1.引言

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)制造過程中朽基，壓銷是一道不可或缺的工序布隔。依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)種類，銷孔的個(gè)數(shù)及位置分布各不相同稼虎。傳統(tǒng)壓銷機(jī)的核心為一杠桿機(jī)構(gòu)衅檀，其工作流程如下：(1)將發(fā)動(dòng)機(jī)毛坯裝夾在工作臺(tái)上；(2)將經(jīng)過預(yù)選過的銷釘放置在銷孔中敬挂；(3)通過搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠倾氮，移動(dòng)工作臺(tái)，將壓銷機(jī)壓頭對(duì)準(zhǔn)銷釘永韭；(4)利用杠桿英甜，大力將銷釘壓入銷孔卡撤。該過程有兩個(gè)難點(diǎn)：第一工作臺(tái)的精確定位，壓頭與銷孔的軸心偏差不得超過30μm元邻；第二琅瘦，銷釘?shù)膲喝肷疃染噤N孔上端面恒為5±0.5mm。利用傳統(tǒng)壓銷機(jī)壓銷咒付，這兩項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度與操作人員的操作經(jīng)驗(yàn)乌诚、身體狀況密切相關(guān)，屬于勞動(dòng)密集型工種枷斩。

　　鑒于傳統(tǒng)壓銷機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度蜒午，以及生產(chǎn)單位經(jīng)常變換產(chǎn)品種類，在加工批量大味测、供貨周期短時(shí)難以與其他加工環(huán)節(jié)相合拍截胯，我們研制開發(fā)了ATHD-030型數(shù)控壓銷機(jī)。

　　2.壓銷機(jī)的整體設(shè)計(jì)

　　綜合考慮控制對(duì)象要求的定位精度起宽、負(fù)載情況以及成本洲胖，采用步進(jìn)電機(jī)直聯(lián)滾珠絲杠作為工作臺(tái)的開環(huán)驅(qū)動(dòng)單元。機(jī)床控制核心采用工控PC機(jī)坯沪，安裝在控制柜(1)中绿映。工作時(shí)，工件安裝在X滑臺(tái)(3)上腐晾，采用配套夾具進(jìn)行裝夾叉弦。由X、Y滑臺(tái)來控制工件在平面上的相對(duì)于壓頭(5)軸心的位置藻糖。采用汽缸對(duì)壓頭的下壓和抬起進(jìn)行控制淹冰，在壓頭行程兩端采用霍爾元件對(duì)壓頭位置進(jìn)行捕捉。

　　采用這種設(shè)計(jì)方案巨柒，對(duì)于壓銷過程中的兩個(gè)難以控制的環(huán)節(jié)均得到有效的控制：第一樱拴，壓頭軸心與銷孔軸心之間的位置偏差由數(shù)控系統(tǒng)的控制精度和滾珠絲杠的傳動(dòng)精度來保證；第二洋满，銷釘壓入銷孔中的深度可通過調(diào)整汽缸的壓力晶乔，以及壓入到位后的保持時(shí)間來保證。一旦調(diào)試合格唠芋，機(jī)床的精度保持性好摹钳，并在這兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)均排除了人為誤差，從而能夠有效地保證工件質(zhì)量拧淘。

　　3.數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　工控機(jī)為數(shù)控系統(tǒng)的核心控制單元疲席，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度管理，控制位控卡族焰、I/O卡台古，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的位置控制慨醒、離散邏輯控制功能。主機(jī)配備了網(wǎng)卡盲赚，可以通過局域網(wǎng)與其他主機(jī)鏈接實(shí)現(xiàn)DNC群控或進(jìn)行交換數(shù)據(jù)阐合。

　　(1)位置控制

　　采用研華PCL839智能位控卡，生成指令脈沖膘椿，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置控制童隆，該卡具有自動(dòng)梯形加減速的功能。機(jī)床坐標(biāo)軸的正笙隙、負(fù)限位開關(guān)以及零位開關(guān)信號(hào)直接送入PCL839洪灯。工控主機(jī)通過直接讀寫PCL839位控卡的寄存器組來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能：可以設(shè)定輸出脈沖的突跳頻率、最高頻率竟痰，以及加速度大小签钩，這些參數(shù)決定了坐標(biāo)軸運(yùn)行的基本特性；可以指令PCL839產(chǎn)生連續(xù)運(yùn)行坏快、定長度運(yùn)行脈沖铅檩，控制機(jī)床零點(diǎn)返回動(dòng)作等。

　　主機(jī)計(jì)算產(chǎn)生位置指令莽鸿，寫入PCL839指令寄存器，生成指令脈沖臼予，送往步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器啃沪，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床的位置控制窄锅。

　　(2)邏輯控制

　　工控主機(jī)與PW24-24光電隔離輸入輸出卡相配合，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置PLC揖姆，對(duì)來自控制面板的輸入信號(hào)進(jìn)行高速掃描援漓，同時(shí)將輸出信號(hào)進(jìn)行隔離、放大后半就，直接驅(qū)動(dòng)繼電器胃肖，從而實(shí)現(xiàn)離散邏輯控制功能叭静。

　　4.數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)基于Linux操作系統(tǒng)窥扭，Linux為自由軟件逼肯，這樣可以開發(fā)具有自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)按照功能分為以下模塊：人機(jī)界面管理篮幢、機(jī)床手動(dòng)控制洲拇、示教功能、機(jī)床自動(dòng)控制赋续、工件參數(shù)備份等。其中人機(jī)界面采用了類Windows的全中文界面蛾绎，通過通用鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)鸦列、工藝參數(shù)的設(shè)定和修改；在手動(dòng)控制方式下电味，可以對(duì)機(jī)床的坐標(biāo)軸進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)跑腮、原點(diǎn)返回控制，對(duì)輸出點(diǎn)進(jìn)行手動(dòng)控制剿恬；利用示教功能可以記錄手動(dòng)控制的軌跡隧帜，并用來自動(dòng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)；在自動(dòng)方式下豫柿，按照事先設(shè)定的軌跡對(duì)工件進(jìn)行加工。當(dāng)更換工件種類時(shí)祈很，可以對(duì)已設(shè)定工藝參數(shù)的工件進(jìn)行備份，以便將來重新取出繼續(xù)使用跪楞。

　　對(duì)于各銷孔位置侣灶，可以按照工件的設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算出在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，直接填入數(shù)控系統(tǒng)提供的表中池户，從而實(shí)現(xiàn)精確定位凡怎。

　　5.結(jié)論

　　在ATHD-030型數(shù)控壓銷機(jī)完成安裝及功能調(diào)試之后，采用HP5528A雙頻激光干涉儀對(duì)其定位精度和重復(fù)精度進(jìn)行了檢驗(yàn)寨典，檢驗(yàn)結(jié)果表明機(jī)床在6m/min運(yùn)行速度下房匆，按3s精度計(jì)算方法：定位精度12μm，重復(fù)精度25μm台泥，很好地達(dá)到了機(jī)床的設(shè)計(jì)要求模譬。

　　在長達(dá)一個(gè)月的試用期間闲堆，機(jī)床運(yùn)行穩(wěn)定可靠揍丘，控制精度高，平均每分鐘加工一個(gè)工件楞庸。在更換產(chǎn)品時(shí)晾胡，只需要重新設(shè)定銷孔位置即可，不需對(duì)操作人員重新進(jìn)行培訓(xùn)罢猪。完全能夠適應(yīng)多品種、大批量粘捎、供貨周期短的工程實(shí)際需要。

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