NUM1060HG數控系統在磨齒機上的應用
YK7236 蝸桿砂輪磨齒機用于成批生產中磨削直齒和螺旋齒、圓柱齒輪，也可以磨削鼓形齒和錐齒等齒向修形齒輪。本機床工作原理和滾齒機相似，即用蝸桿砂輪與齒輪（工件）連續展成嚙合原理來磨削。機床可采用位移磨削方法和普通磨削方法以適應高效磨削和精密磨削。該機床充分利用了NUM1060HG數控系統開放的環境，使用MMI工具開發軟件，制作了適合于蝸桿砂輪磨齒機磨削工藝的友好的人機對話界面，使得機床用戶更加容易操作。YK7236機床的磨削過程可采用手動或自動工作循環，蝸桿砂輪的修正過程采用半自動的工作循環。如果采用伺服電動機驅動的伺服主軸，另外再加2個伺服修正軸和1個調整工件裝夾角的旋轉伺服軸，就是1臺八軸五聯動的全數控蝸桿砂輪磨齒機。
YK7236蝸桿砂輪磨齒機的傳動結構及控制過程
YK7236 蝸桿砂輪磨齒機的傳動系統可以概括為以下7個方面，其中5個方面是由數控系統控制的伺服軸。為了適用于NUM1060HG數控系統對蝸桿砂輪磨齒機的控制要求，這5個軸分別被定義為X軸、Y軸、Z軸、C軸及S軸。
※ 工件旋轉運動：由數控系統控制，圓光柵作閉環位置反饋、交流伺服電動機驅動回轉，在數控系統中定義為C軸。
※ 砂輪旋轉運動：由數控系統控制，圓光柵作位置檢測、變頻器調速普通三相異步電動機驅動回轉，在數控系統中定義為S軸。其運轉速度直接由CNC主軸編程指導令控制，變頻器的模擬量指令入口連接到NUM數控系統的上，但須經NUM1060HG數控系統內部參數設置及編制PLC程序，把±10V控制信號轉換為0—10V信號。電動機的起停及正反轉由NUM系統的PLC根據系統編程指令自動控制。如果把變頻器和普通三相異步電動機驅動改為伺服電動機驅動，就可以實現主軸定向等功能，也能利用NUM1060HG數控系統的自動對刀功能指令實現自動對刀操作。
※ 工件滑板運動：由數控系統控制，直線光柵作閉環位置反饋、液壓比例閥驅動，在數控系統中定義為Z軸。 在選擇比例閥電控器時注重考慮與NUM1060HG數控系統軸口的信號連接。
※ 立柱切向位移：在齒輪磨削過程中，齒輪有一個沿切向的移動，該移動在加工過程中可以是連續運動的，也可以是一個固定移動量。由數控系統控制、編碼器作半閉環位置反饋、交流伺服電動機驅動，在數控系統中定義為Y軸。
※ 砂輪架進給運動和快移運動：砂輪架進給運動在齒輪的加工過程中為齒輪的軸向運動。由數控系統控制、編碼器作半閉環位置反饋、交流伺服電動機驅動，在數控系統中定義為X軸。砂輪架的快移運動與砂輪架的進給運動同向，是NUM1060HG數控系統內置PLC控制的一個電磁閥，必要的時候，電磁閥動作控制油缸帶動砂輪架前后移動。
※ 砂輪修正運動：分為齒形和外圓修正2個部分，這2個修正過程的轉換由1個手柄開關進行連鎖切換。異步電動機驅動，帶交換掛輪的機械修正傳動裝置的動作，由數控系統的內置PLC進行全自動的邏輯控制。如果把整套機械修正傳動裝置去掉，增加2根帶位置反饋的伺服控制軸，1根軸與X軸平行，做修正進給運動，定義為U軸；另1根軸與Y軸平行，做修正滾輪的平行運動，定義為V軸。增加了這2根軸以后，就可以利用NUM1060HG數控系統的砂輪自動修正指令，變帶交換掛輪的機械修正傳動裝置為全自動的電子齒輪箱修正裝置，大大地簡化了機床的機械結構，增強了砂輪修正部分的運行可靠性。
