实现智能自动分度系统的工作过程是:从原点开始。完成1个定位位的加工。使轴锁紧电磁阀复位松开,从而驱动步进电动机带动工件轴旋转一个角度,实现下一分度定位;之后轴锁紧电磁阀置位锁紧,保持此分度定位固定不动,以便进行加工。根据设定拨码开关输入的分度数,依次在圆形工件的端面或圆周面完成要求均匀分布的分度位。软件结构根据工作过程控制要求而设计,主要通过PLC实现定位控制及输出脉冲驱动步进电动机分度,即对输出口Y0的脉冲输出功能进行编程实现。
由于选用的步进电动机的步距角为0.9°,即可编程序控制器PLC的脉冲输出口Yo每输出一个脉冲数,步进电动机输出轴就转动0.9°,当传动装置的传动比为N:1。其驱动工件转动0.9°/N角度。工件转动一周即360。时k需要输出的脉冲总数为360°÷0.9°/N。若需均匀分度位数为rt。则PLC的输出口Y。需输出0.9°/N÷n个脉冲,驱动控制步进电动机实现一次分度。由于在n的取值范围中,具有使表达式0.9°/N÷n存在余数的值。如果不对余数进行科学处理,那么在最后一个分度位和第一个分度位之间必然产生累积误差,从而影响分度精度。因此在输出分度脉冲的编程设计中,每进行一次分度.将余数累加一次;在下一个分度之前,先将累加值与拨码开关设定值n进行比较,当累加值大于11,时。将累加值减去n,同时将输出脉数加一后再进行输出分度;若累加值小于n值,Y0输出原有脉冲个数进行分度输出,同时仍将余数累加一次。以此使均匀分度中任意相邻两分度位的误差小于步进电动机的一个步距角。在加工工件上分度误差不会超过0.9°/N度。其分度程序流程图如图5所示。
PLC通用数据寄存器D2中,读入拨码开关设定分度位数n;将整体需输出的脉冲总数360°÷0.9°/N值,存人通用数据寄存器D0中;利用PIE的功能指令FNC23(除法指令DIV)进行除法运算。如图6所示,其商送到通用数据寄存器D4,余数送到通用数据寄存器D5。余数的累加单元使用通用数据寄存器D6,它在开始分度之前处于清零的状态。
4 结束语
此智能自动分度控制系统,可用于加工汽车、拖拉机等零部件需均匀分度的机床上。以此构成的数控系统已用于精密镗孔及感应加热中大齿轮的单齿淬火,通过对现场生产产品进行检验,完全满足生产要求,使用效果良好。相关的《多用精峦数控机床自动分度技术的研究》科研项目2008年通过河南省科技厅鉴定为国内领先水平。