磨床辅助系统

2024-07-18

磨床辅助系统（通用4篇）

磨床辅助系统篇1

弹簧端面磨床是对弹簧进行端面磨削, 使弹簧高度与弹簧端面粗糙度满足工艺要求, 是弹簧生产流程中的关键设备, 其精度直接决定了弹簧的质量。

MJK90-2型数控弹簧端面磨床控制系统, 采用台达EH系列PLC, 控制4台M系列变频器, 监控使用台达DOP-A系列10.4英寸TFT彩屏。磨头位置的检出, 通过旋转编码器返回的高速脉冲由PLC高速计数器计算获得。另外的两个编码器, 分别用于上下补偿电机位置检出。编码器的输入都为AB相, PLC可同时对4路AB相脉冲进行计数, 单相计数频率可达200k Hz。施加在弹簧上的压力, 通过电流变送器将现场信号转换成0~20 m A的电信号, 再接入PLC的O4AD-H模块。控制系统的PLC控制磨头自动 (亦可手动) 。参数的调整通过触摸屏操作, 方便直观, 并可实时监测机器生产状态和故障自动报警。双料盘循环转换、连续磨削, 也可通过左右料盘单独送料磨削, 适用性强。双料盘转换, 用装卸料气缸实现, 压力、速度可调。砂轮装卸有支架辅助, 修整砂轮不用开启工作台, 省时省力。

控制分手动和自动控制方式, 手动控制方式可同时对任何一台电机单独调整。自动控制方式时, 设备按照设定的工艺磨削弹簧, 有严格的联运关系, 并可随时暂停, 对设备进行微调, 之后可继续磨削。

磨床辅助系统篇2

1、会踩刹车学名：预测性紧急制动系统

普及程度：中高档车为主，部分A级车开始普及

驾驶员能否避免追尾事故，取决于刹那间。预测性紧急制动系统(PEB)基于环境传感器与ESC系统的网络化，在即将发生追尾事故的情

况下帮助驾驶员防止事故的发生或者至少降低事故的严重程度，数据显示，它能降低72%的追尾事故数量。该系统包含预测性碰撞预警、紧急制动辅助和自动紧急制动三个部分。

2、会变道学名：车道偏离轨道警示、循迹辅助系统

普及程度：最新推出的中高档车均有

控制车辆自动变换车道的功能则是迈向无人驾驶的第二步，车道偏离警告系统或循迹辅助系统能降低26%的交通事故。以博世的车道偏离轨道警示系统为例，包括驾驶员提醒、驾驶员操作失误判断、紧急刹车等，利用视频传感器识别道路标线并探测无意的车道偏离，并通过视觉、声觉或触觉信号提醒驾驶员。这些技术是无人驾驶技术的前期阶

段。下一阶段，借助ABS、ESP执行器，当识别到偏离之后，汽车自动调整到正确的车道上。

3、会控制速度学名：自适应巡航控制(ACC)普及程度：大部分中高端车型，部分A级车开始普及

ACC是无人驾驶的基础技术，能主动帮助驾驶员与前方车辆保持安全距离，驾驶员无需操作油门踏板就能够跟随前车，车距与车速自动调节。在行驶过程中，ACC在车道探测摄像头和电子机械式转向系统的支持下，与电子稳定程序ESP相结合，构成无人驾驶的基础。ACC分为基本型和停走型。基本型ACC保持由驾驶员预先设定的车速，通过自行收油门、制动或加速而与变化的交通状况相适应。停走型ACC主动帮助驾驶员与前方车辆保持安全距离，能将车辆自行制动到停止，并在驾驶员确认后自动重新启动车辆。

4、泊车学名：自动泊车系统

普及程度：各级别车型都有，大多配置在高配车型上

磨床辅助系统篇3

数控磨床加工过程中的振动现象会影响加工精度, 当轧辊表面粗糙度的值在0.1~0.2 时, 轧辊表面的振动纹明显, 产生振动纹的原因很有可能是机床电机振动的相互影响及床身的传递。而传统的测振仪器价格昂贵、测量精度不高, 故需要设计一套合理的振动测试分析系统, 从而为分析磨床加工质量缺陷原因以及改善机床性能提供数据理论依据。