※ 工件架的回轉運動：調節被加工齒輪的安裝角，該運動在YK7236機床上不用電氣控制，完全是1個手動運動部件。也可以增加1個位置反饋元件和伺服驅動系統，把工件架的回轉運動變成一個數控伺服A軸。這樣一來，被加工齒輪的安裝角可實現自動調整，再無需人工干預。
以上是YK7236蝸桿砂輪磨齒機的主要運動部件，還有一些如冷卻系統、潤滑系統、液壓系統等也是該機床的必備部件，在此不再多述。
NUM1060HG數控系統適用于YK7236蝸桿砂輪磨齒機的主要功能
蝸桿砂輪磨齒機的工作原理和滾齒機相似，即用蝸桿砂輪與工件齒輪連續展成嚙合原理來磨削。 YK7236既不同以前的機械同步傳動鏈，又不同于電子鎖相的電子傳動鏈，而是依靠數控系統保證了砂輪主軸S和工件旋轉軸C、工件軸向運動軸Z、立柱切向位移軸Y之間實際位置的嚴格同步比例關系。即C軸在正常的齒輪加工過程中，根據不同的被加工齒輪的參數與S軸、Z軸和Y軸的實際位置保持著嚴格的同步比例跟隨關系。即：
d（c）=Ksd（s）+Kyd（y）+Kzd（z）
Ks=K／Nd
Ks=360／（πMrNd)cosβ
Ky=360／（πMrNd)cosλ
式中：K為砂輪頭數，Nd為被加工齒輪的齒數，Mr為被加工齒輪的模數，β為被加工齒輪的螺旋角，λ為砂輪的螺旋升角。
在NUM1060HG數控系統中，C軸和S軸、Z軸及Y軸的聯動關系已做成相應的G代碼指令，只需用大家熟悉的G代碼指令就可完成齒輪加工程序的編制。相應的G代碼指令如下。
G81 D xx K +/- xx [Pxx> [Qxx> [Rxx>：確立C軸和S軸、Z軸的同步聯動關系。其中，Dxx：為被加工齒輪齒數；K+/-xx：為砂輪頭數及旋轉方向；Rxx為允許的同步跟隨誤差；Pxx為被加工齒輪螺旋角；Qxx為被加工齒輪模數。
G80 RO：取消所有的同步聯動磨削關系。
G80 R81：取消G81確立的同步聯動關系，即C軸與S軸及Z軸的同步聯動關系。
G80 R85：取消G85確立的同步聯動關系，即C軸與Y軸的同步聯動關系。
NUM1060HG數控系統還有一些適用于蝸桿砂輪磨齒機的特殊功能，如：砂輪自動修正功能G82、G83指令，齒輪自動加工循環過程中可變Z軸進給率G87指令，砂輪和被加工齒輪自動對刀功能G84、G86指令等。值得一提得是在全數控的蝸桿砂輪磨齒機中，除加工軸C軸和S軸、Y軸、Z軸之間有同步聯動跟隨關系外，修正軸V軸和S軸之間也是同步隨動關系，當這兩個同步隨動關系有效時，C軸和V軸應是靜態無差的，為此NUM1060HG數控系統專設了P29系統參數，用以設定不同的跟隨目標及控制器的PID、速度前饋等調節參數。
NUM數控系統的示波器功能、動態操作功能、軸間校準功能，也為蝸桿砂輪磨齒機分析傳動鏈誤差、簡化機床操作、實現齒輪修形等提供了方便條件。
結束語
