Modificación del sistema de cepilladora de pórtico
A. Composición del sistema
Este sistema consta de un convertidor de frecuencia VVVF (voltaje variable y frecuencia variable), un motor de CA (Y280S-8, Pe =37KW, I. =78-2A , n . =740r/min) y el velocímetro forman un sistema de regulación de velocidad de circuito cerrado. El sistema de control de velocidad de circuito cerrado se utiliza para tener una fuerte capacidad antiinterferencia contra fluctuaciones de carga y fluctuaciones de la red eléctrica para garantizar el funcionamiento estable de la cepilladora. Los motores de la cepilladora están controlados por instrucciones dadas por el PLC. Durante el diseño, se utilizó un motor asíncrono como accionamiento principal para reemplazar el modelo de sistema KFD original, y el actuador mecánico de alimentación utilizó un regulador de velocidad de frecuencia variable para reemplazar el embrague electromagnético original para lograr varios controles de velocidad y viajes de ida y vuelta en la mesa de trabajo. Cambiar de dirección. Los componentes principales están controlados por PLC, que controla automática o manualmente el estado de seguimiento del convertidor de frecuencia, el portaherramientas, la viga y el cabezal rectificador de acuerdo con el programa preprogramado de acuerdo con las instrucciones de la estación operativa y las señales en el sitio. El inversor utiliza el inversor de voltaje de uso general Fuji FRN45 Ggs-4JE de Japón. El sistema original utiliza un interruptor de desplazamiento mecánico. Debido al frecuente movimiento alternativo del banco de trabajo, el bloque golpea con frecuencia el interruptor de desplazamiento, lo que provoca que el interruptor de desplazamiento funcione mal con facilidad. Cuando no es confiable, es más probable que ocurran accidentes y la producción se vea afectada. Durante la transformación, utilizamos interruptores de proximidad sin contacto controlados por luz para reemplazar los interruptores de viaje mecánicos y los resultados fueron muy buenos después de su uso.
B. Principio de funcionamiento
El proceso de cepillado de la cepilladora de pórtico es el proceso de movimiento relativo entre la pieza de trabajo (colocada sobre la mesa de cepillado) y la cepilladora. Es decir, la mesa de cepillado frecuentemente oscila. El movimiento de la mesa de cepillado se divide en operación de avance lento manual y operación de ciclo alternativo automático. La Figura 1 es el diagrama de operación del ciclo alternativo de la mesa de cepillado.
El proceso de cepillado de la cepilladora pórtico es el proceso de movimiento relativo entre la pieza de trabajo (colocada sobre la mesa de cepillado) y la cepilladora. Es decir, la mesa de cepillado frecuentemente oscila. El movimiento de la mesa de cepillado se divide en operación de avance lento manual y operación de ciclo alternativo automático. La Figura 1 es el diagrama de operación del ciclo alternativo de la mesa de cepillado.
Figura 1 Diseño del programa PLC del ciclo alternativo de la mesa de cepillado
La cepilladora pórtico tiene avance automático, retroceso, avance automático del portaherramientas, avance y retroceso manual, avance lento, elevación de vigas y otras funciones. Todas ellas se implementan mediante software PLC.
En la figura se muestra el diagrama de escalera del programa de trabajo alternativo del banco de trabajo. En la imagen, M1.0, M1.1---M1_7 son los relés auxiliares del PLC
En la imagen: t sección de inicio de ciclo y parada de emergencia
t1-- -la cepilladora comienza a cortar la sección de la pieza artificial t2——Sección de corte normal
t3——Sección de salida de la pieza de trabajo t4——Sección de retorno de alta velocidad
t5——Baja velocidad sección de retorno t control de jog
Fig. 4 Diagrama de escalera de trabajo alternativa del banco de trabajo
Los segmentos tl-t5 corresponden a las distintas etapas del movimiento alternativo de la mesa de cepillado en la Figura 1. Las superficies no cilíndricas con longitudes más pequeñas se pueden procesar mediante fresadoras CNC o corte por alambre (producción de una sola pieza). Pero cuando la superficie no cilíndrica alcanza una cierta longitud, los dos métodos anteriores son inútiles o el costo de procesamiento es demasiado alto. Por ejemplo, los rotores de una serie de bombas de vacío y sopladores Roots (como se muestra en la Figura 1, el contorno de la sección transversal se compone de múltiples segmentos de involutas, epicicloides y arcos, con una longitud de más de 300 mm), y los Cuchillas de un modelo de impulsor de bomba de anillo de agua grande (el contorno de la sección transversal consta de múltiples líneas rectas y arcos, con una longitud de más de 500 mm). Para adaptarse al procesamiento de piezas cilíndricas con contornos transversales complejos, el autor desarrolló un sistema de cepilladora CNC basado en IPC y llevó a cabo la transformación CNC en una pequeña cepilladora de pórtico de un fabricante de bombas de vacío.
