高精度數(shù)控凸輪軸磨床數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

      我國(guó)全自動(dòng)數(shù)控凸輪軸磨床加工的凸輪軸精度往往達(dá)不到要求，故凸輪軸的加工主要依靠進(jìn)口設(shè)備，但進(jìn)口設(shè)備售價(jià)相當(dāng)昂貴。為此，開(kāi)發(fā)了套價(jià)格適中的高性能數(shù)控凸輪磨床控制系統(tǒng)。本文著重從系統(tǒng)的硬件組成和軟件建模方面來(lái)進(jìn)行分析，給出了高精度數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。 隨著全球汽車工業(yè)的高速發(fā)展，使得對(duì)凸輪軸的需求量越來(lái)越大。凸輪軸對(duì)汽車而言是個(gè)關(guān)鍵的基礎(chǔ)部件，它安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，控制氣缸的進(jìn)氣和排氣，個(gè)氣缸由個(gè)進(jìn)氣和個(gè)排氣凸輪控制，廣泛應(yīng)用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，如摩托車汽車’火車卡車等。每個(gè)凸輪軸是由若干個(gè)凸輪組成，如缸發(fā)動(dòng)機(jī)，個(gè)凸輪軸由個(gè)凸輪組成。每個(gè)凸輪其形狀為桃形，由基圓和許多次曲線，次曲線及圓弧組成，其構(gòu)成的封閉曲線稱為生成曲線。 生成曲線的線型誤差將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃料燃燒質(zhì)量，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能。每個(gè)凸輪軸都要經(jīng)過(guò)對(duì)毛坯的車銑鉆粗磨精磨等多個(gè)工序才能完成。凸輪軸磨床主要用于汽車摩托車及內(nèi)燃機(jī)行業(yè)中的關(guān)鍵零件凸輪軸的加工。 它主要用來(lái)完成凸輪軸最后個(gè)工序粗磨精磨凸輪軸上的每個(gè)凸輪。我國(guó)凸輪軸的加工大多還采用傳統(tǒng)的機(jī)械靠模加工方式，加工質(zhì)量受到靠加工銅件 模機(jī)構(gòu)的影響，凸輪型線難以得到保證，在定程度上制約了汽車工業(yè)的發(fā)展。但是，目前僅有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能夠掌握數(shù)控凸輪軸磨床技術(shù)，故機(jī)床售價(jià)昂貴，臺(tái)價(jià)高達(dá)60~80萬(wàn)美元，國(guó)內(nèi)企業(yè)般無(wú)法承受。 因此，有必要研制出我國(guó)自己的數(shù)控凸輪軸磨床，重點(diǎn)是凸輪軸磨床數(shù)控系統(tǒng)，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。高精度數(shù)控磨床設(shè)計(jì)的技術(shù)難度大，其最大的優(yōu)點(diǎn)是磨削精度高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品更換靈活方便生產(chǎn)效率高。今天，由于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展，為高精度數(shù)控磨床的實(shí)現(xiàn)注入了新的活力。使得在Windows平臺(tái)上開(kāi)發(fā)多任務(wù)型的控制程序變得分的方便。 這樣，數(shù)控系統(tǒng)在完成加工的同時(shí)又能夠?qū)崟r(shí)地完成其它的任務(wù)，如狀態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)的提取和處理故障診斷系統(tǒng)檢測(cè)等。另外，這也給開(kāi)放型數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，利于系統(tǒng)的維護(hù)改造和升級(jí)換代。所以，依靠今天的計(jì)算機(jī)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)高精度數(shù)控凸輪磨床并保證其高精度高穩(wěn)定性高可靠性和安全性變?yōu)榭赡?。下面，就針?duì)硬件和軟件的設(shè)計(jì)來(lái)深入對(duì)高精度數(shù)控磨床的開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行探討。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成是保證系統(tǒng)精度可靠性和實(shí)時(shí)性的重要因素。在本系統(tǒng)中，采用上下位機(jī)的控制體系結(jié)構(gòu)，即“NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制卡和IPC機(jī)共同構(gòu)成。這種運(yùn)動(dòng)控制卡通常選用高速DSP作為CPU，具有很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制和PLC控制能力。 它本身就是個(gè)數(shù)控系統(tǒng)，可以單獨(dú)使用。它開(kāi)放的函數(shù)庫(kù)供用戶在Windows平臺(tái)下自行開(kāi)發(fā)構(gòu)造所應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化控制各個(gè)領(lǐng)域。如美國(guó)DeltaTau公司用PMAC多軸運(yùn)動(dòng)控制卡構(gòu)造的PMACNC數(shù)控系統(tǒng)日本MAZAK公司用菱電機(jī)的。MELDASMAGIC64構(gòu)造的MAZATROL640CNC等。 由于是基于高速DSP和高精度晶振的控制系統(tǒng)，它可以滿足高速高精度磨床的高速運(yùn)算和高精度伺服控制的需要。根據(jù)控制軸數(shù)，初步選用美國(guó)ProDex公司的PCIx202卡。PCIx系列是基于PCI總線的高性能運(yùn)動(dòng)控制卡，其中PCIx202可控制兩軸步進(jìn)和兩軸伺服電機(jī)。