虚拟仪器由硬件和软件组成, 利用图形化编程语言可以快速地设计测试软件系统, 提高项目开发效率。基于此, 利用数采硬件及Lab VIEW软件设计振动测试采集分析系统, 该系统主要功能包括在线采集监测和数据分析、数据存储等。

1 采集分析系统的硬件设计

该系统硬件部分由传感器、信号调理设备、数据采集卡、计算机构成, 如图1 所示。传感器信号输出口与USB采集卡D01 数据接收口相连, DC1 端口为传感器提供5V的电压, 并联250Ω 采样电阻提高采样精度。采集卡与电脑连接采用USB高速通信方式, 通过高速数据线可以将采集到的数据传输到电脑。装有Lab VIEW上位机软件的电脑可以实时显示、分析、处理采集到的数据, 满足系统的便携性。

2 传感器测量原理

感光传感器是一种对感光面入射光点位置敏感的光电器件, 当入射光点落在器件感光面的不同位置时, 传感器将输出不同的电信号, 通过对此输出电信号的处理, 即可确定入射光点在传感器上的位置。传感器参数:有效光敏面1mm×8mm, 分辨率0.2μm, 光谱响应范围380~1100nm, 响应时间0.6μs。该传感器与传统的电涡流传感器相比, 分辨率高, 响应时间短, 能够满足测试精度需要。传感器的位置输出只与入射光点的位置有关。激光产生的光源经过调整后照到被测电机轴上, 经反射后被传感器接收, 信号通过处理电路后, 产生反映电机轴振动量大小的电压信号, 经滤波、放大后由上位机显示、分析及处理。

3 软件设计

利用NI公司的图形化编程语言Lab VIEW2013开发振动测试分析软件, 设计了友好的系统登录界面和采集分析界面, 加入了信号分析的很多实用功能。系统登陆界面如图2 所示。

数据实时采集系统的功能: 对振动信号进行单路或多路采集, 并对数据进行实时、动态分析;对已采集到的数据进行历史数据回放、小波分析和时频联合分析等。数据实时采集分析系统功能模块如图3 所示。

数据实时采集系统通过串口与电脑连接, 工作时VISA端口默认COM7。监测界面可以实时显示频率与幅值的数值大小, 可以选择滤波器的参数以及加窗的类型。联合时频分析模块能够更加直观地显示振动的强弱。小波分析模块通过调用Matlab Scrpt节点函数完成对振动信号的多层小波分解, 克服了傅里叶分析的缺点。数据存储模块可以实现自动地在电脑桌面上建立一个名称为振动数据的文件夹并将采集到的数据以.txt的形式存储在文件夹中, 可以选择保存数据的时间间隔。历史数据的存储功能可以实现将数据存储为.lvm文件, 通过历史数据回放, 可以将保存的数据读出来以便离线分析。数据实时采集系统主界面如图4 所示。信号处理部分程序如图5 所示。

4 现场磨床振动数据分析

将传感器布置在MK8440A型数控磨床的砂轮电机上进行现场测试。工况:精磨, 砂轮直径750mm, 砂轮线速度12.3m/s, 轧辊直径530mm, 轧辊转速14r/min。

轧辊表面存在振动纹现象, 如图6 所示。数据的傅里叶分析、时频联合分析以及统计结果分别如图7、图8、图9 所示, 可见存在两种频率信号。由此可初步判定振动是由于砂轮传动装置皮带松动和磨床的主轴部件引起。工程人员通过改善磨床的结构, 更换三脚皮带, 并对主轴采取橡胶隔振措施, 使振动问题得到改善。

5 结语

该系统可完成振动信号的实时采集、监测, 并能对采集后的数据进行相应的时域、频域、联合时频、数学统计等分析, 运行稳定, 功能强大, 克服了传统仪器的诸多不足。该软件只需稍加修改, 就可以完成其他物理量的检测。

