数控系统在凸轮轴高速磨床上的应用

6)支持第二组软件限位功能，能够通过PLC切换；

7)　PLC输入和输出采用最新的分体式通讯模块，可以自由组合扩充，输入点的开关类型支持NPN和PNP两种类型自动识别。

3.凸轮轴工件的加工工艺

该磨床的数控系统控制3个伺服轴，其中X轴驱动砂轮架纵向进给，用以决定凸轮的磨削尺寸；Z轴驱动横向位移工作台位移，用以更换凸轮位置；Y轴驱动靠模伺服，用以更换相应的凸轮靠模。整改凸轮的加工方法类似于仿行加工。凸轮加工的精度要求在最大升程误差≤0.05mm，凸轮表面粗糙度低于0.4μ。

4.砂轮的修整补偿功能实现

磨削加工不同于车削加工，砂轮是由磨料颗粒和粘接剂压制成的圆轮，用来磨削工件的表面。在磨削加工过程中，砂轮与工件是面与面的接触，磨料的颗粒和粘合剂会脱落砂轮本体，从而使砂轮表面凹凸不平，修整就是利用金刚石刀具去除砂轮表面的不平，使砂轮变锐。当砂轮修整后，砂轮的直径就会发生相应的减小，因此需要砂轮的修整补偿功能。见图3。

中达PUTNC-H6数控系统利用LCD开放的特点，可以将用户所需的工艺参数归集在同一个界面中。中文注释说明和对谈式的数据输入接口，使操作者可以非常方便地输入工艺参数。

同时，当调用磨削程序时，数控系统可以利用丰富的宏程序运算指令，实现砂轮补偿的数学运算。



图3 砂轮修整设定图

5.砂轮线速度设定

凸轮在修整后，砂轮的直径会发生减少，早期的西门子802C数控系统，因为数控的底层变量并不开放给机械制造商，所以设计人员只能够设定主轴变频器的来源为变频器面板控制，由外部端子来进行速度切换，主轴转速需要根据一个EXCEL表格，事先计算出变频器频率，再到变频器面板上进行相应的参数修改，十分繁琐。

使用中达电通H6数控系统的解决方案，主要应用了该型号数控系统底层变量开放和PLC开放运算的特点。根据砂轮主轴系统线速度模型公式，用户只需在更换新砂轮时，输入相对应的砂轮直径和砂轮的线速度，数控系统就可以自动根据砂轮直径修整变化值和线速度工艺要求自动进行补偿修整，从而实现砂轮的恒线速磨削。砂轮相关参数，直接在数控系统上设定计算，由模拟量电压控制变频器运行，从而无需修改变频器参数，大幅度提高加工精度和效率，避免了凸轮轴磨削时易发生的表面烧伤。见图4。



图4 砂轮线速度设定图

6.安全防护上的改进

早期的西门子802C方案，因为数控接口没有开发，操作者使用时需要在手动模式先示教修整砂轮后，用笔记录下当前坐标，在折返R参数接口填写相应的数据，且输入数据无中文注释，有时会出现数据输入出错，引发撞车，而碎掉砂轮。有时则因为操作人员未注意工件和金刚笔的高度落差，位移X轴，直接撞击高速砂轮面造成高速运行的砂轮破裂飞出，从而引发安全危险。

伺服电机相关文章:伺服电机工作原理