通用磨床砂輪修整器數(shù)控改造

1、—68—第32卷第3期技術(shù)交流通用磨床砂輪修整器數(shù)控改造張樂（西北軸承股份有限公司，寧夏銀川750021）摘要主要介紹了磨床砂輪修整在整個(gè)磨加工過程中的重要性和老式修整器的數(shù)控改造的過程。并說明選擇西門子數(shù)控系統(tǒng)的原則及各項(xiàng)硬件相互之間的組裝、設(shè)置及各部件的功能介紹。關(guān)鍵詞控制系統(tǒng)修整器程序1引言在現(xiàn)代的機(jī)械加工行業(yè)特別是在軸承加工行業(yè)中，磨床的使用率是相當(dāng)高的。不論是老式的內(nèi)圓磨床、外圓磨床、平面磨床還是現(xiàn)在的各種數(shù)控系統(tǒng)的磨床。磨床

2、是各類金屬切削機(jī)床中品種最多的一類，主要類型有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無心磨床等。外圓磨床是使用的最廣泛的，能加工各種圓柱形和圓錐形外表面。磨床是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。磨具指的就是砂輪，在磨加工過程中是通過砂輪的高速旋轉(zhuǎn)（線速度可達(dá)35ms）對(duì)軸承內(nèi)外套進(jìn)行磨加工。砂輪雖然有自銳特點(diǎn)，但由于磨鈍后的磨粒不一定都能夠自動(dòng)脫落或崩裂，加上磨屑與粘連結(jié)合劑會(huì)堵塞砂輪孔隙，這樣就會(huì)使砂輪失去或降低切削能力，所以砂輪工作一段

3、時(shí)間后應(yīng)進(jìn)行修整。砂輪修整不及時(shí)或修整不好，加工工件的表面就會(huì)出現(xiàn)以下幾種磨削痕跡：（1）現(xiàn)出現(xiàn)交叉螺旋線痕跡；（2）表面出現(xiàn)魚鱗；（3）工作面拉毛；（4）工件表面出現(xiàn)燒傷痕跡；（5）表面粗糙度達(dá)不到要求等問題。在精密零件的磨削加工中，圓弧形面的磨削尤其是軸承外環(huán)內(nèi)滾道和內(nèi)環(huán)外滾道的磨削是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，而砂輪的修整對(duì)磨削精度起著重要作用。傳統(tǒng)的砂輪修整是通過金剛筆進(jìn)行手工修整。但這種方法修整后的砂輪都會(huì)產(chǎn)生圓弧形狀誤差，影響加工后工件的

4、形狀精度。2砂輪修整器功能介紹2.1傳統(tǒng)砂輪修整器的介紹工作原理：在修整砂輪時(shí)首先將修整器固定好，調(diào)作者簡(jiǎn)介：張樂（1981~），男，助理工程師，主要從事電氣自動(dòng)化。整修整桿的位置，固定好金剛筆，將砂輪通過機(jī)床磨架搖到修整位置。調(diào)整微調(diào)螺絲的距離，開啟液壓站，通過按鈕控制油缸兩腔內(nèi)液壓油的流通方向，使活塞桿帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)。使修整桿做畫圓運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)砂輪的圓弧修整。在修整過程中需要通過多次手動(dòng)切換換向，而且修整圓弧的半徑還要不斷的調(diào)整。

5、修整過程不僅加大了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且修整過程中的圓弧半徑值及修整速度不可控，修整后的砂輪表面較粗，不能滿足軸承滾道的精加工要求。組成：底座、修整桿、拉伸油缸、傳動(dòng)皮帶、皮帶輪、金剛筆、固定螺絲、微調(diào)螺絲。（見圖1）圖1傳統(tǒng)砂輪修整器2.2SINUMERIK802S數(shù)控修整器的介紹工作原理：改造后的砂輪修整器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)X軸、Z軸的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)控制，可以進(jìn)行直線、斜線、圓弧的修整。在修整過程中操作者只需要通過R參數(shù)的設(shè)置就可對(duì)圓弧半徑值、修

6、整過程中的速度、修整時(shí)的進(jìn)刀量等進(jìn)行控制。在砂輪的修整過程中不需要操作人員進(jìn)行重復(fù)調(diào)整。此設(shè)備的使用降低了砂輪修整的表面粗糙度，滿足了滾道精磨的工藝要求，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。固定螺絲微調(diào)螺絲金剛筆底座皮帶皮帶輪修整桿油缸—70—第32卷第3期技術(shù)交流表2X20接口引腳信號(hào)說明引腳信號(hào)說明1RDY1使能2.16HI_12RDY2使能2.27HI_13HI_1X軸參考點(diǎn)脈沖8HI_14HI_2Y軸參考點(diǎn)脈沖9N.C.5HI_3Z軸參考點(diǎn)脈沖10

