一种非走心式单轴车床数控自动送料机的结构设计

一种非走心式单轴车床数控自动送料机的结构设计

姜󰀁鑫,孔令军,张俊勇

(1.陕西国防工业职业技术学院机电工程学院,陕西西安710300;2.安徽奇瑞汽车股份有限公司

汽车工程研究院,安徽芜湖241009)

1

2

1

ANon-HeartTypeSingleAxisCNCAutomaticFeedingStructureDesigning

JIANGXin1,KONGLing-jun2,ZHANGJun-yong1

(1.ElectromechanicalEngineeringCollege,ShaanxiInstituteofTechnology,Xi󰀁an710300,China;2.AutomotiveEngineering

ResearchInstitute,CheryAutomobileCo.,Ltd.,Wuhu241009,China)

󰀁󰀁摘要:所设计的数控自动送料机专用于非走心式单轴车床,实现自动送料加工,适用棒料规格在󰀁5~󰀁40mm.整机采用CNC控制,输送系统为伺服电机控制,无级调速,具有精度高,速度快的优点.同时具有自动检测料长1.3~1.5mm棒料,可混合放置加工、无料报警及无料20s内停机工作等功能.

关键词:数控自动送料机;单轴车床;自动加工中图分类号:TH122

文献标识码:B

文章编号:1001-2257(2011)05-0076-02Abstract:ThispaperdesignedbyCNCauto-maticfeedingdedicatedtothewalkhearttypeun-iaxiallathe,realizingautomaticfeedprocessing,ap-plicablebarstockwiththespecification󰀁5~󰀁40mm.ThemachineadoptsCNCcontrol,conveyingsystemforservomotorcontrol,steplessspeedreg-ulation,withhighprecisionandfastspeed,advan-tages.Atthesametimehasauto-examinationma-teriallongbarfeeders,canmix1.3~1.5mmplacedprocessing,anticipatealarm,anticipate20secondsstopwork,andotherfunctions.

Keywords:CNCautomaticfeeding;uniaxiallathe;automaticprocessing

展的主要方向.数控自动送料机正是顺应了自动化机械发展的要求,是一种能够全自动地给予加工设备输送原料的机械装备,把工人从繁重而单调的劳动中解脱出来,把更多的经历投入到机械加工和新产品、新技术的研发中来,具有重要的意义.

1󰀁数控自动送料机系统结构

如图1、图2所示为自动送料机的主视图和侧视图.

0󰀁引言

自动化技术的发展水平现已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标.如何减少工人工作时间和劳动强度,提高劳动生产率已经成为自动化机械发

收稿日期:2011-01-07

1.1󰀁中心架(送料装置)

通过伺服电机完成自动送料机X轴方向和Z轴方向的自动送料的运动,作为本机的主要功能部

󰀁机械与电子󰀁2011(5)

󰀁76󰀁一种非走心式单轴车床数控自动送料机的结构设计

经验交流

件,可存放规格在󰀁5~󰀁40mm的不同棒料,完成棒料送出的功能.1.2󰀁支承结构

在X轴、Y轴的两端分别用双列深沟球轴承来对X轴和Y轴进行支承,该轴承在轴向载荷很大的高转速甚至极高转速的工况下,相比其它轴承具有良好的性能,而且非常耐用,无需经常维护.1.3󰀁导向结构

整个设备均采用滚珠循环式导轨作为导向结构,可更好地减小整个运动过程中所产生的磨损,其定位误差仅为0.1~0.2󰀁m,可有效地提高自动送料机在送料过程中的定位精度,并且具有较大的行程,在润滑良好的情况下不会出现爬行现象.1.4󰀁底座

安装于设备的底部,通过外侧12个螺栓将整体固定在地面上并调平,内侧的4个螺柱用于和主轴调同心.

1.5󰀁电器柜

利用4个螺钉将电器柜安装固定在自动送料机的底座上,内部主要安装电气系统、部分用于传动的气动元件和CNC装置,对于其内部电气系统结构进行PLC改造,可进一步提高设备的自动化水平.

将两端安装双列深沟球轴承简化为承受分布载荷两端固定的超静定梁,如图4所示.

图4󰀁等效的超静定梁力学模型

2.2󰀁建立曲线方程

根据材料力学中的挠曲线的近似微分方程:

EIy󰀁=M(x)

可得到图3的弯曲曲线方程:y(x)=

qg(l3x-2lx3+x4)24EI

4

(1)(2)

通过计算可知,在位置x=0.5l处,弯曲变形量5qgl最大,为ymax=384EI.

图4的弯曲曲线方程为:qgl4x22x3x4

y(x)=-3+4

24EIl2ll

(3)

通过计算可知,在位置x=0.5l处,弯曲变形量

qgl4

最大,为ymax=.

