1. 全數控熱處理機床的工作(zuò)要求:
通常的曲軸(zhóu)熱處理機床,感應器由擺杆懸掛係統支持,感應(yīng)器騎在工件上隨工件旋轉自由運動,感應器與工件完全接觸,這種方式會影響熱處理加工質量(liàng),為(wéi)了提高感應(yīng)熱處理加熱的質量,高端的熱處理(lǐ)機床要求感應器不能自由落在工(gōng)件上,而必須與工件保持一微小距離,實現精確間隙控製。同時要求每一感應器的上下前後運(yùn)動要和工件的曲拐旋(xuán)轉聯動。
為達(dá)到(dào)這一要求,我公司生(shēng)產的曲軸(zhóu)熱處理機床采用三菱M70A數控係統(tǒng),配置8個伺(sì)服軸,其中X軸為感(gǎn)應(yīng)器工作台的水平移動軸,Y軸為夾持曲軸工件的旋轉運動軸,其餘(yú)6個軸分別(bié)控(kòng)製多個感應器的前後和上下運動(dòng)。該機(jī)床的關鍵部分的工作過程如下:
工件旋(xuán)轉定(dìng)位——感應器落下騎在工件上——工件旋轉(zhuǎn),感應器隨工件運動——加熱(rè)完成(chéng)——工件(jiàn)在某一(yī)固定(dìng)位置停止旋轉——感應器上升。
2. 第1種編程方案及運行效果
2.1 伺服軸配置(zhì)
(1) X軸------感應器(qì)工作(zuò)台的水平移動軸;
(2) Y軸-------夾持曲軸工件的旋轉運動(dòng)軸;
(3) A軸--------感應器的前後運動軸;
(4) U軸---------感應器的上下運動軸
2.2 第1套(tào)宏程序編程方案
曲軸上曲拐的旋轉運動與(yǔ)感應器的上(shàng)下前後運動的聯動程序該如何編製呢?筆(bǐ)者首先考慮的方案是:
以旋(xuán)轉軸的(de)角度為變量,A軸隨(suí)之作正弦曲線運動。(A軸=感應器的前後運動軸;)
編製程(chéng)序如下(xià):
旋轉工作子程序(xù) P9910
N10 #1=0 #2=9999;
N50 WHILE<#1LE#2>DO1;---(以變量比(bǐ)較做一(yī)循(xún)環條件)
N55 #10= 200 -----(設定A軸最大運行距離)
N60 #100=#10*SIN(#1)----(做一正弦運動函數,該變量為A軸運動(dòng)數據)
N65 M96P9500-------------------(中斷功能生效)
N70 G90 G1 Y#1 A#100.F200.-(聯動)
N75 M97---------------------------(中斷功能結束)
N80 #1=#1+1
N85 END1
N86 M99;
采用以上程序運行時,觀察到A軸可(kě)以(yǐ)隨旋轉軸做正弦曲線運動,但存在以下問題:
(1)旋轉軸的速度(dù)變得不(bú)均勻,在(zài)90°和180°,270°位(wèi)置處速度變慢。
(2) 旋轉軸的(de)運行速度用F指令調節效果不大,此時的F指令規(guī)定的是兩軸速(sù)度的矢量值。對旋轉軸(zhóu)的運行速度有明(míng)顯影響的是變量"#1".變量"#1"代表的是旋轉軸的步進增量。
由(yóu)於(yú)加熱工藝要求旋轉軸(zhóu)必須均勻旋(xuán)轉 ,所以以上程序O4567被放棄了。
如何編製更實用的程序呢?
3. 第2種編程方案(àn)及運行效果
經過仔細觀察機床的運動,旋轉軸的一次圓(yuán)周運動可(kě)以被分(fèn)解為四步,即從(cóng)0°---90°---180°----270°----360. °位置 而相應與這些位置,A軸(zhóu),U軸(U軸(zhóu)=感應器的上下運動軸)分別達到正向最(zuì)大值,零位,負向(xiàng)最大值。
這(zhè)樣可以采用增量方式編程,編製程序如下:
程序(xù)2345 (旋(xuán)轉軸聯動(dòng)部分(fèn))
N100 M96P9500-------------------(中斷功能生效)
N110 #1=0 #2=9999;
N120 WHILE<#1LE#2>DO1;---(做一(yī)循環條件)
N125 G91Y90.G90A200.U100.F200--------(旋轉(zhuǎn)軸運行(háng)至90°,A軸運行到正向最大值,U軸運(yùn)行到1/2行程位置 )
N130 G91Y90.G90A0.U200.F200-----------(旋轉軸運行至180°,A軸運行到零位,U軸運行到最大行程位置 )
N135 G91Y90.G90A-200.U100.F200--------(旋轉軸運行至270°,A軸運行到(dào)負向最大值,U軸運行到1/2行程位(wèi)置 )
N140 G91Y90.G90A0.U0.F200---------------(旋轉軸運行至360°,A軸運行到零位,U軸運行到零位)
N145 M97---------------------------(中斷功能(néng)結束)
N150 #1=#1+1
N155 END1
N160 M99;
由於當加熱結(jié)束後,必須用中(zhōng)斷信號(hào)結束旋轉.故用M96和M97設置一個可以進(jìn)行中斷的區域,隻有在此區域內(nèi)中斷才可能發生。
采用程(chéng)序O2345運行,旋(xuán)轉軸(zhóu)運行平穩均勻,三軸能聯動(dòng)運行,能有效的用F指令調節速度,而(ér)且中斷功能也有效,現已作為標準程序使用。
4. 結束語:高端熱處理機床使(shǐ)用數控伺服電機控製感應器的運動,要根據實際運行情況使用宏(hóng)程序編程。該機床交付客戶使用3年,運行情況良好。
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