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）對軸承內(nèi)外套進(jìn)行磨加工。砂輪雖然有自銳特點，但由于磨鈍后的磨粒不一定都能夠自動脫落或崩裂，加上磨屑與粘連結(jié)合劑會堵塞砂輪孔隙，這樣就會使砂輪失去或降低切削能力，所以砂輪工作一段

3、時間后應(yīng)進(jìn)行修整。砂輪修整不及時或修整不好，加工工件的表面就會出現(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技術(shù)難點，而砂輪的修整對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：在修整砂輪時首先將修整器固定好，調(diào)作者簡介：張樂（1981~），男，助理工程師，主要從事電氣自動化。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，使活塞桿帶動皮帶運動。使修整桿做畫圓運動，從而實現(xiàn)對砂輪的圓弧修整。在修整過程中需要通過多次手動切換換向，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強度，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，可實現(xiàn)對X軸、Z軸的獨立驅(qū)動控制，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)置就可對圓弧半徑值、修

6、整過程中的速度、修整時的進(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，減輕了勞動強度。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接口引腳信號說明引腳信號說明1RDY1使能2.16HI_12RDY2使能2.27HI_13HI_1X軸參考點脈沖8HI_14HI_2Y軸參考點脈沖9N.C.5HI_3Z軸參考點脈沖10

7、M24V地注意：參考點脈沖信號只能與802S有關(guān)，參考點脈沖來自接近開關(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)置即可實現(xiàn)對其功能的設(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、表序號地址號連接器腳號代號說明位置號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軸回參考點減速457I068SQ6Z軸回參考點減速458I079KA3驅(qū)動器準(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41217Q00X20052HL3機(jī)床故障指示5218Q013HL4NC準(zhǔn)備好指示5319Q024HL5自動運行指示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、參考點邏輯調(diào)試、設(shè)定坐標(biāo)的軟限位及反向間隙補償、旋轉(zhuǎn)減控功能設(shè)置、絲杠螺距誤差補償、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。4.4.1參考點調(diào)試SINUMERIK802S系統(tǒng)的很多功能都建立在參考點的基礎(chǔ)上，比如自動方式和MDA方式只有在機(jī)床返回參考點后才能進(jìn)行操作；反向間隙補償和絲杠螺距誤差補償也只有在返回參考點后才生效。因此，系統(tǒng)在正常工作之前首先要回參考點。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，輔助修整器完成返回參考點的工作?；貐⒖寂渲茫弘p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)到位信號是DIO的輸入，接近開關(guān)信號則接到系統(tǒng)的高速輸入口（X20）（見圖6）。采用雙開關(guān)方式時，參考

12、點接近開關(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（見圖8）。圖8脈沖信號示意圖（前）2）有減速開關(guān)，接近開關(guān)信號零脈沖在減速開關(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（見圖9）