丹佛斯虛擬主軸功能在曲軸數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中承受沖擊載荷，傳遞動(dòng)力的重要零件。由于曲軸工作條件惡劣因此對(duì)曲軸材質(zhì)以及加工技術(shù)、精度、表面粗糙度和動(dòng)平衡要求十分嚴(yán)格。

目前國(guó)內(nèi)曲軸精加工多采用進(jìn)口的隨動(dòng)數(shù)控機(jī)床，精度雖然很高，但價(jià)格十分昂貴，一般客戶難以接受。濟(jì)南機(jī)床四廠開發(fā)出一款曲軸數(shù)控磨床，采用丹佛斯虛擬主軸技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)夾件手的位置同步，從而保證曲軸加工的精度。

曲軸精加工工藝簡(jiǎn)介：

曲軸精加工主要是對(duì)成型曲軸進(jìn)行打磨處理，使表面粗糙度和曲頸的同軸度達(dá)到一定的技術(shù)要求。表面的粗糙度較易實(shí)現(xiàn)，中型曲軸的同軸度一般為0.03-0.08mm，要實(shí)現(xiàn)此精度比較困難。在此數(shù)控系統(tǒng)中，采用雙電機(jī)同時(shí)夾件，一電機(jī)負(fù)責(zé)打磨。原理如圖所示：

圖一：機(jī)械原理圖

從圖中我們可以看出，兩電機(jī)夾著一工件旋轉(zhuǎn)，數(shù)控系統(tǒng)控制磨盤左右縮進(jìn)來(lái)對(duì)曲頸進(jìn)行打磨。為了保持同軸度，曲頸必須同軸旋轉(zhuǎn)，那就要求曲軸主軸的運(yùn)動(dòng)軌跡是一標(biāo)準(zhǔn)圓圈。此系統(tǒng)的控制難點(diǎn)在于兩減速機(jī)軸必須完全位置同步，否則無(wú)法保持曲頸的同軸度。

虛擬主軸方案：

根據(jù)工藝要求和設(shè)備的具體情況，我們提出了采用丹佛斯同步卡的虛擬主軸控制方案。

                      圖二：電氣方案設(shè)計(jì)圖

該方案使用配帶同步卡的丹佛斯變頻器兩臺(tái)，第一臺(tái)變頻器采用虛擬主軸功能，第二臺(tái)變頻器使用位置同步功能，同時(shí)兩臺(tái)變頻器各自進(jìn)行速度閉環(huán)。

如圖所示：每臺(tái)電機(jī)后都裝有24V增量編碼器，其信號(hào)送到各自的變頻器端子32,33內(nèi)來(lái)作為速度閉環(huán)的反饋信號(hào)。減速機(jī)后裝有5V

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