通常的曲軸熱處理機床,感應器由擺桿懸掛系統支持,感應器騎在工件上隨工件旋轉自由運動,感應器與工件完全接觸,這種方式會影響熱處理加工質量.

為了提高感應熱處理加熱的質量,高端的熱處理機床要求感應器不能自由落在工件上,而必須與工件保持一微小距離,實現精確間隙控制.同時要求每一感應器的上下前后運動要和工件的曲拐旋轉聯動.

為達到這一要求,曲軸熱處理機床采用三菱M70A數控系統,配置8個伺服軸,其中X軸為感應器工作臺的水平移動軸,Y軸為夾持曲軸工件的旋轉運動軸,其余6個軸分別控制多個感應器的前后和上下運動.

該機床的關鍵部分的工作過程如下：工件旋轉定位——感應器落下騎在工件上——工件旋轉,感應器隨工件運動——加熱完成——工件在某一固定位置停止旋轉——感應器上升.

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第一種編程方案及運行效果

1、伺服軸配置

(1)X軸------感應器工作臺的水平移動軸；

(2)Y軸-------夾持曲軸工件的旋轉運動軸；

(3)A軸--------感應器的前后運動軸；

(4)U軸---------感應器的上下運動軸

2、第1套宏程序編程方案

曲軸上曲拐的旋轉運動與感應器的上下前后運動的聯動程序該如何編制呢?我們首先考慮的方案是：以旋轉軸的角度為變量,A軸隨之作正弦曲線運動.(A軸=感應器的前后運動軸；)

編制程序如下：

旋轉工作子程序 P9910

10 #1=0 #2=9999;

50 　WHILE<#1LE#2>DO1;－－－(以變量比較做一循環條件)

55 　#10= 200 -----(設定A軸最大運行距離)

60　 #100=#10＊SIN(#1)----(做一正弦運動函數,該變量為A軸運動數據)

65　 M96P9500-------------------(中斷功能生效)

70 　G90 G1 Y#1 A#100.F200.－(聯動)

75 　 M97---------------------------(中斷功能結束)

80 　#1=#1+1

85 　 END1

86 　 M99;

采用以上程序運行時,觀察到A軸可以隨旋轉軸做正弦曲線運動,但存在以下問題：

(１)旋轉軸的速度變得不均勻,在90°和180°,270°位置處速度變慢.

(２)　旋轉軸的運行速度用F指令調節效果不大,此時的F指令規定的是兩軸速度的矢量值.對旋轉軸的運行速度有明顯影響的是變量＂#1＂．變量＂#1＂代表的是旋轉軸的步進增量.

由于加熱工藝要求旋轉軸必須均勻旋轉　,所以以上程序O4567被放棄了.如何編制更實用的程序呢?

第二種編程方案及運行效果

經過仔細觀察機床的運動,旋轉軸的一次圓周運動可以被分解為四步,即從0°---90°---180°----270°----360. °位置 而相應與這些位置,A軸,U軸(U軸=感應器的上下運動軸)分別達到正向最大值,零位,負向最大值.

這樣可以采用增量方式編程,編制程序如下：

程序2345 (旋轉軸聯動部分)

100 M96P9500-------------------(中斷功能生效)

110 #1=0 #2=9999;

120 WHILE<#1LE#2>DO1;－－－(做一循環條件)

125 G91Y90.G90A200.U100.F200--------(旋轉軸運行至90°,A軸運行到正向最大值,U軸運行到1/2行程位置　)

130 G91Y90.G90A0.U200.F200-----------(旋轉軸運行至180°,A軸運行到零位,U軸運行到最大行程位置　)

135 G91Y90.G90A-200.U100.F200--------(旋轉軸運行至270°,A軸運行到負向最大值,U軸運行到1/2行程位置　)

140 G91Y90.G90A0.U0.F200---------------(旋轉軸運行至360°,A軸運行到零位,U軸運行到零位)

145 M97---------------------------(中斷功能結束)

150 　#1=#1+1

155 END1

160 M99;

由于當加熱結束后,必須用中斷信號結束旋轉．故用M96和M97設置一個可以進行中斷的區域,只有在此區域內中斷才可能發生.

采用程序O2345運行,旋轉軸運行安穩均勻,三軸能聯動運行,能有效的用F指令調節速度,而且中斷功能也有效,現已作為標準程序使用.