YK7236蝸桿砂輪磨齒機不同于一般的加工機床，一般加工機床的加工程序隨加工的零件種類不同而作不同的變換，而YK7236機床的加工程序是固定的，只是隨加工齒輪的不同，相應參數做一下調整即可。為了更便于用戶使用，YK7236機床借助NUM1060HG數控系統強大的齒輪加工功能及開放的人機界面環境，在MMI工具軟件的支持下，制作出實用的人機對話界面。用戶在加工齒輪時，只需根據磨削齒輪的參數和工藝要求，在相應的畫面上輸入齒數、模數等相關的參數，或調出以前已存儲的加工參數，就可進行自動循環加工，非常簡明、實用、方便。
YK7236蝸桿砂輪磨齒機的傳動結構及控制過程
YK7236 蝸桿砂輪磨齒機的傳動系統可以概括為以下7個方面，其中5個方面是由數控系統控制的伺服軸。為了適用于NUM1060HG數控系統對蝸桿砂輪磨齒機的控制要求，這5個軸分別被定義為X軸、Y軸、Z軸、C軸及S軸。
※ 工件旋轉運動：由數控系統控制，圓光柵作閉環位置反饋、交流伺服電動機驅動回轉，在數控系統中定義為C軸。
※ 砂輪旋轉運動：由數控系統控制，圓光柵作位置檢測、變頻器調速普通三相異步電動機驅動回轉，在數控系統中定義為S軸。其運轉速度直接由CNC主軸編程指導令控制，變頻器的模擬量指令入口連接到NUM數控系統的上，但須經NUM1060HG數控系統內部參數設置及編制PLC程序，把±10V控制信號轉換為0—10V信號。電動機的起停及正反轉由NUM系統的PLC根據系統編程指令自動控制。如果把變頻器和普通三相異步電動機驅動改為伺服電動機驅動，就可以實現主軸定向等功能，也能利用NUM1060HG數控系統的自動對刀功能指令實現自動對刀操作。
※ 工件滑板運動：由數控系統控制，直線光柵作閉環位置反饋、液壓比例閥驅動，在數控系統中定義為Z軸。 在選擇比例閥電控器時注重考慮與NUM1060HG數控系統軸口的信號連接。
※ 立柱切向位移：在齒輪磨削過程中，齒輪有一個沿切向的移動，該移動在加工過程中可以是連續運動的，也可以是一個固定移動量。由數控系統控制、編碼器作半閉環位置反饋、交流伺服電動機驅動，在數控系統中定義為Y軸。
※ 砂輪架進給運動和快移運動：砂輪架進給運動在齒輪的加工過程中為齒輪的軸向運動。由數控系統控制、編碼器作半閉環位置反饋、交流伺服電動機驅動，在數控系統中定義為X軸。砂輪架的快移運動與砂輪架的進給運動同向，是NUM1060HG數控系統內置PLC控制的一個電磁閥，必要的時候，電磁閥動作控制油缸帶動砂輪架前后移動。
※ 砂輪修正運動：分為齒形和外圓修正2個部分，這2個修正過程的轉換由1個手柄開關進行連鎖切換。異步電動機驅動，帶交換掛輪的機械修正傳動裝置的動作，由數控系統的內置PLC進行全自動的邏輯控制。如果把整套機械修正傳動裝置去掉，增加2根帶位置反饋的伺服控制軸，1根軸與X軸平行，做修正進給運動，定義為U軸；另1根軸與Y軸平行，做修正滾輪的平行運動，定義為V軸。增加了這2根軸以后，就可以利用NUM1060HG數控系統的砂輪自動修正指令，變帶交換掛輪的機械修正傳動裝置為全自動的電子齒輪箱修正裝置，大大地簡化了機床的機械結構，增強了砂輪修正部分的運行可靠性。
※ 工件架的回轉運動：調節被加工齒輪的安裝角，該運動在YK7236機床上不用電氣控制，完全是1個手動運動部件。也可以增加1個位置反饋元件和伺服驅動系統，把工件架的回轉運動變成一個數控伺服A軸。這樣一來，被加工齒輪的安裝角可實現自動調整，再無需人工干預。
