电动多轴螺母机系统构成及工作原理

目前，国内大部分厂家生产的电动多轴螺母机，制造的螺母精度往往达不到生产要求，或性能不稳定。其主要原因是，多数采用工业控制计算机加各种板卡组成控制核心，或采用可编程序控制器(PLC)控制，但由于这两种方法微机或PLC响应速度慢，势必影响加工精度。最近我公司研发出一种电动多轴螺母机系统，采用分布式结构，每个轴都有一个以89C51为核心的控制单元控制，保证了定扭矩加工实现，独特的高速总线使上位单元与控制单元快速交换信息，保证各轴协调工作，以完成特定的加工工艺。以保证快速响应。上位单元根据工艺要求协调轴间加工步骤，同时采用串行通信与管理计算机交换信息，既保证了加工精度，又具有计算机监控及数据管理功能。

系统构成及工作原理

电动多轴螺母机控制系统的构成(以十轴系统为例)。管理计算机设置加工的工艺参数(如加工的转角起始扭矩、转角值、扭矩值及要求的误差范围等)及系统内部参数(如系统每个加工过程使用的速度、各种保护参数、数据传输的间隔等)；班组的作业管理，接收协调单元传送的各轴加工过程及加工结果并存入数据库中，具有加工结果的查找及打印功能；接收协调单元传送的指定轴加工过程曲线并实时显示，有价值的曲线可根据要求存入硬盘，可随时调出显示或打印，曲线反映的扭矩上升下降过程及屈服点的情况，可用于分析被加工件的材料和加工情况；管理计算机还配备了质量分析软件，根据存储的加工结果计算出某年、月、日或班的加工质量分布图直方图，根据存储的加工结果及工艺要求和设定的采样分组值，采用正态分布算法计算出加工质量趋势图及UCL、LCL、Cp、Cpk等分析值，曲线可显示及打印，用于指导生产，避免残次品的出现。协调单元带有非易失RAM存储系统的工艺参数和内部参数，其本身带有LED灯及数码管和小键盘，用于显示和修改这些参数。系统上电或参数变化时，将参数通过总线写入每个控制单元中；协调单元具有数字输入，用于接收自动加工信号和多轴加工信号输入，在条件满足的情况下，通过总线向控制单元发出加工指令；协调单元循环扫描各控制单元的状态，当各单元状态发生变化时，通过串行口向管理计算机传送此轴的状态，自动加工过程结束时，显示本次加工是否成功及本班作业统计数；自动加工过程中监视各轴的状态，全部达到转角扭矩时发出同步转角加工指令；根据参数设定，在自动加工过程中定时读取指定轴的加工动态扭矩和角度值，通过串行口传送给管理计算机。控制单元内设一片8155，用于存储参数和动态值，协调单元可通过总线进行读写8155的RAM；当加工状态发生变化时，协调单元将当前的状态、扭矩及角度写入RAM中，使协调单元及时读到；控制单元带有LED灯及数码管，两排数码分别显示当前扭矩和角度，加工结束时显示本次加工结果，LED灯用于显示电源、正转、反转及加工结果的扭矩高、成功、扭矩低；控制单元的数字输入用于接收单轴的正反转加工信号，模拟量输入用于接收单轴的检测单元处理的扭矩输入，光耦输入可接收伺服单元分频处理的角度脉冲信号用于计算转角，数字输出及模拟量输出用于输出信号给伺服单元来控制伺服电机，以完成加工过程。

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