相关文章

数控平面磨床现状及数控系统技术

数控平面磨床现状及数控系统技术

A.行业概览

平面磨床相对于车床、铣床等采用数控系统较晚,是因为它对数控系统的特殊要求。近十几年来,借助CNC技术,磨床上砂轮的连续修整,自动补偿,自动交换砂轮,多工作台,自动传送和装夹工件等操作功能得以实现,数控技术在平面磨床上逐步普及。近來国内大型机床展览会上,CNC磨床在整个磨床展品中已占大多数,全功能CNC平磨,已经成主流,在开发高档数控平磨的同时,开始积极发展中、低档数控平磨。

B.坐标CNC成型磨床

坐标CNC成型磨床,其垂直和横向为数控轴,纵向为液压控制,砂轮修整采用安装在工作台上的金刚石滚轮,适用范围较广;三坐标CNC平面和成型磨床,床身用天然花岗岩制成,几何精度高,导轨用直线滚动导轨,机械驱动无反冲,从而保证工件有较好的表面光洁度;改进产品,床身选用人造花岗岩制作,纵向用静压导轨传动,垂直和横向导轨为预加荷直线滚动导轨,滚珠丝杠传动,三轴CNC控制及全数字AC伺服电机,0.5μm的分辩率。当代最新技术的磨床产品,发展为多种高效专用磨床,且具有可倾斜磨头,连续修整,斜切入磨削功能。

C.數控磨床獨特需求

(2)主轴摆动:在磨削中经常出现的运行循环,用外部信号中断执行程序,砂轮切入,砂轮修整等专用准备功能,编制固定循环程序。其不仅能使用外部测量装置,还能当连接上一个合适的测量头时能直接去控制装置与最终尺寸进行比较。

(3)强化固定磨削方法:根据磨削零件不同形状,有四种不同的磨削方法,具有砂轮轴角度倾斜控制功能,荒磨、粗磨、精磨、无火花磨削一整套磨削循环,砂轮修整补偿功能,修整器相对于被修整轮法线方向控制功能,修整滚轮外缘圆弧半径补偿功能,系统解析度可设定为0.1μm,属于紧凑型数控系统。

(4)平面和成型磨削机床数控系统,对轴控扩展要求灵活;最多可控制9个坐标,其中6个坐标可联动,最小脉冲当量、移动当量和检测当量均为0.1μm,平磨上还采用了线性位置传感器[光栅尺,感应同步器]的全闭环方式。

(5)平磨制造厂自行开发软件,使用之更适合平面和成型磨削,如德国JUNG公司,采用该公司专用软件,用JUNG KONTUR 编程语言对砂轮进行成型修整,并有图形辅助操作功能。 日本冈本公司开发了OPL语言用于磨削加工,等等。

(6)直线电机、动平衡等技术、工艺的日益发展,又大大提高了机床的工效,适宜的测量技术应用对数控系统的开发利用。

D.新技术瞭望

目前,随半导体集成度的不断提高,新推出的系统在结构上越来越紧凑,功能上增加了高速通讯,远程诊断,多机联网等等;操作界面向簡單化发展,系統结构向紧凑型进步。執行速度快,单节预读处理数可达1000块,具有AART(预适应调节技术)及参数优化学习功能,可使跟随误差趋近于零,软件加工路径滤波器可降低切削过程中,因加速度变化过大所产生的机械共振,从而改善表面粗糙度;配用数字伺服,具备+、-10V类比伺服界面,PLC程序设计有梯形图、结构语句、功能块、指令码、流程图等五种语法,便于设计和维护;具有计算机远程通讯,即时远程维护功能。

平面磨床发展呈现四大变化

1.高速、复合、高精度、高刚性仍是金切机床的发展主调,但又有新的变化。复合,已从原来的为复合而复合转为从实用高效考虑为主,如车、铣复合,车、铣、钻的复合,铣床和电火花的复合;从功能上看,复合型机床的针对性很强,针对某类零件考虑;从精度上看,定位精度<2μm,重复定位精度≤±1μm的机床已比比皆是;从主轴转速来看,8.2kW主轴达60000r/min,13kW达42000r/min,高速已不是小功率主轴的专有特征;从刚性上看,已出现可加工60HRC硬度材料的加工中心。

2.模块化的设计在机床制造中已应用得炉火纯青。横向系列、纵向系列、全系列、跨系列的模块化设计,无论是大隈、牧野等为代表的日本机床,还是Haas、Cincinnati等为代表的美国机床,外形上看好象完全一样,但功能则完全不同,所构成的模块很多则是通用的。

3.全自动的概念已发生变化。传统的全自动机床是用一只气动或液动的机械手实现工件的自动上、下料,而现在采用真正意义的多关节串联式机器 ,来实现工件的上、下料,包括完工零件的堆放。控制的范围加大,组线的灵活性加强,同时辅助配套的机械大大减少。

4.环保要求越来越高。在展出的展品中,绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩壳,绝对没有切屑或切削液外溅的现象。另一方面,大量的工业清洗机和切削液处理机系统的展出,亦同时反映现代制造业对环保越来越高的要求。