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三菱数控系统在瓦楞纸磨床改造上的应用

2019/8/21 0:38:30

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  • 关键词: 三菱数控系统 瓦楞辊磨床
  • 摘要:本文介绍了三菱数控系统在瓦楞辊磨床改造上的运用,为国内同行业机床的设计制造提供了一种思路,重点介绍了用户程序的设计,从程序上避免了加工过程中因为重复循环造成的累计误差。

文/习心晖

摘  要:本文介绍了三菱数控系统在瓦楞辊磨床改造上的运用,为国内同行业机床的设计制造提供了一种思路,重点介绍了用户程序的设计,从程序上避免了加工过程中因为重复循环造成的累计误差。

一、机床基本情况 

该瓦楞辊磨床是上世纪80年代由台湾生产,工作台往复运动采用液压驱动,使用编码器检测工作台位置,由专用的控制器控制工件的分度及磨削砂轮的升降。由于机床的电控元件老化,造成分度及位置检测不准,同时由于液压系统的不稳定性造成工作台运行速度不稳定,很难保证工件的加工精度。因此决定对此机床进行数控化改造。

二、改造方案

1、机械改造:去掉原机床工作台液压驱动部分,将工作台由原来的液压驱动改为丝杠传动,由伺服电机驱动,并增加丝杆润滑功能,保证了工作台运行速度的稳定性。采用两轴插补,可实现凸磨功能。

2、电气改造:控制器选择三菱E68(M)数控系统(内藏64位CPU的高性能CNC,运算速度快)。系统提供了一路模拟主轴输出用于控制砂轮转速;系统最小控制单位为1um,很好的满足了机床的精度要求。

X轴(工作台);Y轴(砂轮修整器);Z轴(磨削砂轮);A轴(工件分度)选用三菱公司高增益伺服系统驱动。

工作台控制:

因为瓦楞辊的加工周期较长,所以采用绝对值编码器进行位置反馈,避免每次开机或加工中途停机而要重新回参考点,提高工作效率,保证了加工精度。根据加工工艺要求,编制专用的加工程序,通过参数设置界面,只需设置起点坐标、工件长度、齿数、粗磨次数、精磨次数等参数就可自动完成加工过程。减少了操作人员的工作量,尽量避免人为操作失误的可能性。

齿轮分度控制:

   利用伺服电机精确的定位功能控制齿轮的分度,分度数根据输入的齿数由加工程序通过专用的程序和算法自动计算。使每齿的分度数误差最小,并且避免每转的加工后的累积误差。利用手轮插补功能,可在加工过程中对当前加工齿的度数进行微调,用来修正砂轮的磨削位置。

磨削砂轮控制:

(1)砂轮旋转使用变频器控制,旋转速度可通过程序或参数设定。

(2)砂轮的进给使用伺服电机控制。进给量和修正量可通过人机界面设定。

(3)与工作台伺服电机联动,可进行直线和圆弧插补,满足工件轮廓曲线的加工。

 3、硬件设计

    在硬件设计过程中,考虑了系统可扩展性,选用了三菱E68M(铣床)数控系统,最大可控制NC轴为4轴,系统还提供了一路模拟主轴输出,其系统最小控制单位为1um,很好的满足了机床的控制要求。

    机床硬件互连图如下:

 Model.jpg

4、软件设计

1)根据工艺要求设置必要的变量,用于输入加工参数。

#100=(粗磨修刀量);#116=(第1圈精磨进刀量) #128(修砂轮终点位置)

#101=(第1圈粗磨进刀量)#117=(第2圈精磨进刀量)#129(X轴行程终点)

#102=(第2圈粗磨进刀量)#118=(第3圈精磨进刀量)#130=粗磨循环设定次数

#103=(第3圈粗磨进刀量)#119=(第4圈精磨进刀量)#132=砂轮进刀修正量

#104=(第4圈粗磨进刀量)#120=(第5圈精磨进刀量)#134=精磨循环设定次数

#105=(第5圈粗磨进刀量)#121(精磨修刀量);#138=砂轮进刀速度

#106=(第6圈粗磨进刀量)#123(X轴空位)#140=轧辊全长

#107=(第7圈粗磨进刀量)#124(X轴凸磨起点)#141=

#108=(第8圈粗磨进刀量)#125(A轴分度值)#142=凸起高度

#109=(第9圈粗磨进刀量)#126(每圈粗磨循环数)#143

#110=(第10圈粗磨进刀量)#127(齿数) 

2)加工程序设计

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,调用了两个循环磨屑的子程序,子程序号为9002和9102。子程序主要是用来传递加工参数。子程序具有通用性,不同的产品只需修改机床加工参数就可进行加工。

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、结束语

本次改造从电气和机械两个方面着手,利用当前先进的数控技术,结合工艺要求,利用人机界面,操作人员只需输入产品外形尺寸,就能够极大的满足不同规格的产品加工需求。不仅提高了生产效率,也保证了加工精度。

审核编辑(王静)

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