磨齒機(jī)數(shù)控開發(fā)管理論文
時(shí)間:2022-06-15 03:49:00
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一、概述
NUM數(shù)控系統(tǒng)以其功能的強(qiáng)大性,開放性、靈活性、高速和高精度而著稱,尤其是開放性的人機(jī)界面功能深受用戶的歡迎。利用系統(tǒng)提供的MMITOOL軟件,可以開發(fā)出適合機(jī)床特點(diǎn)的專用中文人機(jī)界面。在齒輪機(jī)床行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,其數(shù)控系統(tǒng)銷售量一直處于領(lǐng)先地位。
蝸桿砂輪磨齒機(jī)是一種高效、高精度的齒輪精加工機(jī)床,用于磨削標(biāo)準(zhǔn)或者修形的圓柱漸開線齒輪,適用于大批量小模數(shù)齒輪的加工。由于其數(shù)控系統(tǒng)采用的是法國NUM1060HG數(shù)控系統(tǒng),在操作習(xí)慣和用戶界面上和我國有很大的不同,增加了用戶在安裝、調(diào)試、編程、操作和維護(hù)等方面的難度。在工件的加工過程以及系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)過程中,用戶通過人機(jī)界面與系統(tǒng)存在著大量的交互過程,因此,基于NUM的磨齒機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的二次開發(fā)對于簡化用戶操作,提高生產(chǎn)率具有重要的意義。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能
數(shù)控磨齒機(jī)采用展成原理,砂輪為蝸桿狀,相當(dāng)于齒條的砂輪與被磨齒輪相嚙合,在連續(xù)展成運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)展成磨削。該磨齒機(jī)共有6個(gè)軸,分別為徑向X軸、切向Y軸、軸向Z軸、修整進(jìn)給U軸、砂輪旋轉(zhuǎn)B軸和工件旋轉(zhuǎn)C軸,可實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)。依據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)和加工的要求,利用NUM數(shù)控系統(tǒng)提供的軟件工具,采用VB語言,開發(fā)了蝸桿砂輪磨齒機(jī)的人機(jī)界面系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由參數(shù)設(shè)置模塊、齒向修形模塊、顯示模塊、機(jī)床調(diào)整模塊組成。總體結(jié)構(gòu)。
1、系統(tǒng)平臺和開發(fā)工具
該系統(tǒng)運(yùn)行于NUM數(shù)控系統(tǒng)上,經(jīng)編譯后通過PLCTOOL加載到數(shù)控。其開發(fā)工具有PLCTOOL,MMITOOL和MicrotecMcc68K編譯器或VisualC++編譯器。PLCTOOL可以方便地編寫PLC梯形圖或進(jìn)行高級語言C的編程,將用戶定義的參數(shù)傳遞到數(shù)控,它是后臺處理程序必不可少的工具。MMITOOL主要用于創(chuàng)建NUM數(shù)控的人機(jī)界面,它可以通過內(nèi)部圖形庫或自定義的圖形庫進(jìn)行鏈接,編制自己個(gè)性化的中文界面。MMITOOL和MicrotecMcc68K編譯器或者VisualC++編譯器用于編譯程序,使之生成代碼,從而下載到數(shù)控系統(tǒng)中去。
2、系統(tǒng)功能
依據(jù)總體結(jié)構(gòu)圖,系統(tǒng)各模塊的功能如下:
(1)參數(shù)設(shè)置該模塊分為齒輪參數(shù)和砂輪參數(shù)設(shè)置界面,用于設(shè)定待加工零件的尺寸參數(shù)和齒坯類型,如齒數(shù),模數(shù),齒寬和砂輪參數(shù)等。參數(shù)設(shè)置界面。
(2)齒向修形該模塊包括鼓形齒和錐形齒修形,可以補(bǔ)償齒輪的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形,改善載荷沿齒向分布的狀況,在砂輪修整時(shí)可根據(jù)需要設(shè)定其數(shù)據(jù)。
(3)顯示模塊該模塊包括工作方式和狀態(tài)顯示。工作方式模塊用于選擇不同的工作方式,如自動(dòng)、手動(dòng)和MDI方式,以執(zhí)行該方式下的相應(yīng)命令。狀態(tài)顯示模塊用于顯示正在加工零件的尺寸、加工程序名和當(dāng)前加工的程序行等信息,實(shí)時(shí)反映加工狀態(tài),方便用戶對加工過程進(jìn)行監(jiān)控。
(4)機(jī)床調(diào)整該模塊主要顯示機(jī)床的相關(guān)信息,如速度、數(shù)控系統(tǒng)報(bào)警信息等,可以為用戶維護(hù)機(jī)床提供幫助。
(5)MMIDBNUM數(shù)據(jù)庫MMIDBNUM中包含了預(yù)定義的需求和變量,有只讀和可寫變量之分。