1 Transformación mecánica de una cepilladora de pórtico pequeña
La figura 2 muestra un diagrama esquemático de una cepilladora CNC transformada a partir de una cepilladora de pórtico pequeña.
El método de transformación CNC de una cepilladora de pórtico pequeña consiste en cambiar el portaherramientas ajustado manualmente a un portaherramientas CNC impulsado por un motor paso a paso. El motor paso a paso Z controla el movimiento del portaherramientas en dirección vertical. , y el motor paso a paso X controla el movimiento del portaherramientas en dirección vertical. Movimiento del portaherramientas en dirección horizontal. Instale tres interruptores de proximidad en la base deslizante cerca del control deslizante y fije un bloque de marca de posición del control deslizante (bloque de hierro) paralelo a los tres interruptores de proximidad y cerca de los tres interruptores durante el movimiento. Ambos se utilizan para detectar la dirección del movimiento y la posición del. control deslizante. Además, en la mesa deslizante está instalado un sencillo dispositivo de ajuste de herramientas.
Después del cálculo de la carga (fricción, momento de inercia, etc.), los motores paso a paso que hacen que el portaherramientas se mueva hacia arriba y hacia abajo (eje de coordenadas Z) e izquierda y derecha (eje de coordenadas X) se seleccionan como 110BF003 y 130BF003 respectivamente. . El pulso equivalente de estos dos movimientos coordinados es de 0,01 mm. El software del sistema CNC de la cepilladora se basa en el sistema operativo Windows y utiliza programación en lenguaje C modular y estructurado. La interfaz del software del sistema adopta una estructura de menú en chino, lo que hace que la interfaz hombre-máquina sea amigable y fácil de operar. La estructura específica se muestra en la Figura 4. El software del sistema se compone principalmente de tres módulos: programación, ajuste de posición de herramienta y control de operación. Cada módulo está dividido en múltiples submódulos.
3.1 Módulo de programación
Un correcto programa de mecanizado debe pasar por las siguientes etapas: programación, comprobación de sintaxis, simulación e inspección de interferencias y sobrecortes de herramientas. En este sistema de software CNC, los programas de mecanizado se pueden compilar de varias formas: programación automática gráfica, programación manual y programación de curvas de lista. Los datos y el programa de procesamiento del archivo de curvas de lista se pueden ingresar a través de la unidad de disquete o mediante el teclado usando el editor de pantalla completa, o mediante la interfaz de comunicación en serie.
La programación gráfica incluye los siguientes pasos:
(1) Edición e ingreso de curvas de nivel Primero, a través de la interfaz de operación gráfica interactiva, ingrese cada segmento de líneas rectas, arcos y.
Después de ingresar la curva, se puede modificar, ampliar, reducir y editar simétricamente.
(2) Encuentre la curva de compensación. Para la curva editada anteriormente, genere una curva equidistante, es decir, una curva de compensación, de acuerdo con el radio de punta de la herramienta requerido.
(3) La programación automática ajusta la curva de compensación con una línea recta de acuerdo con los requisitos de precisión dados y la convierte en un programa de procesamiento de código G.
(4) La operación de simulación ejecuta el programa de mecanizado en modo de operación de simulación y muestra dinámicamente la trayectoria del movimiento de la punta de la herramienta. Si el programa de mecanizado es correcto
la trayectoria mostrada por la simulación coincidirá con la curva de offset anterior.
La programación de curvas de lista también se realiza bajo la interfaz gráfica de programación. Primero, lea el archivo de datos de curvas de lista. Según el orden de los puntos en el archivo de datos, los puntos adyacentes se conectan con líneas rectas y se muestran. Luego, sobre esta base, se realiza el ajuste de spline, el suavizado y el procesamiento de compensación, y luego se discretizan en pequeños segmentos rectos de acuerdo con los requisitos de precisión, y el programa de procesamiento se genera automáticamente.
La programación de gráficos interactivos y la ejecución de simulación hacen que la preparación de programas complejos de procesamiento de curvas y listas de curvas no solo sea eficiente, sino también conveniente, intuitiva y confiable. Figura 4 Estructura del software del sistema CNC Planer
3.2 Control de operación
La operación del sistema CNC incluye principalmente los siguientes modos: operación automática, operación de secado rápido, operación manual y operación de avance lento.
