基于FANUC31i数控系统的凸轮磨削方法.pdf

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1、精密制造与自动化2016年第1期宋◇。。。。。◇。◇。◇。2设计与开发i基于FANUC31i数控系统的凸轮磨削方法水邓杨李静李彪张伟(上海大学上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072)摘要围绕凸轮轴随动磨削原理求解凸轮随动磨削中磨削运动参数，对FANUC31i开放式数控系统的高速切削循环功能以及学习控制原理进行研究，在MK8340高速凸轮轴随动磨床上进行试验验证。通过宏执行器以高速脉冲形式将磨削运动参数分配存储至系统P-Code变量中，结合高速切削循环功能实现了凸轮轴随动磨削运动，并采用学习功能完成了伺服控制器的自学习优化，进而改善了凸轮随动磨削运动的伺服跟踪性能，使凸轮轴高速

2、随动磨削加工精度和效率得到提高。关键词随动磨削FANUC3li高速切削循环P．Code凸轮轴是活塞发动机关键零部件之一，主要用磨削时因工件上各磨削点移动速度不同引起的冲击于控制气门的开启与闭合动作，由于气门运动规律和振动。采用五次多项式重构凸弧曲线时，首先将关系到一台发动机的动力和运转特性，而凸轮轴表凸轮升程表极坐标数据转化为直角坐标系数据，计面加工质量很大程度上影响着发动机性能优劣⋯。算凹弧段轮廓值及每个轮廓点对应斜率。在凹弧段为有效提高凸轮轴表面轮廓精度及加工磨削质附近选用新点作为重构曲线起始点，利用多项式求量，本文基于MK8340／1500凸轮轴数控切点跟踪磨解结果替换凸轮凹弧段原

3、始值构成新轮廓。根据随床，配备FANUC31i数控系统，针对凹弧段凸轮表动磨削原理、砂轮架运动模型】及凸轮升程表重新面轮廓利用随动磨削原理[2-4]求解磨削运动参数，机计算凸轮转角c和基圆中心至砂轮中心距离x间的床采用双砂轮回转结构，并通过调用G05高速切削对应关系，生成工件粗加工磨削参数表。粗加工阶循环指令完成加工过程。段中将新值写入数控系统高速循环加工P．Code扩展变量中，采用大砂轮磨削。1基于凸轮凹弧段的双砂轮复合磨削凸轮轴非圆磨削加工通常采用单砂轮随动磨削加工完成，磨床头架即C轴带动工件旋转，砂轮架根据指令沿x轴往复运动跟踪工件进行磨削。考虑砂轮磨削带有凹弧段凸轮轮廓时的加工效

4、率及磨削精度，采用多项式方法重构凹弧段曲线轮廓，即粗加工阶段大直径砂轮，走刀轨迹为重构后的凸轮轴轮廓，精加工阶段采用小直径砂轮完成整周磨削，图1为凸轮轴加工实验环境。为保证当量磨削厚度相等及提高表面质量，实验中采用的恒线速磨削方法[5-61有效避免了恒角速+上海市科学技术委员会科研计划项目编号：13DZl101601图1凸轮轴加工实验环境17精密制造与自动化2016年第1期2P．Code变量简介及传输方式参数含义：在机床的使用过程中，包括用户宏程序在内的FlibHndl【in]／／句柄，建立连接时获得一些NC程序可能一旦创建则不需要修改，通过宏a[in]／／指定P-Code变量号编译器将

5、其编译成可执行程序并存入F—Rom中，利Odb[out]／／使用ODBPM数据结构用系统宏执行器调用运行，极大提高程序的可靠性读出的P．Code变量数值及保密性。该类可编译执行的程序称为P．Code程序，程序中使用的变量为P—Code变量。3高速切削循环及学习控制功能2．1P-Code及其扩展变量应用在凸轮轴实际高速加工过程中，由于砂轮磨削通常系统用户宏程序可用变量不足1000个，速度极高，容易导致伺服滞后，产生较大加工误差。P．Code变量可以看作普通用户宏程序变量的扩展，数控系统学习控制功能通过读取比较误差值以修正同时使用P．Code变量在执行速度上表现更快。针对加工指令，实现加工结

6、果的精确控制，极大提高了凸轮轴高速磨削过程中数控系统白带P．Code变量工件切削精度。学习控制功能嵌入CNC加工过程不足问题，FANUC提供了P—Code扩展功能，本实进行误差修正原理示意图，如图2所示。验根据实际加工要求选择高速循环加工扩展变量D：#2000000～拌3999999。FANUC3li数控系统中可通过选P—Code变量菜单，搜索查看指定变量号的P．Code变量，但是不能通过存储卡或者其他方式直接导出。批量传出位量反馕P—Code变量可以使用FOCAS1／2函数通过以太网或者HSSB接口对P．Code变量进行读写，利用宏图2学习控制原理示意图执行器功能同样能够完成上述操作，

7、实验中采用第一种变量读写方式。学习控制器通过从第一个加工循环中取得位置2．2FOCAS1／2函数实现P-Code变量读写操作误差并创造补偿数据，补偿值同前一循环中旧数据FANUC数控系统提供了基于C++、Basic、比较并不断替代，从而减小位置误差。凸轮高速磨C≠≠等语言环境的编程接口，用户可以通过VC削加工利用学习控制功能时需要使用FANUC提供或者VB引用该函数库进行编程，制作专用的的专用轴卡和伺服软件，规格型号分别为CNC界面