2.1系統(tǒng)組成與工作原理

通常情況下，軋輥磨床大多為金屬切削機(jī)床，主要由床身、頭架、尾架、中心架、磨頭、電氣數(shù)控系統(tǒng)等重要部分組成，可以進(jìn)一步將其劃分為承載系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、磨削系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等四大子系統(tǒng)。在軋輥磨床的工業(yè)生產(chǎn)過程中，頭架、尾架和中心架支撐軋輥磨床工件，由頭架實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)功能，數(shù)控系統(tǒng)則進(jìn)一步根據(jù)軋輥磨床軋輥表面母線的數(shù)學(xué)模型和參數(shù)信息控制軋輥機(jī)床做多軸復(fù)合運(yùn)動，進(jìn)而在軋輥磨床實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)動過程中實(shí)現(xiàn)砂輪對軋輥表面的磨削控制

為了實(shí)現(xiàn)對軋輥磨床的數(shù)控化準(zhǔn)確控制，依托于軋輥表面輪廓曲線相關(guān)原理及其參數(shù)信息，對數(shù)控系統(tǒng)的Z軸、X軸、砂輪和工件轉(zhuǎn)動進(jìn)行管理，滿足軋輥磨床工作精度要求。但是，由于軋輥磨床工業(yè)生產(chǎn)過程中的軋輥輪廓曲線變化幅度較大，橫向精度要求較高，因此，在X軸方向必須建立閉環(huán)系統(tǒng)控制軋輥磨床運(yùn)動軌跡，彌補(bǔ)數(shù)控系統(tǒng)中對測量絲杠的誤差。在軋輥磨床的磨削過程中，由于砂輪磨損程度隨著砂輪材質(zhì)的變化和工件材質(zhì)的變化有所區(qū)別，數(shù)控系統(tǒng)并不能保障砂輪切削量的固定不變，故而會在一定程度上降低軋輥磨床砂輪生產(chǎn)效率。此外，軋輥磨床剛度較低，甚至受周圍環(huán)境影響較大，系統(tǒng)的不穩(wěn)定會造成軋輥磨床在Z軸方向的爬行。因此，為了克服上述軋輥磨床工業(yè)生產(chǎn)缺陷，需單獨(dú)控制軋輥系統(tǒng)中的Z軸和X軸，利用數(shù)控系統(tǒng)能控制Z軸、X軸以及砂輪、工件的準(zhǔn)確化轉(zhuǎn)動，以在X軸方向建立閉環(huán)系統(tǒng)的方式不斷提升軋輥磨床X軸方向的運(yùn)動精度。

2.2硬件設(shè)計

根據(jù)上述分析及軋輥磨床設(shè)計理論，在對軋輥磨床進(jìn)行數(shù)據(jù)化改造過程中，選擇系統(tǒng)一套，鍵盤、機(jī)床操作面板接口模塊、機(jī)床操作面板、單軸交流伺服控制和驅(qū)動等各一套，可編程控制器接口模塊和全數(shù)字式直流調(diào)速裝置各兩套，軋輥磨床縱向運(yùn)動軸、橫向運(yùn)動軸中高機(jī)構(gòu)偏心運(yùn)動軸和中凹機(jī)構(gòu)偏心運(yùn)動軸等運(yùn)動軸的交流伺服電機(jī)三個，更包括工件砂輪拖動電機(jī)、電子手輪和電源等諸多設(shè)備

2.3功能特點(diǎn)

在軋輥磨床輔以數(shù)控系統(tǒng)后，軋輥磨床縱向運(yùn)動軸、橫向運(yùn)動軸、中高機(jī)構(gòu)偏心運(yùn)動軸、中凹機(jī)構(gòu)偏心運(yùn)動軸等數(shù)控軸能在小范圍內(nèi)采用移動手持單元進(jìn)行科學(xué)控制，既能夠設(shè)置相應(yīng)的快速點(diǎn)動功能，又能借助數(shù)控系統(tǒng)的電子手段定量調(diào)控，操作方便，簡單快捷，有效提高了軋輥磨床工業(yè)生產(chǎn)效率。首先，在此過程中，以適應(yīng)軋輥磨床內(nèi)置數(shù)據(jù)信息特質(zhì)而設(shè)計開發(fā)的專業(yè)分析程序，能在輸入少量軋輥磨床參數(shù)信息的基礎(chǔ)上開展砂輪對軋輥表面的磨削工作，使軋輥磨床基層操作專業(yè)復(fù)雜度大幅度降低，普通員工即可完成，更能夠借助現(xiàn)代社會發(fā)展較快的智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)軋輥磨床砂輪對軋輥表面的磨削，無需專業(yè)人員再次安裝程序和編寫控制程序。

其次，軋輥磨床在配備數(shù)控系統(tǒng)后，能夠有效編程和存儲任意組正弦曲線、CVC曲線、錐度曲線、倒角曲線等磨削數(shù)學(xué)模型和磨削曲線數(shù)據(jù)，能夠編程和存儲任意組磨削工藝參數(shù)和任意組砂輪修整工藝參數(shù)，極大限度地提高了軋輥磨床工藝設(shè)備參數(shù)信息修改便捷性。再者，在具備840Ds1數(shù)控系統(tǒng)的軋輥磨床專用編程界面，能夠使磨削曲線和工藝參數(shù)編撰更加簡單明了，能夠借助軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)對磨削過程中的操作界面參數(shù)信息進(jìn)行修改，使磨削工序能夠按工藝參數(shù)信息編號組合，有效提升了軋輥磨床生產(chǎn)效率。

后，軋輥磨床配備數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床具備斷電回退保護(hù)功能。當(dāng)軋輥磨床發(fā)生安全事故或處于斷電狀態(tài)時，能夠有效利用其數(shù)控中心控制系統(tǒng)保護(hù)軋輥磨床機(jī)構(gòu)動作，使軋輥磨床砂輪和工件間保持一定距離而保護(hù)工件。同時，軋輥磨床數(shù)控系統(tǒng)還具備完善的專家診斷系統(tǒng)，能夠及時為軋輥磨床操作者提供更加有效的預(yù)警信息和提示信息，為軋輥磨床檢修與維護(hù)工作人員的運(yùn)維管理工作提供一定參考。此外，配備數(shù)控系統(tǒng)后，具備磨削曲線參數(shù)、工藝參數(shù)以及工藝流程等的顯示功能，能夠?qū)崟r顯示當(dāng)前軋輥磨床磨削切面的相關(guān)參數(shù)，很大限度地使軋輥磨床操作者了解磨床磨削情況。借助804Dsl系統(tǒng)的無電池、無風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)、有效伺服電機(jī)無電刷等特色，保障數(shù)控磨床系統(tǒng)和伺服電機(jī)檢修次數(shù)有效降低，更能夠借助軋輥磨床所采用的電氣控制元器件，保障軋輥磨床工作可靠性、準(zhǔn)確度與科學(xué)性的大幅度提升