西门子840D数控系统在CNC8312全数控凸轮轴磨床中的应用

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1、西门子840D数控系统在CNC8312全数控凸轮轴磨床中的应用高峰,颜利湘,王清标,黄贵刚(国家高效磨削工程技术研究中心湖大海捷制造技术有限公司,湖南长沙410082)摘要:在分析CNC8312全数控凸轮轴磨床特性及其对数控系统要求的基础上,提出采用西门子840D数控系统对其进行控制。通过对840D数控系统的配制选择、电气系统安装调试,以及对凸轮轴磨床进行全数控化加工程序的设计等研究调试,经实际应用证明,此磨床可进行连续批生产,升程误差小于0102mm,取得了满意效果。关键词:凸轮轴;磨床;数控系统;曲线插补中图分类号:TP273文献标识码:A凸轮轴是内燃机

2、的主要零件之一,它安装于发优点在于:①适应于凸轮产品加工的频繁更换,大动机内,用于控制发动机气缸的进气和排气。每根大缩短生产准备周期;②解决了靠模型凸轮轴磨床凸轮轴由若干片凸轮组成,如四缸发动机,其凸轮轴加工精度难以提高、生产准备周期长等问题。就由8片凸轮组成。凸轮的形状一般为桃形(油泵随着国内汽车工业的崛起,对凸轮轴加工精度凸轮多为扇形),由基圆和许多二次曲线、三次曲线要求越来越高,对凸轮轴加工设备要求也是越来越及圆弧组成,其构成的封闭曲线统称为升程曲线。高,从而对数控系统有极高的要求。凸轮升程曲线误差的大小将直接影响发动机气缸内2西门子840D数控系统对

3、于CNC8312全燃料燃烧质量,进而影响发动机的工作性能。数控凸轮轴磨床的适应性分析1凸轮轴磨床概况及现状840D与SINUMERIK2611D数字驱动系统和111凸轮轴磨床简述SIMATIC7可编程控制器一起构成全数字控制系凸轮轴磨床是凸轮轴加工关键设备,完成粗磨统,它适于各种复杂加工任务的控制,具有优于其它和精模凸轮轴上的每一片凸轮,是凸轮轮廓加工最系统的动态品质和控制精度,其主要特点有:后一道工序,其专用设备的性能将最终决定凸轮升1)西门子840D数控系统突出优势在于动态响程曲线误差的大小。应快、控制精度高、机床性能调节快和自动优化机床凸轮轴磨床可分为

4、非数控靠模凸轮轴磨床、数数据,也可以通过图形进行对话式的手动调节机床控靠模凸轮轴磨床和全数控无靠模凸轮轴磨床三大参数。类。其中非数控靠模凸轮轴磨床各轴进给由液压驱2)西门子840D数控系统是一个开发的CNC动,半自动加工。此类型机床操作麻烦,加工精度系统,通过多种方式嵌入用户OEM人机界面,这一低,为淘汰型产品;而数控靠模凸轮轴磨床各轴进给点特别适用于CNC8312全数控无靠模凸轮轴磨床为伺服或步进电机控制,凸轮的加工精度主要由靠产品更新和参数频繁变换的要求。模样板精度保证;全数控无靠模凸轮轴磨床的各轴3)西门子840D数控系统具有强大的控制功能进给为伺服控

5、制,凸轮加工精度主要由程序软件保和NC编程能力。证,其加工精度非常高,是未来凸轮轴磨削加工设备3西门子840D数控系统在CNC8312全数的发展趋势。控凸轮轴磨床上的实际应用112CNC8312全数控凸轮轴磨床CNC8312全数控无靠模凸轮轴磨床是由国家基于以上的研究分析,我们选择了西门子840D磨削中心下属的湖大海捷制造技术有限公司承担研全数字控制系统对CNC8312磨床进行控制。制的国家重点新产品。全数控无靠模凸轮轴磨床磨311CNC8312全数控凸轮轴磨床上应用西门子削特点是:凸轮的加工是靠软件仿形来实现的。首840D数控系统的主要配置先,凸轮的升程通

6、过数学模型转换为X轴2砂轮架1)硬件NCU57114、PCU50、显示器、机床操进给轴和C轴2头架旋转轴的位移插补表;然后,生作面板(带USB接口)、机床控制面板、电源模块、成加工子程序,再由主程序调用磨削加工。该机床611D数字驱动模块和SIMATIC7可编程控制器《新技术新工艺》·数字设计与数字制造2006年第9期·23·模块;有磨削工艺及关键问题由NC磨削加工程序完成。2)软件操作系统WINDOWSXP系统;31412NC主程序NORMAL03)数控软件HMI2ProgrammingPackage。N100M03S1=R600312CNC8312全数控

7、凸轮轴磨床主要技术指标⋯⋯.N400JQ升程插补表子程序X轴行程(线性):0mm～300mm,最大速度N500PQ升程插补表子程序10m/min。(带直线光栅尺)N3700G90G64Z=-R101+R100F=R222Z轴行程(线性):0～1000mm,最大速度10N3800G90G01X=-R220+2F=R221m/min。N3900SPF23磨削子程序C轴行程(旋转):0°～360°,转速200r/min。⋯⋯主轴砂轮线速度:35～60m/min。N70600M30313CNC8312全数控凸轮轴磨床电气系统调试31413NC子程序电气系统调试是对配

8、置好的数控硬件系统进行L30参数运算子程序;L20砂