jìn)行尺寸、形狀、幾何角度等進(jìn)行修整的輔助工具。

 

　　國(guó)產(chǎn)YK7425型剃齒刀磨床是在Y7125A型大平面砂輪磨齒機(jī)的基礎(chǔ)上研制開(kāi)發(fā)的，主要用于磨削直齒和螺旋齒的插齒刀、剃齒刀和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的漸開(kāi)線(xiàn)表面，也可用來(lái)磨削直齒和螺旋齒的漸開(kāi)線(xiàn)表面。該類(lèi)機(jī)床是齒輪加工必需的關(guān)鍵設(shè)備，目前市場(chǎng)存量數(shù)千臺(tái)，其中95%以上是老式的純機(jī)械式結(jié)構(gòu)，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工效率低，而且其加工精度完全靠操作工的經(jīng)驗(yàn)來(lái)保證，無(wú)法滿(mǎn)足大批量工業(yè)化生產(chǎn)的要求。因此對(duì)該類(lèi)機(jī)床的數(shù)控化改造有著廣闊的市場(chǎng)前景。

 

　　1總體方案設(shè)計(jì)思路

 

　　YK7425數(shù)控化改造的整體設(shè)計(jì)思路包含以下幾個(gè)方面:

 

　　通過(guò)對(duì)機(jī)床動(dòng)作的整體分析后發(fā)現(xiàn)，砂輪修整環(huán)節(jié)在整個(gè)磨削工時(shí)中占有相當(dāng)比重，而且不同的工件要求不同的砂輪修整曲線(xiàn)。過(guò)去完全憑操作工的經(jīng)驗(yàn)來(lái)掌握，無(wú)法保證磨削精度的穩(wěn)定性。我們決定把數(shù)控化改造的突破口選在砂輪修整器上，選用控制精度高、可靠性好、操作簡(jiǎn)便、價(jià)位合理的數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制砂輪修整器的金剛鉆運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)砂輪進(jìn)行任意給定曲線(xiàn)的修整。

 

　　考慮到該機(jī)床砂輪修整器的機(jī)械結(jié)構(gòu)、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、運(yùn)動(dòng)行程和進(jìn)刀速度等方面的因素，要求所選用的進(jìn)給電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器在與控制系統(tǒng)相匹配的同時(shí)，還應(yīng)滿(mǎn)足精度高、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩大、低速特性好的技術(shù)要求。

 

　　由于砂輪修整與工件磨削不能同時(shí)進(jìn)行，砂輪修整時(shí)需退離被加工齒面，待修整完畢后復(fù)位。故將砂輪架上下(即砂輪的進(jìn)退)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)數(shù)控化，可使磨削調(diào)整更方便，進(jìn)一步提高加工效率。

 

　　1.綜合以上各點(diǎn)，我們選用了德國(guó)西門(mén)子公司推出的SINUMERIK 802S數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)多可控制3個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)給軸，兩軸聯(lián)動(dòng)。這剛好滿(mǎn)足了YK7425型剃齒刀磨床的設(shè)計(jì)要求，使系統(tǒng)資源得到了充分合理的利用，從而降低了成本。同時(shí)，該系統(tǒng)兼容性良好，除可選用西門(mén)子STEPDRIVE C步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器(單軸型)及其配套電動(dòng)機(jī)外，還可與其他脈沖方向型控制的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元相匹配。可實(shí)現(xiàn)對(duì)該機(jī)床砂輪修整器兩個(gè)進(jìn)給軸(X、Z軸)選用的日本RORZE步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元的直接控制。

 

　　YK7425型剃齒刀磨床的電氣控制系統(tǒng)框圖如圖所示。

 

　　2數(shù)控系統(tǒng)選型方案

 

　　數(shù)控系統(tǒng)選型方案分析SINUMERIK 802S數(shù)控系統(tǒng)采用32位微處理器(AM486DE2)、集成式PLC、分離式小尺寸操作面板(OP020)和機(jī)床控制面板(MCP)，是專(zhuān)為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床提供的CNC系統(tǒng)。它啟動(dòng)數(shù)據(jù)少，安裝簡(jiǎn)便、快捷。由于是專(zhuān)門(mén)為中國(guó)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的，還具有中英文菜單顯示，操作簡(jiǎn)單方便，使生產(chǎn)過(guò)程靈活快速。目前在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控領(lǐng)域處于地位。

 

　　我們終選定該系統(tǒng)，除了滿(mǎn)足用戶(hù)的相關(guān)要求及其低價(jià)位以外，看中的是其操作編程的簡(jiǎn)單實(shí)用。特別是編程語(yǔ)句中的R參數(shù)指令功能，可以使操作者在加工不同零件時(shí)不必進(jìn)入編程狀態(tài)修改程序，而只需在R參數(shù)界面的對(duì)話(huà)框中輸入新工件的工藝規(guī)格參數(shù)即可。這樣既提高了生產(chǎn)效率，又滿(mǎn)足了規(guī)范化磨削的要求。