A. 시스템 구성 요소
이 시스템은 VVVF (가변 전압 가변 주파수) 주파수 변환기, AC 모터 (Y280S 18, Pe =37KW, I. =78-2A, n. =740r/min), 속도계는 폐쇄 루프 속도 조절 시스템을 구성합니다. 폐쇄 루프 속도 조절 시스템을 채택하는 것은 부하의 변동과 전기망의 변동에 대해 비교적 강한 간섭 방지 능력을 가지고 대패의 안정적인 운행을 보장하기 위해서이다. 대패의 모터는 모두 PLC 에서 제공한 지시에 의해 제어된다. 설계 시 주 전동은 원래 K-F-D 시스템 모델을 비동기 모터로 대체하고, 이송 기계 실행기구는 원전자기 클러치를 주파수 조절기로 교체하여 작업대의 다양한 속도를 제어하고 왕복합니다. 핵심 부품은 PLC 로 제어되며, 운영 스테이션 지침 및 필드 신호에 따라 미리 준비된 절차에 따라 주파수 변환기, 공구 홀더, 빔, 연삭 헤드의 추적 상태를 자동 또는 수동으로 제어합니다. 주파수 변환기는 일본 후지 FRN45GGS14JE 전압형 범용 주파수 변환기를 사용한다. 원래 시스템은 기계식 스트로크 스위치를 사용했는데, 작업대에서 잦은 왕복 운동으로 인해 블록이 스트로크 스위치에 자주 부딪쳐 스트로크 스위치가 쉽게 고장나고, 신뢰할 수 없을 때 사고가 발생하여 생산에 영향을 미칠 가능성이 더 컸다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 믿음명언) 개조에서 우리는 기계식 스트로크 스위치 대신 광제어 무접촉 근접 스위치로 사용 효과가 매우 좋다.
B. 작동 방식
용문 대패의 대패 과정은 공작물 (대패대에 놓임) 과 대패 사이에 상대적 운동을 하는 과정이다. 대패가 잦은 왕복 운동이다. 대패의 운동은 인공점동운행과 자동왕복순환 운행으로 나뉜다. 그림 1 은 대패의 왕복 주기 작동 다이어그램입니다.
대패의 대패질 과정은 공작물 (대패대에 놓임) 과 대패질 사이에 상대적 운동을 하는 과정이다. 대패가 잦은 왕복 운동이다. 대패의 운동은 인공점동운행과 자동왕복순환 운행으로 나뉜다. 그림 1 은 대패의 왕복 주기 작동 다이어그램입니다.
그림 1 대패의 왕복주기 PLC 프로그래밍
대패의 자동 진입, 방향 전환, 터렛의 자동 이송, 수동 전진, 점동, 대들보 상승 등의 기능은 모두 PLC 소프트웨어에 의해 구현됩니다.
워크벤치 왕복 작업자 래더 다이어그램이 그림과 같이 표시됩니다. 그림에서 M1．0, m1.1-m1 _ 7 은 PLC 내 보조 릴레이
입니다그림: t 사이클 시작 및 긴급 가동 중지 세그먼트
T1--대패가 사람의 공작물 세그먼트 T2--정상 절삭 세그먼트
T3--가공소재 세그먼트 종료 T4--고속 복귀 세그먼트
T5--저속 리턴 세그먼트 t 포인트 모션 제어
그림 4 워크벤치 왕복 작업 래더 다이어그램
여기서 tl-t5 세그먼트는 그림 1 의 대패 왕복 운동의 각 단계에 해당합니다. 길이가 작은 비원통형 면으로, CNC 밀링 머신이나 와이어 커팅 (단일 생산) 을 사용할 수 있습니다. 그러나 비원통형 면이 일정 길이에 도달하면 위의 두 가지 방법으로 무력하거나 가공 비용이 너무 높습니다. 시리즈 로츠 진공 펌프와 로츠 송풍기의 회전자 (그림 1 에서 볼 수 있듯이 단면 윤곽선은 다중 세그먼트 인벌루트, 외부 사이클로이드 및 호로 구성되며 길이는 300mm 이상입니다.), 대형 워터 루프 펌프 임펠러 모델의 베인 (단면 윤곽선은 다중 세그먼트 선과 호로 구성되며 길이는 500mm 이상입니다.) 단면 윤곽선이 복잡한 곡선인 원통형 가공소재의 가공에 적응하기 위해 필자는 IPC 기반 대패 CNC 시스템을 자체 개발하고 진공 펌프 제조업체의 작은 대패에 대한 수치 제어 개조를 진행했다.