参考文献

[1]雷振山, 魏丽, 赵晨光, 等.Lab VIEW高级编程与虚拟仪器应用[M].北京:中国铁道出版社, 2009:102-105

[2]卢文祥, 杜润生.机械工程测试·信息·信号分析[M].武汉:华中科技大学出版社, 2013:275-281

[3]杨永才, 何国兴, 马军山.光电信息技术[M].上海:东华大学出版社, 2012

磨床辅助系统篇4

武钢冷轧厂HC轧机25T轧辊数控磨床系贵阳险峰机床厂和德国WALDRICH SIEGEN公司联合生产的产品,用于磨削HC轧机的工作辊、中间辊和支承辊,以满足武钢冷轧生产精密带钢对轧辊辊形及表面质量的要求。

这台数控磨床自1991年投产使用至今已近20年,电气控制系统已经严重老化,原计算机系统也不能显示存储加工数据和进行数控加工,电气传动只能采用手动完成,并出现了控制精度无法保证、故障频繁和无替代CNC备件等情况。为解决以上问题,需对这台轧辊数控磨床进行改造性修复,使改造后的数控磨床能够在全自动磨削状态下完成圆柱形、圆锥形轧辊的磨削。

1改造后轧辊数控磨床硬件系统

1.1 磨床硬件系统特点

本自控系统的硬件特点在于:数控主机硬件采用西门子全数字型SINUMERIK840D(6轴NCU572.2),内置S7-300可编程控制器;数控系统和PLC的CPU以及由制造厂商开发的人机界面HMI都集成在PCU50工控机里;各种控制的输入、输出模块均装在PLC模块支架上,包括通讯模块、高速计数模块、数模转换模块D/A、模数转换模块A/D、数字量输入输出模块I/O。其中,PCU50工控机与控制面板和可编程控制器采用PROFIBUS总线进行高速串行通讯,直流装置的给定信号由PLC模块D/A控制,各伺服电机的反馈信号和光栅尺及光电编码器信号通过反馈电缆插头插到伺服驱动模板上的反馈信号插座上,轧辊测量探头的检测电缆线接到PLC的高速计数端,使工控机与可编程控制器进行数据和控制信号的实时交换,控制各轴电机正常运行。控制系统的结构框图见图1。

1.2 磨床数控系统

数控系统的主机PCU50是一台采用WINDOWS-XP操作系统的计算机,840D与SIMODRIVE 611D数字驱动系统和SIMATIC S7可编程控制器一起,构成了一个全数字控制系统。SINUMERIK 840D系统的硬件构成如下:

(1)数控单元NCU(numerical control unit),它是CNC控制部件的核心NCK的硬件装置。

(2)驱动装置SIMODRIVE 611D,它和数控单元NCU并排放在一起,并用设备总线互相连接。

(3)人机交互装置MMC,它是数控磨床与操作人员进行信息交流的通道。

(4) 可编程控制器PLC,模块SINUMERIK 840D系统集成了S7-300-2DP的PLC,并通过通讯模块IM361扩展外部的I/O模块。SINUMERIK 840D系统的硬件构成见图2。

1.3 磨床拖动系统

整个磨床的拖动系统包括大拖板Z轴伺服电机、小拖板X轴伺服电机、曲线进给U轴伺服电机、测量架移动电机X1轴伺服电机、砂轮主轴C轴直流拖动电机、工件主轴C1轴直流拖动电机。各控制轴的定义见图3。

磨床砂轮电机、头架电机直流调速控制系统采用西门子6RA70系列270A四象限调速装置进行控制,能够识别电机参数,实现带自适应调节的最优控制,系统功能齐全,稳定性好,能够适应用户长期通电的运行模式。对砂轮电机而言,利用砂轮直径传感器实现对砂轮转速的恒线速度控制,利用电流传感器实现砂轮的自动进给并防止砂轮超量进给。砂轮控制装置能够根据砂轮直径的变化自动调整电机转速,保证轧辊处于恒线速度磨削状态,以提高轧辊的加工质量。