7、M24V地注意：參考點(diǎn)脈沖信號(hào)只能與802S有關(guān)，參考點(diǎn)脈沖來自接近開關(guān)（PNP型）有效電平為24Vdc。NC使能后，內(nèi)部使能繼電器觸點(diǎn)閉合，既使能導(dǎo)通。4.3PLC中IO地址的分配802S系統(tǒng)在出廠時(shí)已經(jīng)預(yù)裝了“SAMPLE”集成PLC應(yīng)用程序，用戶可以直接使用其內(nèi)部的固化程序，只需要通過修改PLC機(jī)床參數(shù)，和IO接口的設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)對(duì)其功能的設(shè)定。數(shù)控砂輪修整器的PLC輸入輸出IO地址見表3。表3數(shù)控砂輪修整器的PLC輸入輸出IO地址

8、表序號(hào)地址號(hào)連接器腳號(hào)代號(hào)說明位置號(hào)1I00X20032SB3緊急停止422I013SQ1X軸正限位423I024SQ2X軸負(fù)限位434I035SQ3Z軸正限位445I046SQ4Z軸負(fù)限位446I057SQ5X軸回參考點(diǎn)減速457I068SQ6Z軸回參考點(diǎn)減速458I079KA3驅(qū)動(dòng)器準(zhǔn)備好469I10X20042710X軸選擇4810I113711Z軸選擇4911I1247121μ4912I13571310μ41013I146714

9、100μ41014I157SB4進(jìn)給保持41115I168SB5緊急退回41216I179SB6循環(huán)啟動(dòng)41217Q00X20052HL3機(jī)床故障指示5218Q013HL4NC準(zhǔn)備好指示5319Q024HL5自動(dòng)運(yùn)行指示5320Q035HL6進(jìn)給保持指示5421Q046HL7手搖有效指示5422Q05723Q06824Q07925Q10X2006226Q11327Q12428Q13529Q14630Q15731Q16832Q1794.4

10、NC參數(shù)調(diào)試NC參數(shù)主要包括802S的系統(tǒng)配置、參數(shù)設(shè)定、參考點(diǎn)邏輯調(diào)試、設(shè)定坐標(biāo)的軟限位及反向間隙補(bǔ)償、旋轉(zhuǎn)減控功能設(shè)置、絲杠螺距誤差補(bǔ)償、主軸參數(shù)調(diào)試等。下面就一些參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行說明。4.4.1參考點(diǎn)調(diào)試SINUMERIK802S系統(tǒng)的很多功能都建立在參考點(diǎn)的基礎(chǔ)上，比如自動(dòng)方式和MDA方式只有在機(jī)床返回參考點(diǎn)后才能進(jìn)行操作；反向間隙補(bǔ)償和絲杠螺距誤差補(bǔ)償也只有在返回參考點(diǎn)后才生效。因此，系統(tǒng)在正常工作之前首先要回參考點(diǎn)。由于步進(jìn)電

11、機(jī)本身不能產(chǎn)生編碼器的零脈沖，所以通過安裝接近開關(guān)為步進(jìn)電機(jī)提供到位信號(hào)，輔助修整器完成返回參考點(diǎn)的工作。回參考配置：雙開關(guān)方式在修整器X、Z軸導(dǎo)軌上裝有有減速開關(guān)，在絲杠連接器上有一接近開關(guān)（絲杠每轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)脈沖）。該方式可以高速尋找減速開關(guān)，然后低速尋找接近開關(guān)。返回參考點(diǎn)的速度快且精度高。且接近開關(guān)還可以用作旋轉(zhuǎn)監(jiān)控。其中減速開關(guān)到位信號(hào)是DIO的輸入，接近開關(guān)信號(hào)則接到系統(tǒng)的高速輸入口（X20）（見圖6）。采用雙開關(guān)方式時(shí)，參考

12、點(diǎn)接近開關(guān)的機(jī)械安裝圖如圖7。圖6接近開關(guān)示意圖圖7步進(jìn)電機(jī)與絲杠直聯(lián)1）有減速開關(guān)，接近開關(guān)信號(hào)零脈沖在減速開關(guān)之前：MD34050；REFP_SEARCH_MARKER_REVERS=0，遇減速開關(guān)后，反向?qū)ふ医咏_關(guān)零脈沖信號(hào)（見圖8）。圖8脈沖信號(hào)示意圖（前）2）有減速開關(guān)，接近開關(guān)信號(hào)零脈沖在減速開關(guān)之后：MD34050；REFP_SEARCH_MARKER_REVERS=1，遇減速開關(guān)后，同向?qū)ふ医咏_關(guān)零脈沖信號(hào)（見圖9）