非円形部品を旋削するCNC用ソフトウェア制御システム

ピストンは内燃機関の重要な部品であり、典型的な非円形部品です。 ピストンとシリンダー間の連携度は、エンジンの品質を測る重要な基準です。 現在、一般的な凸型可変楕円ピストンは、多くのメーカーが倣い加工法を用いて加工しています。 しかし、ハードプロファイリングシステムは追従プロファイリングを実現するために機械的圧力や油圧を使用する必要があるため、プロファイリングの精度や効率をさらに向上させることが難しく、また、プロファイリング加工が困難であり、製造コストが高価である。 したがって、凸型可変円形ピストンの特殊加工に対応した新しいタイプの CNC 旋盤を設計する必要があります。

周波数応答特性を備えたリニアモーター技術の開発により、この要求が可能になりました。 加工中、加工部品は工作機械の主軸に取り付けられて主軸とともに回転し、工具はリニアモータに取り付けられ、リニアモータは相対的に加工部品を径方向に往復運動させる。 中凸可変円形ピストンは非常に複雑な形状のため、補間時に処理するデータ量が多く、応答速度も非常に要求されます。

また、ピストン加工時には位置サーボと非円形断面加工用の特殊サーボリニアモーターのXNUMX種類のモーターを同時に制御する必要があります。 汎用 CNC ソフトウェアでは、ピストン加工に関するこの特別な要件を満たすことができません。 この記事で紹介するソフトウェア システムは、C 言語とアセンブリ言語の混合プログラミングを採用し、独立したモジュール設計を採用しており、主軸回転と工具直線送りの関係をより適切に解決します。

1 システム全体の設計

このシステムのホストは産業用制御 586 を採用しており、システム ソフトウェアはマイコンのハードディスクに保存されています。 システム起動後、ユーザーはメニューから各種操作を行うことができます。 加工プログラムの読み込み、コンパイル、シミュレーション、ピストン加工データの生成、リニアモーター制御、補間、M、S、Tインポジション検出などのCNC機能を搭載しています。

システムソフトウェアは階層型モジュール設計を採用しています。 システムソフトウェアは機能に応じていくつかのモジュールに分割でき、各モジュールを個別に編集、コンパイルすることができます。 情報はパラメータまたはデータ ファイルを通じてそれらの間で受け渡され、モジュールの追加、変更、削除は他のモジュールに影響を与えません。 システムソフトウェアはインターフェース層、コンパイル層、制御層、補助層に分かれており、各部分の動作は比較的独立しています。

2 システム構成と特徴

このシステムは 5 つのモジュールで構成されており、機械製造で広く使用されていることがわかります。 ただし、価格は通常の旋盤に比べて10～XNUMX倍程度かかるのが一般的です。 加工中にライターが衝突すると、製品の精度が損なわれ、廃棄物が発生します。 最悪の場合、工作機械が損傷し、重大な経済的損失や人身傷害を引き起こす可能性があります。

観察と分析を経て、著者は CNC 旋盤での衝突の可能性をいくつかまとめ、CNC 旋盤のプログラミング時に衝突を回避する方法を提案しました。

1 G00 コマンドを使用すると、衝突が発生する可能性が高くなります。 図のように、ワークに溝加工をする必要があり、ワークの原点は右端にあり、溝加工が完了した時点が工具交換点です。時間を節約するために、工具先端を開始位置から移動させたいと考えています。ポイントフロリダ工具交換点 > 1 に到達したら、N150G00X80Z50 プログラム セグメントを使用して工具後退を完了します。 パスが直線であるとみなせば問題ないようですが、実際の工具先端のパスは B と直線になります (タイムヘルプ機能など)。このシステムでは、ユーザーはまず、特定の要件に従って、部品図の作成、各種データの入力、各機能の操作はインターフェース層でマンマシン対話的に行われ、コンパイル層ではユーザーが入力した情報をコンパイルして目的のコードを生成します。 NCソースプログラムのフォーマット変換、座標変換、エラー検出、制御データの計算やリスト曲線補間、粗補間などが含まれ、制御層では制御システムに各部の機能を連携させる命令を出します。 ; 補助層では、システムの作業やユーザーの操作に便利なさまざまな補助機能を提供します。システム全体はキーボードとマウスによって制御されます。メニューを選択するには、ユーザーはカーソル、ホットキー、またはマウスを押すだけです。 さらに、ピストン入力データのグラフィック表示、工具移動経路の動的シミュレーション機能、および入力データと工具図を直感的な形式で表示する、より強力なグラフィック機能も備えています。 当然、工具も必要です。 ワークの段差面が衝突すると、ワークや工具が損傷し、工作機械の精度が損なわれます。

点位置決め指令 G00 と直線補間指令 G01 の違いは速度だけではなく、前者の軌跡は一般に直線ではなく、後者は終点まで直線で到達しなければならない点が重要です。ライン。 G00 は終点まで直線で到達しなければならないと勘違いすると大変危険です。 工具先端が原点位置からG00ブロックで指令された点位置まで移動する軌跡は、通常、角度の異なるXNUMX本の直線、すなわち移動途中でXNUMX回転する必要があり、X方向、Z方向となります。刃物台の両方がそれぞれの設定に従って設定されます。 その方向の増通が終わるまで、それぞれの速度で移動します。

リトラクトを実行する場合、衝突を回避できるように、ツールの動作パスが図 XNUMXb に示されています。

ランニングトラックにより、ユーザーは操作エラーを時間内に発見することができます。

3サマリー

トップダウン設計手法、フレンドリーなインターフェース、リアルタイムヘルプ機能、グラフィックシミュレーション機能、アラーム機能などを採用し、工作機械での検査・試し切り加工検査にかかる時間を大幅に節約できます。 。 工作機械の利用効率が上がり、生産コストが削減されます。 このシステムはいくつかの工作機械工場でのテストに成功しました。

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