摘要：曲軸作為發動機的核（hé）心部件，其加工精（jīng）度及表麵粗糙度的要求非常高，在曲軸全部加工完（wán）成後，需要對曲軸進行拋光處理。通過三菱M70係統在天潤曲軸公司（sī）CA03曲軸加工（gōng）生（shēng）產線中曲軸砂帶拋光機上的（de）應（yīng）用，積累了（le）在曲軸關鍵加工設備上應用的成功經驗。

        關鍵詞（cí）：曲軸拋光機 三菱M70係（xì）統 C軸控製 PLC軸控製
 
        天潤曲軸有限公司是（shì）以發動機曲軸為主導產品的生產企業，擁有生產設（shè）備（bèi）1 130台，其（qí）中金切設備790台和高精尖設備125台。擁（yōng）有年產50萬支曲軸毛坯的德國KW鑄造生產線、15萬支（zhī）曲軸的德國Beche鍛造生產線、奧地（dì）利氣體軟氮化曲軸生產線（xiàn）和德國轎車曲軸生產線，以及由美國、意大利、英國、德國等國家高精尖加工與檢測設備組（zǔ）建的具有國際先進水平的重卡、中卡、輕卡、轎車曲軸機（jī）加（jiā）工生產線和脹斷（duàn）連杆生（shēng）產線，年產鍛鋼曲（qǔ）軸、球墨鑄鐵曲軸50多萬支。
 
        曲軸砂帶拋光機是專用於曲（qǔ）軸零件外圓表麵拋光加工的機床，操作簡便，性能可靠，可適用於不同直徑、長度曲軸的加工。數控曲（qǔ）軸砂帶拋光機(以下（xià）簡稱（chēng）拋光機)，技術（shù）先進（jìn），性能完善，調整（zhěng）方便，適應能力強。拋（pāo）光（guāng）機的頭架由兩個電（diàn）機控（kòng）製主軸旋轉和軸向振動，電機均為伺服控製，可根據工件材質、工件尺寸選擇轉速和最佳振頻，滿足拋光加工對表麵（miàn）粗糙度的要求。尾架（jià）主軸和拋光頭的前進、後退由液壓驅動，拋光帶卷帶機構（gòu）的走帶量根據工件加工需要可調整（zhěng）：一個工作循環可以（yǐ）改善零件表麵粗糙度（dù）一級以上。筆（bǐ）者以天潤曲軸有限（xiàn）公司cA03曲軸加工生產線中拋光機（jī）為基礎（chǔ），對原（yuán）有控製係統進行優化改造，采用三菱M70數控係統，針x,-J-拋光（guāng）機的工作特性，充分利用M70係統（tǒng）的功能，從（cóng）而在曲軸關鍵加工設備上積累成功（gōng）經驗。
 
        1、 拋光機（jī）的工作流（liú）程（chéng）
 
        1．1 拋光機的（de）結構
 
        拋光機主要由1撣拋光架、2撐（chēng）拋光架、拋光帶卷帶裝置、橫架移動軸（zhóu）、擺動軸、主軸、尾架、清洗防護罩、液壓站及其它相應功能部件組成，如（rú）圖l所示。

        1．2拋光機的控製T藝及要求
 
        CA03線拋光機為正反轉拋光。在加（jiā）212過程中，曲軸(圖2)先被夾緊，拋光開始（shǐ）時先（xiān）反轉12圈（quān）再正轉18圈，需要加工（gōng）的曲軸（zhóu）有12個加（jiā）工位（wèi）置：5個主軸頸、4個連杆頸加上大盤、小頭和止推。共需要（yào）三次加（jiā）工，第一次為I、Ⅲ、V主軸和l、3連杆，第二次為Ⅱ、Ⅳ主軸和2、4連杆，第三次為大盤、小（xiǎo）頭和止推。在實際控製中，在（zài）拋光架將連杆頸夾緊的時候．需（xū）要（yào）曲軸旋轉一定的角度才允許被拋光架夾緊．不然會造成拋（pāo）光帶被擠斷的危險。圖3所示為曲軸拋光的整個工作流程。
    
       
    
      
     
        2、係統（tǒng）的（de）選（xuǎn）型
 
        根據拋光機（jī）的工藝流程，在係統選型時需要（yào）滿足實際工作的需要。選型時需要注意以下幾點。
 
        (1)拋光機（jī）主軸能以任意角度定位。由於曲軸構造（zào）的（de）特殊性，連杆頸設計時會有角度偏差，一般（bān）為180。、120。等，在拋光架將（jiāng）拋光帶夾在連杆頸上時，對連杆頸的位置有嚴格的要求。
 
        (2)擺動軸要獨立運行，在固定位置停止(有檢測開關（guān）)。曲軸在拋光過程中，需要曲軸有一定幅度的擺動，以便不留死角。擺動幅度由機械控製，擺動頻率由電機控製。
 
 
        通過對拋光機整個控製（zhì）工藝的了解及對相（xiàng）應技術難點的分析後，對係統提出（chū）了（le）具體的要求。首先，主軸可以進行C軸控製（zhì），通（tōng）過編程控製主軸的角度；其次，係統在運行程序時（shí），需要有能獨（dú）立運行的軸；最後，性價比要高。綜合3點要求，選擇三菱M70B數控係統，具體配置見表1。
    