PCIx202卡的特點(diǎn)光學(xué)隔離的輸入]輸出，正負(fù)限位開(kāi)關(guān)和原點(diǎn)信號(hào)輸入，以及微分編碼壓鑄產(chǎn)品加工器反饋信號(hào)輸入;每軸獨(dú)立或同時(shí)運(yùn)動(dòng);每軸持續(xù)的線,性插補(bǔ);圓弧插補(bǔ);反斜線補(bǔ)償;自定義，拋物線!S曲線和直線軌跡輪廓;和IO68M外圍板兼容;電子傳動(dòng)裝置;配有WIN95/NT/98/200/XP下的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，方便客戶編寫(xiě)自己的應(yīng)用軟件;提供調(diào)試示范軟件，可演示此卡功能，方便客戶測(cè)試控制卡以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 為了保證工件主軸的動(dòng)態(tài)特性，C軸必須采用高轉(zhuǎn)矩/慣量比的伺服電機(jī)?？紤]到機(jī)械結(jié)構(gòu)和工件的轉(zhuǎn)速范圍要求，采用PAKER公司的大慣量直接驅(qū)動(dòng)伺服。它可省略機(jī)械減速裝置，減少由于減速裝置造成的傳動(dòng)誤差，也滿足需要的反饋分辨率和控制精度。 通過(guò)插補(bǔ)運(yùn)算看出，X軸的運(yùn)動(dòng)(凸輪部分)為近似的正弦函數(shù)，其運(yùn)動(dòng)控制精度直接影響了磨削精度，幅值精度影響尺寸誤差，相位精度影響凸輪軸的形狀誤差。跟蹤精度由伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性決定，由于機(jī)械傳動(dòng)部分的慣量很小，所以選用小慣量伺服電機(jī)可以得到較好的控制效果。系統(tǒng)的軟件是整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的核心，是關(guān)系到系統(tǒng)的精度穩(wěn)定性’可靠性和實(shí)時(shí)性的最重要的因素之。 因此，在設(shè)計(jì)中必須采用合理的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和優(yōu)化的算法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。以達(dá)到減少設(shè)計(jì)工作量提高系統(tǒng)運(yùn)行性能的目的，使系統(tǒng)具有開(kāi)放性多任務(wù)的特點(diǎn)，同時(shí)要有利于系統(tǒng)的升級(jí)換代。在本設(shè)計(jì)中，所采用的是基于Windows平臺(tái)的VC++0開(kāi)發(fā)環(huán)境，在VC++0中開(kāi)發(fā)基于。Y#的應(yīng)用程序，具有開(kāi)放性和多任務(wù)性，程序代碼相對(duì)較少，運(yùn)行可靠。 限于篇幅，在這里僅對(duì)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，如圖2所示。主要分為上位機(jī)管理程序上下位通信程序和運(yùn)動(dòng)控制程序3個(gè)大的部分。從軟件結(jié)構(gòu)圖上可以看出，每個(gè)大的模塊又分為幾個(gè)子程序模塊，其功能如圖2示。 加工曲線的插補(bǔ)計(jì)算和工藝設(shè)置采用特殊的插補(bǔ)算法求出兩軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，才能通過(guò)伺服控制完成相應(yīng)的動(dòng)作，保證恒線速的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)要進(jìn)行些參數(shù)的設(shè)置，包括凸輪軸型號(hào)凸輪軸上凸輪個(gè)數(shù)凸輪的升程表X軸速度Z軸速度C軸轉(zhuǎn)速砂輪線速度等的設(shè)置。加工數(shù)據(jù)的生成與編輯包括參數(shù)設(shè)置的所有數(shù)據(jù)生成，分析加工后凸輪的輪廓精度，并將凸輪的理論輪廓與疊加了計(jì)算誤差和插值誤差的磨削加工后的實(shí)際凸輪輪廓進(jìn)行比較，并給出分析結(jié)果。對(duì)結(jié)果可以直接打印或進(jìn)行人工編輯。 系統(tǒng)故障和安全管理完成各種報(bào)警信號(hào)的清除，包括變頻器報(bào)警，伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警及各進(jìn)給軸行程超出等情況處理，同時(shí)要對(duì)系統(tǒng)的緊急異常情況做出實(shí)時(shí)的處理，保證系統(tǒng)和人的安全。凸輪加工前后頂尖將凸輪軸夾緊，工作臺(tái)沿Z軸移動(dòng)對(duì)刀，凸輪軸旋轉(zhuǎn)對(duì)刀，砂輪快進(jìn)，凸輪輪廓加工開(kāi)始。當(dāng)個(gè)凸輪加工完成后，砂輪快退，工作臺(tái)沿Z軸移動(dòng)開(kāi)始下個(gè)加工循環(huán)，并給出個(gè)加工循環(huán)所用的。砂輪修整完成砂輪修整電機(jī)的啟動(dòng)和判斷砂輪修整電機(jī)是否正常運(yùn)行，若沒(méi)有正常運(yùn)行則做相應(yīng)的處理。 數(shù)控凸輪軸的砂輪修整包括5個(gè)過(guò)程。(1)砂輪后退;(2)工作臺(tái)沿3軸移動(dòng);(3)對(duì)刀砂輪快進(jìn)工進(jìn)，按修整量修整;(4)修整時(shí)工作臺(tái)沿Z軸往復(fù)移動(dòng);(5)修整完畢，恢復(fù)原位。著重論述了具有高性價(jià)比的高精度凸輪數(shù)控磨床的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，給出在硬件和軟件上的設(shè)計(jì)模型。經(jīng)過(guò)連機(jī)調(diào)試，該系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，符合場(chǎng)的要求。 在信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天，運(yùn)用虛擬軟件儀器代替硬件已經(jīng)變?yōu)榭赡埽虼耍谝院蟮脑O(shè)計(jì)中，可以考慮用軟件代替硬件的辦法以求得更高精度可靠性和實(shí)時(shí)性，具有更高性價(jià)比的數(shù)控系統(tǒng)。