1 소형 대패 기계 개조
그림 2 는 작은 용문대패로 개조한 디지털 대패의 도식도를 보여 줍니다.
소형 대패 수치 제어 변환 방법은 수동 조정 터렛을 스테핑 모터에 의해 구동되는 수치 제어 터렛으로, z 스텝핑 모터는 수직 방향으로 터렛의 이동을 제어하고 x 스텝핑 모터는 수평 방향으로 터렛의 이동을 제어하는 것입니다.
슬라이드 베이스가 슬라이더 근처에 있는 부분에 세 개의 근접 스위치를 설치하고, 슬라이더에 세 개의 근접 스위치와 평행하고 동작 중에 세 개의 스위치와 모두 가까운 슬라이더 위치 플래그 블록 (철 블록) 을 고정합니다. 둘 다 슬라이더 동작 방향 및 위치 감지에 사용됩니다. 또한, 미끄럼대에 간단한 대칼 장치를 설치하다. 하중 (마찰, 관성 모멘트 등) 을 통해 구동 터렛의 위/아래 이동 (Z 축) 및 왼쪽/오른쪽 이동 (X 축) 을 수행하는 스테핑 모터는 각각 110BF003 유형 및 130BF003 유형을 선택합니다. 이 두 좌표 이동의 펄스 당량은 모두 0.01mm 입니다. 대패 CNC 시스템 소프트웨어는 Windows 운영 체제를 플랫폼으로 모듈식의 구조적인 C 언어 프로그래밍을 채택하고, 시스템 소프트웨어의 인터페이스는 중국어 메뉴 구조를 사용하며, 인간-기계 인터페이스가 친숙하고 조작이 편리하다. 구체적인 구조는 그림 4 에 나와 있습니다. 이 시스템 소프트웨어는 프로그래밍, 공구 위치 조정 및 실행 제어의 세 가지 모듈로 구성됩니다. 각 모듈에는 여러 하위 모듈이 있습니다.
3.1 프로그래밍 모듈
올바른 머시닝 프로그래밍은 프로그래밍, 문법 체크, 시뮬레이션 시뮬레이션 및 공구 간섭, 가우징 체크 단계를 거쳐야 합니다. 이 CNC 소프트웨어 시스템에서 가공 프로그래밍은 그래픽 자동 프로그래밍, 수동 프로그래밍, 목록 곡선 프로그래밍 등 여러 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 목록 곡선 파일의 데이터 및 가공 프로그램은 플로피 디스크 드라이브 또는 전체 화면 편집기를 통해 키보드를 통해 사람을 잃거나 직렬 통신 인터페이스를 통해 사람을 잃을 수 있습니다.
그래픽 프로그래밍은 다음 단계로 구성됩니다.
(1) 프로파일 곡선의 편집자는 먼저 대화식 그래픽 조작 인터페이스를 통해 곡선의 방향에 따라 선, 호,
세그먼트를 입력합니다커브를 입력한 후 수정, 확대, 축소, 대칭 등의 편집 작업을 수행할 수 있습니다.
(2) 오프셋 커브 쌍 위에서 편집한 커브를 구하고 필요한 팁 반지름에 따라 등거리 커브, 즉 오프셋 커브를 생성합니다.
(3) 자동 프로그래밍은 주어진 정밀도 요구 사항에 따라 오프셋 곡선을 직선으로 맞추고 G코드 처리 프로그램으로 변환합니다.
(4) 시뮬레이션 실행 시뮬레이션 실행으로 머시닝 프로그램을 실행하고 팁 동작 궤적을 동적으로 표시합니다. 가공 절차가
인 경우실제로 시뮬레이션에 표시된 궤적이 이전 오프셋 커브와 일치합니다.
목록 곡선의 프로그래밍도 그래픽 프로그래밍 인터페이스에서 수행됩니다. 먼저 사람 목록 곡선 데이터 파일을 읽습니다. 데이터 파일의 중간점 순서에 따라 인접한 점이 직선으로 연결되어 표시됩니다. 그런 다음 스플라인 맞춤, 매끄러움, 오프셋 처리, 정밀도 요구 사항에 따라 작은 직선으로 분리되고 머시닝 프로그램이 자동으로 생성됩니다.
대화식 그래픽 프로그래밍 및 시뮬레이션 실행을 통해 복잡한 곡선 및 리스트 곡선 처리 프로그램을 효율적이고 직관적이며 안정적으로 작성할 수 있습니다. 그림 4 대패 CNC 시스템 소프트웨어 구조
3.2 운영 제어
이 CNC 시스템은 주로 자동 실행, 빠른 빈 실행, 수동 실행, 점 수동 실행 등의 방식으로 실행됩니다.
