强力旋压机床自动编程系统的研究.pdf

2 0 1 3年 1 1 月 第4 1 卷 第 2 2期 机床与液压 MACHI NE T00L HYDRAUL I C S NO V ． 2 0l 3 Vo 1 ． 41 No ． 2 2 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 3 ． 2 2 ． 0 1 1 强力旋压机床 自动编程系统的研究 王宁，辛世界 山东理工大学机械工程学院，山东淄博 2 5 5 0 4 9 摘要3 D 6 5 C N C强力旋压机床的轴分布具有不同于一般数控机床轴系统的结构特点。基于 A u t o C A D 2 0 1 0的平台，结 合 S i n u me r i k 8 4 0 D数控系统的功能 ，采用 V B和 V i s u a l L I S P等二次开发工具，开发一套由零件二维轮廓图生成 N C代码的数 控编程系统，以提高复杂旋压零件加工时的编程效率和准确性。 关键词旋压机床；S i n u me r i k 8 4 0 D系统；二次开发；A u t o C A D；数控编程 中图分类号 T P 2 7 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 3 2 2 0 3 03 Re s e a r c h i ng o n Au t o ma t i c Pr o g r a mmi ng S y s t e m o f Sp i nn i ng M a c h i n e WANG Ni n g．XI N S h i i i e C o l l e g e o f M e c h a n i c a l E n g i n e e ri n g ，S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，Z i b o S h a n d o n g 2 5 5 0 4 9 ，C h i n a Abs t r a c t Be c a us e o f t he a xi s o f 3D65 CNC s pi nn i ng ma c h i n e i S d i f f e r e nt f r o m o t he r o r d i na r y ma c hi ne t o o l s， a s y s t e m s h o u l d be d e v e l o p e d， w h i c h c a n b e u s e d t o t r a n s f o r i n t h e o u t l i n e o f p r o d u c t t o NC c o d e s ． T h e s y s t e m wa s d e v e l o p e d b a s e d o n Au t o C AD 2 0 1 0， d r a wi n g s up po fl f r om S i nu me r i k 8 40D，us i n g d e v e l o p e d t o o l s i n c l ud i n g VB a n d Vi s u a l LI SP． The us e o f t hi s s y s t e m c a n r a i s e p r o g r a m mi n g e ffic i e n c y a n d a c c u r a c y wh e n ma n u f a c t u r i n g c o mp l e x p r o d u c t ． Ke y wo r d s S p i n n i n g ma c h i n e；S i n u me r i k 8 4 0 D s y s t e m ；S e c o n d a r y d e v e l o p me n t ；Au t o C AD；NC p r o g r a mmi n g 1 旋压技术的发展现状 旋压技术是塑性成形加工 常用的技 术之一 ，因其 容易 实现产 品的轻量化 、柔性化 、精密成形制造而在 塑性 加工中受到特别 的重视 。经强力旋压后 ，金属 的 微观结构发生变化 ，表面硬度和抗疲劳强度 以及表 面 精度都有所提高。而强力旋压由于纵向和横向进给力 大 ，可 以更 高效地旋 压大壁厚的零件 ，使其成为旋压 机中的佼佼者 。 我 国对旋压机床 的研究起步较 晚 ，相关 的研究人 员较少，且主要集中于航空 、航天以及兵器工业集团 公 司的一些科研 院所 ，研制 的旋压机床距 国际先进水 平都有较大的差距。尤其在强力旋压方面，数控 、伺 服驱动系统等核心部件大都是依赖于国外进口。由于 受到出口限制 ，这些系统在功能上都有一定程度的减 少 ，严重制约了我国旋压机床的应用范围和机械制造 水 平的提 高 。基 于P c平 台 的 编程 系 统应 用 不够 广 泛 ，大部分还是采用手工 编程 ，工 作强度 大 ，编程效 率低 ，严重影 响工业 生产的加工精度和效率 。 基于 A u t o C A D平台，开发适用于旋压机床 的图 形化编程系统 ，以实现各种旋压零件加工程序的高效 编制，减轻劳动强度，推动强力旋压技术在更广泛领 域 中的应用。 2旋压机床编程难点分析 3 D 6 5 C N C强力旋压机床是 2 0世纪 9 0年代从 国 外进 口的大型机床 ，专用于金属筒形件旋压。机床持 续工作 了近二 十年 ，其 数 控 、驱 动 系统 等 已严 重 老 化 ，故障频发 ，但机床的主体仍然保持着较高的机械 精度 ，加之旋 压机床价值 昂贵 ，所 以数控及驱动 系统 的升级刻不容 缓 。机 床 系统升 级 ，采用 西 门子 S i n u me r i k 8 4 0 D、S I M0D RI V E 6 1 1 D、S I MAT I C S 7 3 0 0系列 P L C 。S i n u m e r i k 8 4 0 D是西 门子公 司 2 0世纪 9 O年代 推 出的高性能数控系统，其轴控规模强大，最多可配 3 1 个轴 ，可 以实现 五轴 联动 ，任 何 三维 曲面 都 可 以 加工 。 由于旋压机床轴 系统 由纵向进给轴 A，横 向进给 轴 、y 、z组成 ，3横 向进给轴呈 1 2 0 。 均布，且径 向和轴向均存在一定错距量。早先采用的直角坐标系 的编程 系统不 能完全 满足旋 压机床 零件加工程序编制 的需求 。因此需要开发新 的编程系统 ，以实现不 同外 形零件加工程序的高效编制。 旋压机床是专用机床 ，对母线复杂的回转体工件 进行旋压时，如何通过数控加工代码实现主轴和旋轮 A 、 、l ， 、z 的 同时插 补 ，是数 控 编程 的一 个 难 点 。为解决这 一 问题 ，拟 对 1 2 0 。 均布 的三 旋 轮装 置 分别进行编程控制，利用 S i n u m e r i k 8 4 0 D的机床坐标 收稿 日期 2 0 1 21 1 0 6 作者简介王宁 1 9 8 7 一 ，男，硕士研究生，主要研究方向为机电控制。Em a i l w n i n g y t u 1 6 3 ． c o n。