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组合机床是以通用部件为基础,配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具,组成的专用机床,其兼有半自动或自动、低成本和高效率的优点,缺点是加工柔性不是很好。随着科学技术的不断发展,数控技术的推广应用,组合机床逐渐向数控化方向发展。组合机床由传统的单一性液压驱动、机械驱动模式转变为数控、液压、机械相结合的控制模式。采用了伺服驱动后,通过伺服装置,对刀具、工件的位置,速度进行控制,实现了理想的加工效果。组合机床在保留原有高效率的基础上,增加了柔性化加工的优点,使得组合机床在汽车发动机、内燃机等生产领域仍然占有很大的比例。
高效率、高柔性的需求使得伺服轴在组合机床及其自动线中的应用比例越来越大,特别是在多伺服单元的组合机床自动线中,多时可达五、六十个伺服轴。在多伺服轴的组合机床自动线中,从属于不同单机的伺服电机需同时运转,互不干涉,采用数控系统进行控制需给各单机分配不同的通道,通道数量的限制使得单个数控系统在多伺服轴的组合机床及其自动线中不能满足生产需求。同时,组合机床控制伺服轴的方式大多为点位控制,不需进行插补,导致数控系统的大部分功能利用率低,同时采用多套数控系统对同一条自动线进行控制,生产成本将大幅度提高,机床设计复杂程度加大,维修的难度也相应加大。针对大型或超大型的多伺服轴控制的组合机床及其自动线,采用数控系统对自动线进行控制并不是最佳的设计方案。因此,对于数控自动线的设计方案的选择是非常重要的。基于PROFIBUS的伺服参数读写技术与人机界面的结合,使操作人员可实时地监控加工位置、切削速度、扭矩等伺服参数,并可随时根据加工状况对其进行修改,实现了简易数控系统的基本功能。因此,基于PROFIBUS的伺服参数读写技术与人机界面相结合是最适合多伺服轴组合机床自动线的控制方法。
本文阐述了我厂为玉柴生产的DKXMO12组合机床自动线的设计原理,该机床应用了基于PROFIBUS的伺服参数读写技术,这种应用使机床操作人员可实时对机床加工位置、切削速度、扭矩等伺服参数进行监控及修改操作,不必再配备专业的人员和工具。这种应用也适用于机床加工位置、切削速度不断变动的机床,只需机床操作人员在人机界面中对加工位置和切削速度进行修改即可;同时,这种应用还适用于大型多伺服轴的组合机床及自动线,伺服轴的数量越多,节约成本的效果越明显。这种应用增加了机床可持续加工的柔性,提高了产品的合格率,实现了预期的目标。