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三招搞定插齿机主轴精确定位,非常实用的资料,肯定用的着

金属加工 2021-09-13 08:32:21

  针对插齿机主轴精确定位要求,先后尝试了接近开关定位、编码器零脉冲定位和NC回零定位三种定位方式,对这三种方式的试验方法、试验结果以及调试注意事项进行了说明,最终确定通过系统NC回零方式的定位稳定性和准确性最好。

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1. 问题的提出


  插齿机在启动、停止或进行调整时对主轴位置有比较严格的要求,如退刀时要求主轴上停,在进行大行程自动调整时也要求主轴有固定的停止位置。下面对宜昌长机科技有限责任公司新产品YKW5165多功能插齿机(见图1)的主轴精确定位方法进行探讨。

图1 YKW5165多功能插齿机


  该新产品主轴采用了西门子交流伺服电动机作为动力单元,由于该电动机内置了增量式编码器,故在每次断电重启后,无论之前显示的位置是多少,均会将其重新设置为零,故不能保持通电前后位置的统一,也就无法满足对主轴的精确定位要求。为了解决此问题,在调试过程中,先后试验了以下几种定位方法。【金属加工微信,内容不错,值得关注】


2. 接近开关定位


  通常情况下,采用主轴JOG运行信号,使主轴运行,当主轴与上停开关接触时,开关发讯,从而断开主轴JOG运行信号,主轴停止,实现定位。但这样定位的精度比较低,而且重复性不好,经测试定位误差在3°左右。另外,接近开关定位方式受主轴速度的影响很大,主轴冲程速度越高,定位误差越大,故这种定位方式不能满足设计要求。


3. 电动机编码器的零脉冲定位


  因主轴电动机自带增量式编码器,故可以将主轴电动机当成增量式伺服电动机,当检测到外部开关信号后,电动机再找零脉冲,实现定位。但是,该轴设计时的减速比为25∶9,不是整数,通过试验证明该定位方式也有较大的定位误差,故该方法也不能满足设计要求。


4. NC系统回零定位


  当系统通电后,第一次实现主轴定位控制时,首先利用外部开关发出的信号,给NC系统回零,保持每次零位一致,然后再进行定位控制。经过试验表明,该控制方式精度高、效果好,完全满足控制要求。在定位调试过程中,需要注意以下几个方面:


  (1)元件选择:要求选择高精度的感应式接近开关作为检测元件,如施耐德XL118-BLPAL5C。【金属加工微信,内容不错,值得关注】


  主轴定位的精度主要取决于接近开关的精度,当金属与接近开关接近时,接近开关产生上升沿信号(电平+24 V DC)。


  ( 2 ) 与西门子840D sl 数控系统连接。将接近开关输出接到NCU7×0.2的X122的12脚,并保持接近开关的地与X122的9脚共地(见图2)。

图2 外部接近开关接线图


  ( 3 ) 系统参数设置: 设定相关功能参数和轴参数。


  MD34040=10,主轴以8 r/m in的速度定位;MD34060=720,搜索接近开关的最大距离是720° ;MD35300=10,主轴以8 r/min速度位置控制;MD35350=3,主轴正向定位。


  (4)控制程序处理:自动方式下定位,编写加工程序实现定位要求,如SPOS=0,即主轴以10 r/min的速度定位到0°位置;手动方式下定位,通过PLC调用FC18,实现定位。PLC控制程序如下。

  CALL “SpinCtrl”

  Start:=M201.0

  Stop:=M201.1

  Funct:=B#16#1

  Mode:=B#16#3

  AxisNo:=6

  Pos:=MD220

  Frate:=1.000000e+001

  InPos:=M201.2

  Error:=M201.3

  State:=MB244


  主轴在进行回零、定位时,属于位置控制模式,主轴的减速比以MD31050[0]、MD31060[0]有效,需要正确设定相关参数。


  通过系统N C回零的控制措施,主轴的定位得到了很好的控制。


5. 结语


  NC系统回零定位这种程序控制方式不仅解决了插齿机主轴上停的要求,也解决了该新产品冲程长度自动定位调整问题,而且其定位稳定性和准确性都较好。


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