Cnc 호빙 기계 정보

서문 < P > 기어는 기계 설비의 전동 시스템에 널리 사용되고 있으며, 롤러는 가장 널리 사용되는 절치법 [1] 으로, 기존의 기계 호빙 기계 기계 기계 구조는 매우 복잡하다 각 변속기 체인의 각 변속기 구성요소 자체의 가공 오차는 가공된 기어의 가공 정밀도에 영향을 미치며, 동시에 다른 기어를 가공하기 위해 각종 바퀴를 교체하여 복잡하고 시간이 많이 걸리는 [2] 노동 생산성을 크게 낮춰야 합니다. < P > 독일 지멘스, 일본 파나과 수치 제어 시스템을 주류로 하는 디지털 호빙 기계의 출현으로 기어 가공 능력과 가공 효율을 크게 높였다. 우리나라는 현재 실제로 디지털 호빙 기계를 생산할 수 있는 업체는 2 ~ 3 개뿐이며, 주로 독일 지멘스 수치 제어 시스템, 가공 중 모듈러 기어, 자주재산권이 없는 핵심 기술, 국제경쟁력이 부족하다. < P > 위의 문제를 주목하고 최근 수치 제어 기술, 특히 오픈 모션 컨트롤러의 급속한 발전 상황에 따라 이 글은 작은 모듈, 적은 톱니 수, 큰 나선형 베벨 기어 롤러 가공을 위해 수치 조절이 절실히 필요한 실제 수요에 대해 심도 있는 연구를 진행했다. 오픈 모션 컨트롤러를 기반으로 하는 수치 제어 롤러 시스템을 개발하여 실제 생산에 사용했습니다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), Northern Exposure (미국 TV 드라마)

1 개방형 모션 컨트롤러 기반 디지털 제어 아키텍처 < P > 이 아키텍처의 핵심은 PC14 버스와 고속 DSP 칩이 장착된 개방형 다축 모션 컨트롤러 카드입니다. 임베디드 PC 호스트와 멀티프로세서 구조를 구성합니다. 4 웨이 16 비트 D/A 아날로그 전압 (+/-1v) 제어 신호, 4 웨이 4 배 멀티플라이어 차동 광 프로그래밍 가능한 디지털 PID+ 속도 피드 포워드+가속 피드 포워드 필터, 실시간 고속 보간, 계산 기능을 위한 DSP 칩이 카드에 내장되어 있어 공간 직선, 원호 보간을 완료하고 호스트 부담을 크게 줄이며 프로그램 버퍼를 제공하여 호스트 통신 속도에 대한 요구 사항을 줄입니다 [3]. 이 모션 제어 카드는 PC14 버스와 컴퓨터 통신을 통해 각 제어 축에서 수집한 데이터를 호스트에 전송하여 계산하는 반면, 프로세스 및 수학적 모델에 따라 생성된 동작 제어 명령은 각 축의 서보 드라이브를 추가로 처리하여 각 축의 동작 제어를 완료하고 프로세스 요구 사항을 충족하는 자격을 갖춘 부품을 가공합니다. 표준 PC14 형 산업용 컴퓨터를 < P > 호스트로 사용하고 표준화된 인터페이스를 사용하여 모터, 드라이버 및 피드백 구성 요소를 유연하게 선택할 수 있으며, 이더넷이나 인터넷 네트워크를 포함한 다양한 네트워크 프로토콜 및 토폴로지를 지원하므로 원격 제어를 쉽게 수행할 수 있으며 네트워킹 기술은 매우 유연하고 기술적으로 성숙합니다 [4]. 네트워크 수치 제어의 향후 개발 요구 사항에 맞게 시스템 하드웨어 제어 부분 구조가 그림 1 에 나와 있습니다. < P > 그림 1 오픈 모션 컨트롤러 기반 디지털 제어 시스템 구조

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2 시스템 제어 소프트웨어 < P > 이 시스템 제어 소프트웨어는 순수 DOS 에서 C 언어로 개발되었습니다. DOS 시스템의 개방성, 단일 작업, 정확한 클럭 인터럽트 관리 및 우수한 안정성은 산업 생산을 위한 확실한 보증을 제공합니다. 소프트웨어 블록 다이어그램은 그림 2 에 나와 있습니다. 시스템 초기화에는 직접 만든 한자 자형의 로드, 디스플레이 그래픽 방식의 초기화, 컨트롤러 필터 매개변수의 설정 등이 포함됩니다. 시스템 진단 모듈의 역할은 각 축에 동작 오차 초과, 서보 경보, 동작 완료, 리밋 스위치 동작 등과 같은 각 제어 축의 동작 상태를 모니터링하는 것입니다. 인터럽트 서비스 프로그램에 의해 구현되는 실시간 제어 모듈은 각 클럭 인터럽트 주기 동안 각 축 위치를 읽고 가공 개체의 가공 프로세스 요구 사항에 따라 새로운 모션 제어 명령어를 계산하여 모션 장치 해석 실행을 제공합니다.