以上是YK7236蝸桿砂輪磨齒機的主要運動部件，還有一些如冷卻系統、潤滑系統、液壓系統等也是該機床的必備部件，在此不再多述。
NUM1060HG數控系統適用于YK7236蝸桿砂輪磨齒機的主要功能
蝸桿砂輪磨齒機的工作原理和滾齒機相似，即用蝸桿砂輪與工件齒輪連續展成嚙合原理來磨削。 YK7236既不同以前的機械同步傳動鏈，又不同于電子鎖相的電子傳動鏈，而是依靠數控系統保證了砂輪主軸S和工件旋轉軸C、工件軸向運動軸Z、立柱切向位移軸Y之間實際位置的嚴格同步比例關系。即C軸在正常的齒輪加工過程中，根據不同的被加工齒輪的參數與S軸、Z軸和Y軸的實際位置保持著嚴格的同步比例跟隨關系。即：
d（c）=Ksd（s）+Kyd（y）+Kzd（z）
Ks=K／Nd
Ks=360／（πMrNd)cosβ
Ky=360／（πMrNd)cosλ
式中：K為砂輪頭數，Nd為被加工齒輪的齒數，Mr為被加工齒輪的模數，β為被加工齒輪的螺旋角，λ為砂輪的螺旋升角。
在NUM1060HG數控系統中，C軸和S軸、Z軸及Y軸的聯動關系已做成相應的G代碼指令，只需用大家熟悉的G代碼指令就可完成齒輪加工程序的編制。相應的G代碼指令如下。
G81 D xx K +/- xx [Pxx> [Qxx> [Rxx>：確立C軸和S軸、Z軸的同步聯動關系。其中，Dxx：為被加工齒輪齒數；K+/-xx：為砂輪頭數及旋轉方向；Rxx為允許的同步跟隨誤差；Pxx為被加工齒輪螺旋角；Qxx為被加工齒輪模數。
G80 RO：取消所有的同步聯動磨削關系。
G80 R81：取消G81確立的同步聯動關系，即C軸與S軸及Z軸的同步聯動關系。
G80 R85：取消G85確立的同步聯動關系，即C軸與Y軸的同步聯動關系。
NUM1060HG數控系統還有一些適用于蝸桿砂輪磨齒機的特殊功能，如：砂輪自動修正功能G82、G83指令，齒輪自動加工循環過程中可變Z軸進給率G87指令，砂輪和被加工齒輪自動對刀功能G84、G86指令等。值得一提得是在全數控的蝸桿砂輪磨齒機中，除加工軸C軸和S軸、Y軸、Z軸之間有同步聯動跟隨關系外，修正軸V軸和S軸之間也是同步隨動關系，當這兩個同步隨動關系有效時，C軸和V軸應是靜態無差的，為此NUM1060HG數控系統專設了P29系統參數，用以設定不同的跟隨目標及控制器的PID、速度前饋等調節參數。
NUM數控系統的示波器功能、動態操作功能、軸間校準功能，也為蝸桿砂輪磨齒機分析傳動鏈誤差、簡化機床操作、實現齒輪修形等提供了方便條件。
結束語
YK7236蝸桿砂輪磨齒機不同于一般的加工機床，一般加工機床的加工程序隨加工的零件種類不同而作不同的變換，而YK7236機床的加工程序是固定的，只是隨加工齒輪的不同，相應參數做一下調整即可。為了更便于用戶使用，YK7236機床借助NUM1060HG數控系統強大的齒輪加工功能及開放的人機界面環境，在MMI工具軟件的支持下，制作出實用的人機對話界面。用戶在加工齒輪時，只需根據磨削齒輪的參數和工藝要求，在相應的畫面上輸入齒數、模數等相關的參數，或調出以前已存儲的加工參數，就可進行自動循環加工，非常簡明、實用、方便。
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