자동 실행은 CNC 시스템 실행 제어의 핵심 부분이며 가공 프로그램에 따라 실행됩니다. 실행 중인 머시닝 문의 마지막 명령이 M32 인 경우 공구는 슬라이더의 왕복 이동 신호에 따라 간헐적인 이송 동작을 수행합니다. M33 인 경우 연속 이동을 하면 슬라이더의 왕복 운동 신호가 작동하지 않습니다. 즉, 빠른 공행입니다. 가공 중에 슬라이더가 왕복 동작을 중지하면 공구의 이송 동작도 중지됩니다. 이 기능을 통해 작업자는 대패의 작동 습관을 따르고 슬라이드 왕복 운동의 시동 정지를 제어하여 공구 홀더 이송 동작의 시동 정지를 제어할 수 있습니다.
자동 실행 프로그램은 포그라운드와 백그라운드 두 부분으로 구성됩니다. 데몬은 병렬 포트 8255A 와 타이머 8253 의 초기화, 명령 디코딩, 인터럽트 서비스 프로그램의 실행 빈도 제어 (속도 조정), 일시 중지, 단일 세그먼트 및 시작 제어, 처리 트랙 동적 추적 표시 및 좌표 뒤집기 표시를 완료합니다. 포그라운드 프로그램은 주로 보간 연산, 스테퍼 모터 작동 제어, 리프트 속도 제어, 슬라이드 왕복 및 위치 센서 수신 신호를 완료하는 인터럽트 서비스 프로그램입니다. 공구의 간헐 이송 동작은 미끄럼대의 귀환 과정에서 완성되었다. 슬라이더는 한 번에 공구를 왕복하는 이송으로 기능 키를 통해 설정하거나 수정할 수 있으며 최소값은 두 개의 펄스 당량입니다. 자동 실행 프로그램의 또 다른 기능은 연속 기능 키를 누를 때 공구의 간헐 이송이 연속 이송이 될 수 있다는 것입니다. 기능 키를 들어 올리면 공구는 간헐적인 이송을 재개할 수 있습니다. 가공물을 황삭할 때 가공 여유의 불균일성으로 인해 빈 이송이 발생할 수 있는 곳도 있습니다. 이 기능을 사용하면 이곳을 빠르게 뛰어넘어 가공 효율을 크게 높일 수 있습니다.
고속 빈 작동도 가공 절차에 따라 공구 동작을 제어하지만 연속 작동됩니다. 이를 통해 공구와 가공소재 가공물의 상대 위치 관계를 검사하여 초기 머시닝의 공구 높이 위치를 결정할 수 있습니다. 빠른 빈 실행 프로그램도 전면 및 백그라운드 두 부분으로 구성되며, 구조는 자동 실행 프로그램의 구조와 비슷하지만 인터럽트 서비스 프로그램은 슬라이드 왕복 운동에 의해 제어되지 않습니다.
선택 스위치가 자동 실행 상태인 경우 점 이동 기능은 슬라이더의 복귀에서만 작동하며 커터가 연속적으로 이동하는 최대 변위량을 설정할 수 있습니다. 이 기능은 머시닝 중 공구 위치 조정을 용이하게 합니다. 칼을 너무 깊게 먹으면 가공을 멈추지 않고 리트랙트할 수 있다.
선택에 따라 수동 작동도 슬라이드 왕복 운동에 의해 제어되어 간헐적인 동작을 할 수 있습니다. 수동 기능은 프로그래밍할 필요 없이 평면 머시닝에 사용할 수 있습니다. 이런 방식은 평면가공에 편리함을 가져다 주었다. 필자는 자체 개발한 대패 CNC 시스템을 이용해 모 기업의 소형 대패에 대한 수치 제어 개조를 진행했으며, 일련의 수환 펌프 잎잎 모델의 가공과 시리즈 로츠 진공 펌프 회전자의 대량 생산을 성공적으로 실현하여 가공 효율이 높을 뿐만 아니라 가공 품질이 안정적이고 믿을 만하다. 최근 몇 년간의 지속적인 개선과 개선을 통해 CNC 시스템은 실시간 머시닝 제어, 그래픽 자동 프로그래밍, 복잡한 커브 및 목록 커브 맞춤, 프로그래밍, 공구 마모 보정, 자동 공구, 시뮬레이션 및 가공 궤적 추적 디스플레이 등의 기능을 갖추고 있습니다. 이 대패 CNC 시스템은 소형 대패의 수제어 개조뿐만 아니라 다른 형태의 대패의 수제어 개조에도 적용된다.