3 전자 기어 박스를 기반으로 하는 디지털 롤링 시스템 < P > 기어 가공의 핵심은 호브와 가공소재 간의 전개된 구성 요소 운동 관계를 실현하는 것입니다. 즉, 호브 회전, 가공소재가 K/zc 회전 (1) 에 표시된 대로 < P > C B > 입니다. -각각 가공소재 축 속도 및 호브 축 속도

k ZC,-각각 가공소재 톱니 수 및 롤 헤드 수

이고 헬리컬 기어 및 웜 기어를 가공할 때는 톱니 분할 동작을 완료하는 동시에 z 축 또는 y 축의 추가 동작을 완료해야 합니다. 운동학 방정식은

p

l

p

b

c n

r

c n

z b

c

입니다 < P > 식 (2) 에서 볼 수 있듯이 베벨 기어와 웜 기어를 가공할 때 입력과 출력의 관계는 더 이상 단순한 단일 입력, 단일 출력의 비례 전송 문제가 아니라 다중 입력, 단일 출력 문제입니다. 일반적인 전자기어 방식은 이런 문제를 해결할 수 없다. 이 시스템을 위해 전자기어박스 기능을 성공적으로 개발했다. 전자차동기어박스는 기계적 차동 변속 매커니즘을 통해 두 개 이상의 서로 다른 움직임을, 일정한 속도비 전동관계 < P > 합성출력에 따라 움직이는 모든 운동축에 대해 컴퓨터로 제어되는 AC DC 서보 모터를 개별적으로 구동하여 기존 것을 제거할 수 있다는 뜻이다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 컴퓨터명언) 컴퓨터가 각 입력 축에 설치된 센서 피드백 (예: 회전 속도, 이송 등) 에 설치된 동작 매개변수 (예: 회전 속도, 이송 등) 를 읽고 소프트웨어 프로그래밍 방식으로 합성 출력 축의 동작을 실시간으로 계산하여 기계적 차동 드라이브 체인 기능을 구현합니다.

4 응용 사례 < P > 위의 수치 제어 호빙 시스템은 닝강 기계 공장에서 생산된 작은 모듈 기계 호빙 기계 YG3612B 의 개조에 성공적으로 적용되었습니다. 개조 전 이 호빙 기계는 모듈 1, 톱니 수 4, 나선형 각도 2 도 이상의 베벨 기어 샤프트 가공을 대량 생산하는 데 사용되었습니다. 우리나라에는 아직 이런 작은 모듈, 적은 톱니 수 가공소재에 적응하지 못한 디지털 호빙 기계가 없기 때문입니다. 그러나 가공된 부품 완제품률은 왼쪽 < P > 의 8% 에 불과하여 엄청난 낭비를 초래하고 있으며, 가공품종을 교체할 때 각종 바퀴를 번거롭게 교체해 생산성을 크게 떨어뜨려야 한다. 이를 위해 제조업체는 가공 정확도를 높이고 생산 효율을 높이기 위해 수치 제어 개조를 강력히 요구하고 있다. 분석을 통해 부품 가공 정밀도가 낮은 주요 원인은 다음과 같습니다.

(1) 호브와 가공소재 양쪽 끝 연동 부품 사이의 각 전동 컴포넌트의 가공, 조립 오차는 전개 구성 요소의 정밀도에 직접적인 영향을 주며, 가공소재의 가공 정밀도에 영향을 줍니다.

(2) 가공소재에서 z 이송 축 양쪽 끝 연동 부품 사이의 각 전동 컴포넌트의 가공 오차는 가공된 가공소재의 나선 각도의 정확성에 직접적인 영향을 줍니다. < P 단일 호브는 회전당 1 회전 가공소재마다 9 도 회전해야 합니다. 이는 호브와 가공소재 사이의 끝 전동 쌍이 일반 롤러처럼 큰 감속비를 사용할 수 없는 웜 기어-웜 드라이브 쌍을 결정합니다. 앞의 전동쌍의 오차가 전개성분도에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있습니다. [5] (예: 큰 감속비를 사용하는 웜 기어-웜 드라이브 쌍을 끝 전동으로 사용하면 웜의 고속 회전으로 인해 빠르게 마모되어 정확도가 떨어집니다.) 따라서 이 기계는 19/76=1/4 의 공간 교차 축 전동의 헬리컬 기어 쌍을 엔드 기어 쌍으로 사용하여 위의 (1), (2) 두 점을 머시닝된 기어 샤프트의 정밀도에 영향을 주는 키로 사용합니다. < P > 위와 같은 문제에 대해 제조업체는 개조 후 성공하지 못하면 기계 폐기를 초래할 수 있다는 우려를 동시에 고려하고 있습니다. 이 문서에서는 최소한의 변경, 최소한의 투입으로 정밀도 요구 사항을 충족하는 작은 금형 < P > 그림 2 제어 소프트웨어 상자 < P > 시스템 초기화 < P > 프로세스 매개변수 수정 < P > 시스템 진단 < P > 마스터 모듈 < P > 실시간 인터럽트 제어 < P > 각 축 좌표 표시 <; 창조적으로 다음과 같은 개조 방안을 세웠다.