La operación automática es la parte central del control de operación del sistema CNC. Se ejecuta de acuerdo con el programa de procesamiento. Si la última instrucción de la instrucción de procesamiento que se ejecuta es M32, la herramienta realizará un movimiento de avance intermitente de acuerdo con la señal de movimiento alternativo de la mesa deslizante; si es M33, se moverá continuamente y la señal de movimiento alternativo de la mesa deslizante; no tendrá ningún efecto sobre él, es decir, realice un secado rápido. Si la mesa deslizante deja de oscilar durante el procesamiento, el movimiento de avance de la herramienta también se detendrá. Esta función permite a los trabajadores seguir los hábitos operativos de la cepilladora y controlar el inicio y la parada del movimiento de avance del portaherramientas controlando el inicio y la parada del movimiento alternativo de la mesa deslizante.
El programa de ejecución automática consta de dos partes: primer plano y segundo plano. El programa en segundo plano completa la inicialización del puerto paralelo 8255A y el temporizador 8253, la decodificación de instrucciones y el control de la frecuencia de ejecución (ajuste de velocidad). el programa de servicio de interrupción, pausa, control de inicio y segmento único, visualización de seguimiento dinámico de trayectoria de mecanizado y visualización de giro de coordenadas. El programa de primer plano es un programa de servicio de interrupción, que completa principalmente operaciones de interpolación, control de operación de motor paso a paso, control de aceleración y disminución, y Acepta señales de la mesa deslizante y del sensor de posición. El movimiento de avance intermitente de la herramienta se completa durante el viaje de regreso de la mesa deslizante. La cantidad de avance de la herramienta en un viaje de ida y vuelta de la mesa deslizante se puede configurar o modificar a través de las teclas de función. El valor mínimo es el equivalente a dos pulsos. Otra función del programa de ejecución automática es que cuando se presiona la tecla de función continua, la alimentación intermitente de la herramienta se puede cambiar a alimentación continua; cuando se levanta la tecla de función, la herramienta puede reanudar la alimentación intermitente; Al mecanizar en desbaste la pieza en bruto, debido al margen de mecanizado desigual, es posible que haya avance vacío en algunos lugares. Con esta función, puede omitir rápidamente este lugar y mejorar en gran medida la eficiencia del procesamiento.
El funcionamiento en seco rápido también controla el movimiento de la herramienta según el programa de procesamiento, pero se ejecuta de forma continua.
Puede verificar la relación posicional relativa entre la herramienta y la pieza en bruto, determinando así la posición de altura de la herramienta para el procesamiento inicial. El programa de ejecución rápida en seco también se compone de partes frontal y posterior. Su estructura es similar a la del programa de ejecución automática, excepto que el programa de servicio de interrupción no está controlado por el movimiento de avance y retroceso de la corredera.
Cuando el interruptor selector está en el estado de operación automática, la función de avance solo puede funcionar durante el viaje de regreso de la mesa deslizante, y se puede configurar el desplazamiento máximo de la herramienta para movimiento continuo. Esta función brinda comodidad al ajuste de la posición de la herramienta durante el procesamiento. Si el cuchillo es demasiado profundo, puede levantarlo sin detener el procesamiento.
Según la selección, el funcionamiento manual también se puede controlar mediante el movimiento alternativo de la corredera para un movimiento intermitente. La función manual se puede utilizar para el mecanizado de superficies sin programación. Este método aporta comodidad al procesamiento de planos. El autor utilizó el sistema CNC de cepilladora de desarrollo propio para llevar a cabo la transformación CNC de una pequeña cepilladora de pórtico de una empresa y realizó con éxito el procesamiento de una serie de modelos de palas de impulsor de bomba de anillo de agua y la producción en masa de una serie de bombas de vacío Roots. rotores no solo la eficiencia del procesamiento fue alta, sino que también la calidad del procesamiento es estable y confiable. Después de una mejora y perfección continuas en los últimos años, el sistema CNC tiene funciones como control de procesamiento en tiempo real, programación automática de gráficos, ajuste de curvas complejas y de listas, programación, compensación de desgaste de herramientas, configuración automática de herramientas, simulación y visualización de seguimiento de trayectoria de procesamiento. . Este sistema de cepilladora CNC no solo es adecuado para la transformación CNC de pequeñas cepilladoras de pórtico, sino también para la transformación CNC de otros tipos de cepilladoras.