      鴻威盛精密科技是家專業(yè)致力于高精密數(shù)控機(jī)械對(duì)外加工的實(shí)力廠家，提供的加工業(yè)務(wù)包含數(shù)控走心機(jī)數(shù)控走刀機(jī)車銑復(fù)合CNC加工中心等對(duì)外加工，今天，鴻威盛精密科技為您總結(jié)了在大型機(jī)械加工過(guò)程中，大家應(yīng)該注意的些安全事故有哪些，起來(lái)看看具體內(nèi)容。數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中，如果操作不慎的話有可能會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)造成事故，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，很多中小型企業(yè)忽略了安全方面的培訓(xùn)，導(dǎo)致很多操作不慎發(fā)生的些悲劇事件，加工過(guò)程中我們需要注意以下幾點(diǎn)。首先，壓力機(jī)械的是呀部分會(huì)導(dǎo)致些危險(xiǎn)的存在，比如說(shuō)沖床剪床粉碎和磨具等都屬于壓力類加工機(jī)械，因此，這類設(shè)備需要人為的進(jìn)行操作，人為操作的情況就有可能因?yàn)槠v或者是情緒化波動(dòng)造成誤操作，所以會(huì)有安全隱患，容易發(fā)生安全事故。其次，傳動(dòng)裝置在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的危險(xiǎn)開(kāi)率也比較高，機(jī)床的傳動(dòng)部件般為皮帶或齒輪傳動(dòng)鏈條傳動(dòng)等幾種所構(gòu)成，這些部件在設(shè)計(jì)的時(shí)候般會(huì)考慮機(jī)械性能而忽視安全性能，很多甚至都沒(méi)有進(jìn)行保護(hù)層的設(shè)計(jì)，更有甚者傳動(dòng)部件裸露在外，容易對(duì)人的手部衣服頭發(fā)絞入其中，從而導(dǎo)致傷害的發(fā)生。
      鉆削上述材料時(shí)，鉆頭般應(yīng)選用W6Mo5Cr4V2AlW2Mo9Cr4Co8等材質(zhì)的鉆頭，這些材質(zhì)鉆頭缺點(diǎn)是價(jià)格比較昂貴，而且難以采購(gòu)。而采用常用的W18Cr4V普通標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，由于存在頂角較小切屑太寬而不能及時(shí)排出孔外切削液不能及時(shí)冷卻鉆頭等缺點(diǎn)，再加上不銹鋼材料導(dǎo)熱性差，造成集中在刀刃上的切削溫度升高，容易導(dǎo)致兩個(gè)后刀面和主刃燒傷及崩刃，使鉆頭的使用壽命降低。

  機(jī)械模型加工    高精度數(shù)控凸輪軸磨床數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

      多普精密模具有限公司主要營(yíng)業(yè)務(wù)包括：洛陽(yáng)機(jī)械加工,洛陽(yáng)四五軸加工,cnc精密零件加工,CNC樹(shù)脂配件加工,精密機(jī)械零部件加工,不銹鋼加工,銅制品加工,鋁合金加工,非標(biāo)零件精密加工,數(shù)控車加工等,是一家集設(shè)計(jì)、研發(fā)、加工為一體的高科技民營(yíng)企業(yè)，聯(lián)系電話:15093364500 吳經(jīng)理。

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