技術(shù)文章
軋輥磨床的數(shù)控化改造技術(shù)
閱讀:384 發(fā)布時(shí)間:2021-12-182.1系統(tǒng)組成與工作原理
通常情況下,軋輥磨床大多為金屬切削機(jī)床,主要由床身、頭架、尾架、中心架、磨頭、電氣數(shù)控系統(tǒng)等重要部分組成,可以進(jìn)一步將其劃分為承載系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、磨削系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等四大子系統(tǒng)。在軋輥磨床的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,頭架、尾架和中心架支撐軋輥磨床工件,由頭架實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能,數(shù)控系統(tǒng)則進(jìn)一步根據(jù)軋輥磨床軋輥表面母線(xiàn)的數(shù)學(xué)模型和參數(shù)信息控制軋輥機(jī)床做多軸復(fù)合運(yùn)動(dòng),進(jìn)而在軋輥磨床實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)砂輪對(duì)軋輥表面的磨削控制
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)軋輥磨床的數(shù)控化準(zhǔn)確控制,依托于軋輥表面輪廓曲線(xiàn)相關(guān)原理及其參數(shù)信息,對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的Z軸、X軸、砂輪和工件轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行管理,滿(mǎn)足軋輥磨床工作精度要求。但是,由于軋輥磨床工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的軋輥輪廓曲線(xiàn)變化幅度較大,橫向精度要求較高,因此,在X軸方向必須建立閉環(huán)系統(tǒng)控制軋輥磨床運(yùn)動(dòng)軌跡,彌補(bǔ)數(shù)控系統(tǒng)中對(duì)測(cè)量絲杠的誤差。在軋輥磨床的磨削過(guò)程中,由于砂輪磨損程度隨著砂輪材質(zhì)的變化和工件材質(zhì)的變化有所區(qū)別,數(shù)控系統(tǒng)并不能保障砂輪切削量的固定不變,故而會(huì)在一定程度上降低軋輥磨床砂輪生產(chǎn)效率。此外,軋輥磨床剛度較低,甚至受周?chē)h(huán)境影響較大,系統(tǒng)的不穩(wěn)定會(huì)造成軋輥磨床在Z軸方向的爬行。因此,為了克服上述軋輥磨床工業(yè)生產(chǎn)缺陷,需單獨(dú)控制軋輥系統(tǒng)中的Z軸和X軸,利用數(shù)控系統(tǒng)能控制Z軸、X軸以及砂輪、工件的準(zhǔn)確化轉(zhuǎn)動(dòng),以在X軸方向建立閉環(huán)系統(tǒng)的方式不斷提升軋輥磨床X軸方向的運(yùn)動(dòng)精度。
2.2硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)上述分析及軋輥磨床設(shè)計(jì)理論,在對(duì)軋輥磨床進(jìn)行數(shù)據(jù)化改造過(guò)程中,選擇系統(tǒng)一套,鍵盤(pán)、機(jī)床操作面板接口模塊、機(jī)床操作面板、單軸交流伺服控制和驅(qū)動(dòng)等各一套,可編程控制器接口模塊和全數(shù)字式直流調(diào)速裝置各兩套,軋輥磨床縱向運(yùn)動(dòng)軸、橫向運(yùn)動(dòng)軸中高機(jī)構(gòu)偏心運(yùn)動(dòng)軸和中凹機(jī)構(gòu)偏心運(yùn)動(dòng)軸等運(yùn)動(dòng)軸的交流伺服電機(jī)三個(gè),更包括工件砂輪拖動(dòng)電機(jī)、電子手輪和電源等諸多設(shè)備
2.3功能特點(diǎn)
在軋輥磨床輔以數(shù)控系統(tǒng)后,軋輥磨床縱向運(yùn)動(dòng)軸、橫向運(yùn)動(dòng)軸、中高機(jī)構(gòu)偏心運(yùn)動(dòng)軸、中凹機(jī)構(gòu)偏心運(yùn)動(dòng)軸等數(shù)控軸能在小范圍內(nèi)采用移動(dòng)手持單元進(jìn)行科學(xué)控制,既能夠設(shè)置相應(yīng)的快速點(diǎn)動(dòng)功能,又能借助數(shù)控系統(tǒng)的電子手段定量調(diào)控,操作方便,簡(jiǎn)單快捷,有效提高了軋輥磨床工業(yè)生產(chǎn)效率。首先,在此過(guò)程中,以適應(yīng)軋輥磨床內(nèi)置數(shù)據(jù)信息特質(zhì)而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)分析程序,能在輸入少量軋輥磨床參數(shù)信息的基礎(chǔ)上開(kāi)展砂輪對(duì)軋輥表面的磨削工作,使軋輥磨床基層操作專(zhuān)業(yè)復(fù)雜度大幅度降低,普通員工即可完成,更能夠借助現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展較快的智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)軋輥磨床砂輪對(duì)軋輥表面的磨削,無(wú)需專(zhuān)業(yè)人員再次安裝程序和編寫(xiě)控制程序。
其次,軋輥磨床在配備數(shù)控系統(tǒng)后,能夠有效編程和存儲(chǔ)任意組正弦曲線(xiàn)、CVC曲線(xiàn)、錐度曲線(xiàn)、倒角曲線(xiàn)等磨削數(shù)學(xué)模型和磨削曲線(xiàn)數(shù)據(jù),能夠編程和存儲(chǔ)任意組磨削工藝參數(shù)和任意組砂輪修整工藝參數(shù),極大限度地提高了軋輥磨床工藝設(shè)備參數(shù)信息修改便捷性。再者,在具備840Ds1數(shù)控系統(tǒng)的軋輥磨床專(zhuān)用編程界面,能夠使磨削曲線(xiàn)和工藝參數(shù)編撰更加簡(jiǎn)單明了,能夠借助軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)對(duì)磨削過(guò)程中的操作界面參數(shù)信息進(jìn)行修改,使磨削工序能夠按工藝參數(shù)信息編號(hào)組合,有效提升了軋輥磨床生產(chǎn)效率。
后,軋輥磨床配備數(shù)控系統(tǒng)后,機(jī)床具備斷電回退保護(hù)功能。當(dāng)軋輥磨床發(fā)生安全事故或處于斷電狀態(tài)時(shí),能夠有效利用其數(shù)控中心控制系統(tǒng)保護(hù)軋輥磨床機(jī)構(gòu)動(dòng)作,使軋輥磨床砂輪和工件間保持一定距離而保護(hù)工件。同時(shí),軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)還具備完善的專(zhuān)家診斷系統(tǒng),能夠及時(shí)為軋輥磨床操作者提供更加有效的預(yù)警信息和提示信息,為軋輥磨床檢修與維護(hù)工作人員的運(yùn)維管理工作提供一定參考。此外,配備數(shù)控系統(tǒng)后,具備磨削曲線(xiàn)參數(shù)、工藝參數(shù)以及工藝流程等的顯示功能,能夠?qū)崟r(shí)顯示當(dāng)前軋輥磨床磨削切面的相關(guān)參數(shù),很大限度地使軋輥磨床操作者了解磨床磨削情況。借助804Dsl系統(tǒng)的無(wú)電池、無(wú)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)、有效伺服電機(jī)無(wú)電刷等特色,保障數(shù)控磨床系統(tǒng)和伺服電機(jī)檢修次數(shù)有效降低,更能夠借助軋輥磨床所采用的電氣控制元器件,保障軋輥磨床工作可靠性、準(zhǔn)確度與科學(xué)性的大幅度提升