剃齿刀磨床砂轮修整器的数控化改型实例
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国产YK7425型剃齿刀磨床是在Y7125A型大平面砂轮磨齿机的基础上研制开发的，主要用于磨削直齿和螺旋齿的插齿刀、剃齿刀和标准齿轮的渐开线表面，也可用来磨削直齿和螺旋齿的渐开线表面。该类机床是齿轮加工必需的关键设备，目前市场存量数千台，其中95%以上是老式的纯机械式结构，不但结构复杂、加工效率低，而且其加工精度完全靠操作工的经验来保证，无法满足大批量工业化生产的要求。因此对该类机床的数控化改造有着广阔的市场前景。
1 总体方案设计思路
YK7425数控化改造的整体设计思路包含以下几个方面:
- 通过对机床动作的整体分析后发现，砂轮修整环节在整个磨削工时中占有相当比重，而且不同的工件要求不同的砂轮修整曲线。过去完全凭操作工的经验来掌握，无法保证磨削精度的稳定性。我们决定把数控化改造的突破口选在砂轮修整器上，选用控制精度高、可靠性好、操作简便、价位合理的数控系统来控制砂轮修整器的金刚钻运动，从而实现对砂轮进行任意给定曲线的修整。
- 考虑到该机床砂轮修整器的机械结构、负载转矩、运动行程和进刀速度等方面的因素，要求所选用的进给电动机及其驱动器在与控制系统相匹配的同时，还应满足精度高、体积小、重量轻、转矩大、低速特性好的技术要求。
- 由于砂轮修整与工件磨削不能同时进行，砂轮修整时需退离被加工齿面，待修整完毕后复位。故将砂轮架上下(即砂轮的进退)动作实现数控化，可使磨削调整更方便，进一步提高加工效率。
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YK7425剃齿刀磨床电气控制系统框图
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综合以上各点，我们选用了德国西门子公司最新推出的SINUMERIK 802S数控系统，该系统最多可控制3个步进电动机进给轴，两轴联动。这刚好满足了YK7425型剃齿刀磨床的设计要求，使系统资源得到了最充分合理的利用，从而降低了成本。同时，该系统兼容性良好，除可选用西门子STEPDRIVE C步进驱动器(单轴型)及其配套电动机外，还可与其他脉冲方向型控制的步进驱动单元相匹配。可实现对该机床砂轮修整器两个进给轴(X、Z轴)选用的日本 RORZE步进驱动单元的直接控制。 YK7425型剃齿刀磨床的电气控制系统框图如图所示。
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