为机床工具企业提供深度市场分析                     

用户名:   密码:         免费注册  |   申请VIP  |  

English  |   German  |   Japanese  |   添加收藏  |  
沈阳机床
车床

车床 铣床 钻床 数控系统 加工中心 锻压机床 刨插拉床 螺纹加工机床 齿轮加工机床
磨床 镗床 刀具 功能部件 配件附件 检验测量 机床电器 特种加工 机器人

车床

电工电力 工程机械 航空航天 汽车 模具
仪器仪表 通用机械 轨道交通 船舶

搜索
热门关键字:

数控机床

 | 数控车床 | 数控系统 | 滚齿机 | 数控铣床 | 铣刀 | 主轴 | 立式加工中心 | 机器人
您现在的位置:车床网> 技术前沿> 基于西门子828D系统控制的曲轴连杆颈数控车床的应用分析
基于西门子828D系统控制的曲轴连杆颈数控车床的应用分析
2017-12-22  来源: 德州德隆(集团)机床有限责任公司  作者:郑翠翠,李乐


  
       摘  要:曲轴连杆颈数控车床主轴驱动选用双级同步带减速结构,主、副主轴是由前后主副通过一根主传动杠同步驱动,配合使用主轴同步带张紧结构,起到消除传动间隙的作用。同时数控系统采用西门子828D配全闭环(伺服轴配海德汉光栅尺),这种结构大大降低了主轴驱动同步带的传动误差,并且使得前、后主轴驱动系统误差可调整性增强。
  
      关键词:全闭环;双级同步带减速;曲轴连杆颈数控车床;海德汉光栅尺
  
      0   引言
   
     随着汽车行业的逐步发展,人们对汽车发动机的质量要求也逐渐提高。其中曲轴作为发动机的关键部件,它的精度决定着整个发动机的性能。曲轴连杆颈数控加工车床是一款需要有着高精度、高效率的数控加工中心。这时,普通的单级同步带主轴结构已经难以解决机床的加工精度[1]。同时,普通数控系统的开环、半闭环编码器就已经达不到加工要求[2]。所以改善主轴传动节够、提高数控系统的版本、增加双轴的全闭环功能成为整个机床性能提高的关键。在曲轴连杆颈数控车床中,将主轴驱动选用双级同步带减速结构、数控系统采用西门子828D系统、系统增带全闭环功能(配海德汉光栅尺)[3]应用其中,大大提高了整个曲轴加工的效率与精度。
  
      1  、普通的曲轴加工数控车床
  
      1.1  传统的主轴传动结构
  
      普通的曲轴加工机床主轴为单级传动结构(如图1所示)。

  
      
                            图1   曲轴加工主轴传动结构

  
     2  、数控系统及光栅尺功能介绍
  
     2.1  西门子828D数控系统功能介绍
  
     德国西门子数控系统[4],型号828D可以实现4轴联动,基于PROFINET的输入输出接口可以高速传输数据。配西门子伺服主电机,具有高精度、高性能转速、扭矩及分辨率。同时数控系统配备在线测量功能,可以在伺服轴上加入光栅尺(全闭环测量系统),使系统反馈数据更加精确。

     2.2  直线光栅尺
   
     光栅尺选择德国生产的海德汉直线光栅尺 。
 
     L B 3 8 2 C 距离编码光栅尺,信号周期为 4 0 µ m , 1 V p p增量信号,准确度等级为±0.1um。此型号光栅尺与西门子828D系统配合使用,伺服轴准确定位可达到0.0078度(实测数值)[ 5 ]。机床使用的数控系统为SIEMENS  828D  SL,其中系统参数设置需要注意一下参数30200是编码器的数量;31000=1表示的是光栅尺;30240[0]=1;30240[1]=0。关于其他与光栅尺有关的参数需要根据实际车削精度做改动。
  
     2.3  曲轴连杆颈数控车床
  
     2.3.1  机床结构优化
  
    本文以曲轴加工数控机床为研究对象,将主轴传动结构进行优化,主轴传动优化后的结构图如图2所示。

     
                                    图2   结构主视图
  
     在图中,主副主轴箱位于机床的前方,偏心工装安装在各自的主轴上,工装之间装夹曲轴。主电机通过同步带减速驱动I轴,然后通过I轴及其传动杠将动力一起传递到主副主轴上,有效保证了两主轴的同步。专用曲轴连杆颈加工刀具安装在其专用的液压刀具系统上,通过伺服电机驱动滚珠丝杠在滚柱式重载直线导轨上移动[6],对外圆、端面、圆弧等处进行车削。

     
                                   图3   结构后视图
  
     图3中,8为前主轴箱,16为主轴同步带轮,18为主轴带轮涨套,19为主轴。
  
     2.3.2  试车加工精度分析
    
     对工件进行曲轴加工,测量随机选择优化前与优化后工件经三坐标测量仪进行检测,需要加工零件图如图4所示。
  
      
                                     图4   零件图
  
     选用特殊刀具对以上工件内弧进行加工[8],要求工件加工精度小于等于0.01°随机挑选5件零件分别在普通机床与增加机床优化后的机床上进行车削,前后工件精度误差结果如表1 所示。
  
                                     表1   工件加工精度表
      
  
      3  、结果
  
     从以上数据得出结果,工件加工左右垂直度符合尺寸公差标准,左右平面度在误差范围内。同时有保证了工件的圆柱度,尺寸一致性良好。
  
      4  、结论
  
     曲轴连杆颈数控车床选用双级同步带减速结构,数控系统采用西门子828D配全闭环(伺服轴配海德汉光栅尺),这种结构在大大降低了主轴驱动同步带的传动误差的同时,又增强了前、后主轴驱动系统误差可调整性[7]。


    投稿箱:
        如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表,或进行资讯合作,欢迎联系本网编辑部, 邮箱:skjcsc@vip.sina.com