(1) 가공소재 축과 호브 축, 가공소재 축, 이송 축 사이의 기존 기계 전동 연결을 완전히 끊고, 기존 차동 구동 체인

(2) 호브 축과 가공소재 축 사이의 19/76 끝 전동 쌍을 유지하고, 가공소재 축의 상위 전동축에 직접 AC 서보 모터를 설치합니다. 단독으로 가공소재 축

(3) 호브 회전과 z 축 이송은 원래 일반 모터로

(4) z 축 와이어 이송 방향을 따라 고해상도 격자 자 A 를 추가하여 끝에서 직접 이송 피드백을 제공하여 이송 체인 오차가 가공소재 나선 각도에 미치는 영향을 제거합니다.

(5) 호브 축 본 수치 제어 시스템은 실시간 인터럽트를 통해 광전 코드판 B 와 격자 자 A 의 판독값을 읽고 전자 차동 기어 박스에 의해 자동으로 합성되고 데이터를 처리한 후 < P > 모션 제어 카드를 통해 명령을 발행하여 서보 모터의 작동을 제어하고, 최종적으로 정확도 요구 사항을 충족하는 기어 샤프트를 가공하여 제품 합격률을 96% 이상으로 높였습니다. < P > 위의 개조된 가공 작은 모듈, 적은 톱니 수, 큰 나선형 각도 수치 제어 호빙 기계의 추가 개선은 다음과 같은 측면에서 시작해야 합니다.

(1) 호브 샤프트의 상위 B 축에 DC 또는 AC 스핀들 모터를 추가하여 출력 전력이 크고 속도 조절 범위가 넓으며 회전 속도의 가공 요구 사항을 더욱 안정시켜야 합니다 (6) 호브 구동 모터 축과 호브 축 사이에는 한 쌍의 고정밀 스핀다운 기어 드라이브만 남아 있습니다. 이 두 쌍의 기어 드라이브 쌍은 두 개의 슬라이버 기어 스프링 백래시 장치

(3) 를 사용하여 축 이송 Z 축의 일반 스크루를 미리 조여진 백래시 기능이 있는 볼 스크류로 교체하고 AC 서보 모터로 볼 스크류를 직접 구동하여 일정한 속도로 이송합니다. 이송 크롤링 제거

(4) 이 롤러의 가공 능력 (드럼 톱니 가공, 비 원원 기어 등) 을 더욱 높여 생산성을 높이고 노동 강도를 낮추면 레이디얼 이송 X 축, 탄젠트 이송 Y 축 및 롤러 공구 이동 각도 A 축에 대해 별도의 서보 모터 제어를 사용할 수 있습니다.

5 결론

(1) 이 디지털 제어 시스템은 소형 모듈러 기계 롤러기 YG3612B 개조를 통해 성공적인 실용 시스템으로 입증되었으며, 이 시스템은 작동이 간단하고 신뢰할 수 있는

(2) 이 시스템은 국내에서 먼저 전자 기어와 다른 전자 차동 기어 상자 개념

(3) 을 제시했다.

(5) CNC 공작 기계의 지능화, 통합 및 네트워크 방향 개발을 지원합니다.

참고 문헌

1 기어 제조 매뉴얼 편집위원회. 기어 제조 매뉴얼 베이징: 기계공업출판사 .1997

2 한언성. 금속 절삭 기계 구조 및 설계. 국방공업출판사 .1991

3 고고 회사. gt 21

4 모군홍. 공작기계 수치 제어 소프트웨어화 구조체계기계공학학보 2.36(7) : 48-51

5 회 전준부 (일). 원통형 기어 제조. 중국 농업기계출판사. 베이징. 1984

6 손한경. N controller

du Jianming wuxu Tang

(Xi' an jiaotong university)

Wu hong

(Luo yang instity

abstract: a numerical control gear hobbing

그림 3 기계 개조된 구조

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architecture system based on open motion Y on it, An idea of electronic differential gearbox is put forward primarily in our country.the umer ical control gear hobbing software is developed .. Tware modules for motion control system and a successful instance that yg 3612b model gear hobbing machine tools is changed by the numerical control SSI Tem are given.

key word: numerical control gear hobbing

machine tools motion control

작성자 소개: 두건명;