用戶可以定義新的只讀和可寫變量,以創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)庫,對其進(jìn)行編輯修改、添加和刪除等數(shù)據(jù)庫操作,并可利用數(shù)據(jù)庫管理工具對其進(jìn)行維護(hù),方便地通過變量與數(shù)控系統(tǒng)建立聯(lián)系,使得數(shù)據(jù)的交換以及加工程序的修改更為直接和簡單。
三、數(shù)據(jù)通訊
輸入界面中的參數(shù),如齒輪和砂輪參數(shù)設(shè)置中的數(shù)據(jù),必須經(jīng)過后臺處理,與數(shù)控系統(tǒng)建立相關(guān)的聯(lián)系,方能對變量進(jìn)行訪問,對零件加工程序進(jìn)行修改。否則,數(shù)控系統(tǒng)無法識別所輸入的數(shù)值,也就無法完成用戶的加工請求。后臺處理必須在關(guān)系層中設(shè)定,并編寫PLC程序,將其傳遞給數(shù)控中的變量,通過這種交換就可以將用戶輸入到人機(jī)界面變量的數(shù)值直接傳至PLC程序的變量中,再用PLC程序?qū)⒃撟兞恐悼截惖搅慵庸こ绦蛳鄳?yīng)的E參數(shù)中。使得在屏幕上輸入的數(shù)值能自動(dòng)地修改加工程序的變量。
E參數(shù)中的數(shù)據(jù)必須在零件加工程序中使用才能使人機(jī)界面中輸入的數(shù)據(jù)有效。E參數(shù)可以在零件加工程序中直接使用,也可以將E參數(shù)傳給程序變量L參數(shù),然后就可以在零件程序中使用L參數(shù)了。而E參數(shù)必須與用戶在MMI界面里定義的變量建立聯(lián)系,即通過PLC將變量的數(shù)值傳遞給E參數(shù)的地址。
因此,通過數(shù)據(jù)交換系統(tǒng),可以很方便的進(jìn)行零件加工程序的修改,用戶無需為不同大小的零件去改動(dòng)加工程序,只需在相應(yīng)的界面中輸入齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、進(jìn)刀量和進(jìn)刀次數(shù)等相關(guān)參數(shù),就可以進(jìn)行齒輪的自動(dòng)磨削,大大提高了生產(chǎn)效率。
四、系統(tǒng)運(yùn)行與工作過程
數(shù)控磨齒機(jī)各顯示模塊和控制模塊設(shè)計(jì)后,還需經(jīng)測試、編譯和調(diào)試,才能在數(shù)控系統(tǒng)上運(yùn)行。利用NUM提供的調(diào)試工具,對其進(jìn)行測試,如果沒有錯(cuò)誤,可將編譯好的文件下載到系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試,否則,重新修改程序,再進(jìn)行編譯。現(xiàn)場調(diào)試,對于整個(gè)系統(tǒng)是至關(guān)重要的,不僅要檢查數(shù)據(jù)是否能正常顯示,還要對設(shè)置的參數(shù)能否修改加工程序進(jìn)行檢驗(yàn)。只有通過反復(fù)的現(xiàn)場調(diào)試,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)解決問題,才能保證在實(shí)際加工過程中實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。
利用NUM1060HG數(shù)控系統(tǒng)開放的環(huán)境,使用NUM工具開發(fā)軟件,制作了適合于蝸桿砂輪磨齒機(jī)磨削工藝的友好人機(jī)對話界面,使得機(jī)床用戶更加容易操作。可以完成對數(shù)控各種變量的訪問,對加工所需的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,選擇自動(dòng)、手動(dòng)等不同的工作方式,并能動(dòng)態(tài)顯示六個(gè)軸的位置,實(shí)時(shí)反映加工信息,監(jiān)控加工過程的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)工作流程圖。
五、結(jié)束語
以蝸桿砂輪磨齒機(jī)為對象,結(jié)合機(jī)床加工的使用要求,利用NUM數(shù)控系統(tǒng)提供的軟件工具M(jìn)MITOOL,開發(fā)了數(shù)控磨齒機(jī)人機(jī)界面系統(tǒng)。通過圖形界面、控制界面、后臺處理程序、用戶數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和開發(fā),實(shí)現(xiàn)了界面參數(shù)設(shè)置和數(shù)控加工程序之間的有效集成。利用該系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)顯示加工狀態(tài)信息,動(dòng)態(tài)監(jiān)控加工過程,修改加工程序以及對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)。經(jīng)聯(lián)機(jī)測試和實(shí)際加工運(yùn)行,此系統(tǒng)操作簡捷,運(yùn)行可靠,界面友好,具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
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