                                      表1係統配置清單

        3．1 PLC軸的定義
 
        三菱數控係統中的PLC軸是指該（gāi）軸的運行模式、運（yùn）行速度、運行位置、啟動指令等的控製完全由PLC程序控製，不同於伺服軸直接由（yóu）加（jiā）工程序控製[1]。對NC伺服軸而（ér）言，PLC軸（zhóu）是相對獨立的。
 
        3．2擺動軸的控製方式
 
        擺動軸在控製時，需要獨立於係統被單獨控製，結合數控係統的性能，擺動軸采用PLC軸形式進行控製。由於擺動軸的往複控製由（yóu）機械完成，隻（zhī）要控製電機按照規定的速度進行（háng）旋轉．所以對於PLC軸的控製方式，可以固定為寸動正方向模式，運行速度（dù）由PLC常數#18003(對應PLC地址（zhǐ）為R7504／R7505)設定㈨，通過M82／M83指令（lìng）控製擺動電機的啟停。具體PLC控製程序如圖4、圖5所示（shì）[“]。 
 
        3、擺動軸的控製
 
        3．1 PLC軸的定義
 
        三菱數控係統中的PLC軸是指該（gāi）軸的運行模式、運行速度、運行位置、啟（qǐ）動指令（lìng）等（děng）的控製完全由（yóu）PLC程序控製，不同於伺服（fú）軸直（zhí）接由加工（gōng）程序控製[1]。對NC伺服軸而言，PLC軸是相（xiàng）對獨立的。
 
        3．2擺動軸的控製方（fāng）式
 
        擺動（dòng）軸在控製時，需要獨立於係統被單獨控製，結合數控係統的（de）性能，擺動軸采用PLC軸形式進（jìn）行控製。由於擺動（dòng）軸的往複控製由機械完成，隻要控製（zhì）電機按照規（guī）定的速度（dù）進（jìn）行旋轉（zhuǎn）．所以對（duì）於PLC軸的控製方式，可以固定為寸動正方向模式，運行速度由PLC常數#18003(對（duì）應PLC地址為R7504／R7505)設定（dìng）㈨，通過M82／M83指令控（kòng）製擺動電機（jī）的啟停。具體PLC控製程序如圖4、圖（tú）5所示[“]。

        4、主軸控製
 
        4．1 主軸C軸控製
 
        在實際控製中．由於連杆頸之間存在著（zhe）角度分布．所以要求在拋光架（jià）夾緊（jǐn）連杆頸的時候，需要主軸旋轉一定的角度，使連杆頸與拋光架始（shǐ）終保持良好（hǎo）的吻合（hé），保證拋光的精度。同時，考慮到拋光機（jī）加工（gōng）曲軸的（de）多樣（yàng）性，不同的曲軸在設計時，連杆頸的分（fèn）布位置也不同。需要方（fāng）便使用者進行調整，所以在主軸定（dìng）位時（shí），首先考慮主軸進（jìn）行（háng）C軸控製，這樣可以通過數控編程來完（wán）成不同角度的定（dìng）位需（xū）求（qiú）。為了提高定位精（jīng）度，在（zài）主軸上安（ān）裝有同期位置編碼器，進行全閉環控製（zhì）。
 
        主軸與C軸（zhóu）控製方式切換，采用M功能來實現，M80功能：主軸、C軸控製有效，M81功能：C軸控製無效。圖（tú）6為實現C軸控製的PLC程序∞M]。
 
        4．2主軸拋光圈數的控製
 
        拋光機在加工過程中，需要進行正反轉拋光，同時對拋光的圈數有要求，通過將C軸設為直線旋轉軸，指定#500為拋光速度、#501為正轉拋（pāo）光圈數、#502為反轉拋光圈數。通過（guò）程（chéng）序計算實現對拋光圈數的（de）控（kòng）製慵]。實際加工程序：
 
        91 C01 F#500 c[360．*#501]正轉拋光
        1391 C01 F#500 C[一360．*#502]反轉拋光

        5、結束語
 
        (1)通過對拋光機拋光工藝的了解，結合三菱數控係（xì）統（tǒng）的功能特性，充分發揮數控係（xì）統的控（kòng）製（zhì）功能，利用三菱數控係統PLC軸、C軸控製（zhì）功能，滿足客戶對拋光機的特殊需求。
 
        (2)由（yóu）於拋光機輔助動作較多，使用數控係（xì）統的M輔助功能，使各（gè）輔助功能可以單獨輸出（chū），方便調試。通（tōng）過加工程序，可以方便地將各輔（fǔ）助功（gōng）能進行（háng）串聯，達到拋光工藝流程的要求，方便客戶使用。同時，由於（yú）M輔助功能相對獨立，可根據產品的實際加工需求，進行（háng）相應的程序修改．可以使一台（tái）機床同時滿足多種曲軸的拋光加工，拓寬了機床的使用範（fàn）圍。
 
        (3)由於采用數控係統進行控製，比起原先的PLC控製方式，對操作維護技術（shù）人員（yuán）的要求相對（duì）降低，方便客戶進行機床（chuáng）的保養及維護。