384EI

由此可知,两端安装双列深沟球轴承的变形量要小于两端安装止推轴承的变形量.

2󰀁数控自动送料机支承结构的设计

设计过程中关于数控自动送料机支承结构的设计考虑到2种方式:一种是在传动轴XY的两端安装双列深沟球轴承,另一种是在传动轴XY的两端安装止推轴承,并施加适当的预紧[1].由于传动轴的自重会产生弯曲变形,尽管变形量较小,但是在形状位置精度要求很高时,这些变形量不可避免地会影响其输送的精度,而变形量或直接或间接地与支承方式有关.因此对不同支承方式进行力学建模[2],并根据力学模型求取变形量的数学表示,取得最优化的结果.

2.1󰀁建立力学模型

将两端安装止推轴承的结构简化为承受分布载荷一端为固定铰链,一端为活动铰链的静定梁,如图3所示.

[3]

3󰀁数控自动送料机的控制过程要求

自动送料机的俯视图如图5所示,右上角的4个按钮分别是启动、点动、急停和停止,可根据加工过程的实际需要来确定手动还是自动控制.由于手动状态主要是用于调整设备的功能状态,在这里简单介绍一下自动控制过程要求.

图5󰀁数控自动送料机俯视图

要保证该自动送料机准确无误地完成自动控制的过程,必须满足以下几点要求:

a.能与车床的运行状态相匹配,即能够与车床

图3󰀁等效的静定梁力学模型

󰀁机械与电子󰀁2011(5)

完成信息交换的过程.

󰀁77󰀁经验交流

基于FANUC的数控镂铣床控制系统的设计

纪󰀁涛,王󰀁磊

(皮姆西科技实业南京有限公司,江苏南京211100)

DesignofControlSystemofCNCRouterBasedonFANUC

JITao,WANGLei

(PMCScience-TechnologyIndustries(Nanjing)Co.,Ltd.,Nanjing211100,China)

󰀁󰀁摘要:由于机械加工的切割精度要求高,切割工艺过程复杂,所以该过程对控制系统的可靠性、精确性有较高要求.为此,设计了一种新的基于FANUC的数控镂铣床控制系统,分析了系统功能要求,阐述了硬、软件系统的设计方案.现场调试表明,该系统在功能、性能和控制精度上已接近国外同类产品的先进水平.

关键词:FANUC;数控镂铣床;控制系统中图分类号:TQ171.683

文献标识码:A

文章编号:1001-2257(2011)05-0078-03Abstract:Highreliabilityandprecisionofthe

收稿日期:2010-12-27

controlsystemisrequiredintheprocessbecauseofthehighcuttingprecisionandcomplexcuttingprocessofthematerial.Therefore,acontrolsystembasedonFANUCisdesigned,analyzedthesystemfunction,introducedthedesignofhardwareandsoftware.Itisindicatedthatthesystemhasap-proachedtheadvancedlevelofforeignsimilarproductinthefunction,performanceandcontrolprecisionbyfielddebugging.

Keywords:FANUC;router;controlsystem

0󰀁引言

在机械加工行业中,数控镂铣床有着十分重要

󰀁󰀁b.能够编程设置或自动调整送料速度,自动识别棒料的尺寸,这就要求在控制过程中选择与之相

匹配的接近开关若干个.

c.能够自动识别无料或缺料的状态,能够无料报警和故障报警,可根据工厂的实际要求增加运行状态指示灯,通过运行状态指示灯可迅速反馈设备的运行状态和故障状态.

d.有停机记忆位置的功能,在突然断电或系统故障时,能够继续停留在停止工作前的位置,待重新通电或系统维护结束后能够按原有步骤继续进行下一步工作.

e.送料过程中,气缸的夹紧、松开必须要与伺服电机的送料节奏同步.

f.整个运行过程要保证电路畅通、工作气压应在0.6~1.5MPa.

g.为保证设备自动运行状态的准确、安全,可在自动运行之前先模拟手动运行,通过手动模拟运转,各功能部件运转正常以后可调整至自动挡下运行.

󰀁78󰀁4󰀁结束语

经过分析、设计和计算,该非走心式单轴车床数控自动送料机结构可靠、稳定性高、送料精度准确,能够满足生产工艺要求,便于实现生产自动化,可以取得较好的社会效益和经济效益,值得推广应用.参考文献:

[1]󰀁张建民,等.机电一体化系统设计[M].北京:北京理工

大学出版社,1996.

[2]󰀁孙红旗,朱聪玲.材料力学[M].哈尔滨:黑龙江科学技

术出版社,2002.

[3]󰀁同济大学应用数学系.高等数学.4版[M].上海:同济

大学出版社,2000.

作者简介:姜󰀁鑫󰀁(1984-),男,黑龙江鸡西人,助教,主要

从事机电一体化方面的教学与研究工作.

󰀁机械与电子󰀁2011(5)