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数控系统改造精密螺纹磨床
2010-04-08 15:12:05
机床的数控系统如果用当时国内的经济型数控系统,是用单板机作主控单元,I/O口数量很少,且编程也较繁琐,无法适应这台机床的要求。若用FANUC、SIEMENS系统的价格很昂贵。而南京四开电子企业有限公司开发的SKY数控系统,是在普通计算机平台上实现的。它使用32位80386CPU,配有270M以上的硬盘、1.44M软驱及14英寸彩显,使用标准键盘等一整套完整的电脑作为主控单元,I/O口数量也可满足不同程控的需求。在机床不工作时亦可作普通电脑使用。驱动元件可以是伺服电机或步进电机,数控系统工作在UCDOS汉字操作平台上,可实现两轴或三轴联动。其价格虽比普通经济型数控稍贵些,但性能价格比是一般经济型数控系统的3.5倍以上。SKY数控系统用电脑的COM1串口或扩展的串口与外界进行通讯,I/O通讯口完全满足我们的使用。

   我们使用日本三菱公司生产的F1—MR60可编程控制器和F1-ER60扩展单元作为机床的控制器。PLC和NC之间的通讯共有30位,由两个串行口完成。数控程序的执行是在PLC程序控制下进行的,完全包容了机床原有的功能和操作方式。为适应原机床的操作方式和功能,我们采用的数控编程方式,似同用R参数编程的方法,把原机床的拨盘、按键输入数控数据的操作方式全部改为在数控系统的汉字操作屏上,设置/选择参数和选择操作方式。我们把所有的操作简单化,一开机即进入系统初始化状态,可根据显示屏上的提示选择机床的操作说明界面或机床工作界面。在操作说明界面里,我们编制了机床使用SKY数控系统的操作方法和安全操作规程。在机床工作界面里,我们把机床的磨削工作方式(手动/自动、单向磨削/双向磨削、粗磨/半精磨/精磨),磨削循环次数,砂轮修整方式(手动/自动),粗磨、精磨进给量,砂轮修整次数及修整量等参数用菜单一一在屏幕上列出,仅使用键盘上的↑、↓、←、→光标键进行选择和修改。同时在屏幕上还显示工件加工时的动态尺寸。

    数控系统的驱动元件是3个步进电机,即:砂轮进给电机、砂轮修整器进给电机及工作台传动丝杆间隙补偿电机。步进电机与传动滚珠丝杆用一对齿轮啮合。其中,被动齿轮用一对1/2主动齿轮齿宽的齿轮叠成,两齿轮用弹簧产生一定的错位角,可自动消除主、被动齿轮的啮合间隙。机床的头架转动直流电机改用三相异步电机,用日本三菱变频调速系统进行交流无级调速。由于电机和头架轴用皮带联接,根据机床工作的转速范围,选择恰当的传动比,使电机工作在25~60Hz之间,保证了头架电机有较好的机械特性和良好的启动特性。头架的转动在机床工作时是不变的,故其速度的调整仅用调速电位器调整。

    由于工件毛坯尺寸差异较大,对部分尺寸较大的工作毛坯必须使用手动磨削,所以保留了手动磨削。在手动时,除手动砂轮进给外,砂轮的修整及工作台丝杆间隙补偿仍按预置的量自动进给。

    为确保机床的安全操作,我们设置了安全保护系统及强制中断功能。

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