伺服系统驱动采用西门子1FT6系列的交流伺服电机配合西门子SIMODRIVE611D交流伺服驱动控制单元。为保证位置控制的精度,每个轴均配有位置反馈的光栅尺(德国HEIDENHAIN公司生产)进行全闭环位置控制。SIMODRIVE 611D是新一代数字控制总线驱动的交流驱动,它分为双轴和单轴两种,相应地可配以1FT6、1FK6系列进给伺服电机构成进给驱动系统,配以1PH7系列主轴伺服电机构成主轴驱动系统。

1.4 辊径测量系统

除了上述6根轴外,为配合测量系统的测量臂设计了2个辅助功能轴(测量臂A、B)。测量装置能够测量轧辊的直径、辊形、圆度、同轴度。改造后的测量架有A、B两个测量头,其中两个测量头光栅尺MT12W均安装在封闭的测量臂内,它们通过杠杆机构间接地接触测量工件,这样能够较好地保护测量尺不被损害。自动测量机构的X1轴由固定在砂轮架上的测量架底座、可沿底座上部导轨横向移动的滑架和固定在滑架前端由油缸抬起或放下的测量臂(A测头)组成,由伺服电机驱动一齿轮对和滚珠丝杆来实现测量滑架的快速和慢速移动,滑架位置由直线光栅尺检测。

1.5 磨床的其它控制

磨床的其它逻辑控制全部由西门子公司生产的S7-300型PLC完成。乳化液分离系统采用PLC程序方式;原有的辊面自动探伤仪按出厂要求修复,并将控制端口与系统相连,使之能根据探伤的工艺要求带动探头运行,将探测结果自动显示在屏幕上,并存档备查及打印输出。按全自动数控轧辊磨床的要求配置机床操作面板,增加带磁性吸座的活动操作盒(德国何其能EUCHNER公司产品),包括电子手轮和操作按键。系统还新增加多种保护和监控功能,如防撞保护、坐标轴工作区域限定、测量头过量压缩保护、软件限位等等,以最大限度保护人员和设备的安全。

2轧辊数控磨床的软件系统

由于本系统采用西门子公司的SINUMERIK 840D高性能数控系统,极大地简化了编程工作。SINUMERIK 840D的软件设计就是处理NCU和MMC之间、NCU和PLC之间、PLC与MMC之间的接口信号以及NC的参数配置(包括各种补偿)和PLC报警文本。

2.1 MMC软件系统

MMC102以上系统均带有10GB的硬盘,内装有基本输入/输出系统(BIOS)、DR-DOS内核操作系统、Windows95操作系统以及串口、并口、鼠标和键盘接口等驱动程序,支持MMC与CPU、PLC与CPU、NC与CPU之间的相互通讯及任务协调。

2.2 NC软件系统

NC软件系统包括如下内容:①NCK数控核初始引导软件,该软件固化在EPROM中;②NCK数控核数字控制软件系统,它包括机床数据和标准的循环子系统,是西门子公司为提高系统的使用效能而设置的;③SINUMERIK 611D驱动数据;④PCMCIA卡软件系统。

2.3 PLC软件系统

PLC软件系统包括PLC系统支持软件和PLC程序。PLC系统支持软件支持SINUMERIK 840D数控系统内装的CPU315-2DP型可编程逻辑控制器的正常工作,该程序固化在NCU内;PLC程序包含基本PLC程序和用户PLC程序2部分。

2.4 通讯及驱动接口软件

通讯及驱动接口软件主要用于协调PLC与CPU、NC与CPU和MMC与CPU之间的通讯。

2.5 软件编写的主要程序流程

当CPU 与NCK启动时,要建立PLC和NCK之间的数据交换接口就必须在PLC启动时(即OB 100执行时)完成PLC和NCK接口配置文件,接口参数配置由FB1来完成,而FB1必须在OB100中进行调用,FB1的参数设置存放在DB7数据块中。