西门子SINUMERIK 840D在自动钻铆机数控托架集成系统研制中应用.pdf

50 2011年9月 中国制造业信息化 第40卷 第 17期 西门子 SINUMERIK840D在 自动钻铆机 数控托架集成系统研制中的应用 朱孝峰，高长水 (南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016) 摘要：针对钻铆设备(RMS335)，重新设计了其数控托架系统，由于托架各轴轴间跨距大，所以以 西门子SINUMERIK840D数控系统作为开发平台，采用同步轴驱动方案，由840D中龙门轴功能 实现各轴同步运动，设计了全闭环位置检测系统，实现 了托架的自动定位，从而使定位精度达到 设计要求。 关键词：840D；自动钻铆 ；托架；龙 门轴 中图分类号：TI-I39 文献标识码：A 文章编号：1672—1616(2011)17—0050一O5 自动钻铆技术是飞机制造业中重要的技术，国 动，z轴和转动轴可调的功能，其中X轴最大运动 内外铆接装配技术数十年的应用证明，采用 自动钻 速度为40mm／s、Y轴最大运动速度为40mm／s、Z 铆机后的装配效率至少 比手工铆接装配高 10 轴最大运动速度为20mm／s；A轴最大运动角速度 倍…1，并节省安装成本，改善劳动条件，确保安装 为2。／S，其他参数见表 1。系统可以实现 自动和手动 质量和大大减少人为因素造成的缺陷。而 自动钻 控制，自动控制可应急关闭，达到满足平板类构件的 铆机托架是 自动钻铆设备的重要组成部分 ，用于壁 自动铆装的目标。研究内容涉及到数控定位系统结 板的支撑、夹紧、移动、定位，是铆接装配的指挥部。 构设计与制造、数控定位系统的开发、自动钻铆机与 我国钻铆机托架，基本都是进 口，而且基本上属于 自动定位系统集成平台的开发。 手动、半 自动化托架，加上年久老化，难以满足当代 表 1 托架系统控制参数 飞机制造业的自动化铆接装配。而从战略和技术 上来说 ，飞机制造业又是一个重中之重的环节，通 过 自动钻铆机托架集成系统的开发研制，不但可以 实现钻孔、划窝、送铆钉、铆接和铣平埋头铆钉钉头 的自动化，而且由于数控托架的开发，可以在工件 的定位方面、铆接的精度上全面实现 自动化的控 制，在提高质量的同时，效率上也将有极大的提升； 同时保留其手动控制环节，使其更具有灵活性，针 对不同情况，实行不同方案，因而对托架进行数控 2 自动钻铆机托架的数控系统结构 化设计十分必要。 2．1 数控托架控制系统硬件配置 在对托架进行控制系统配置时，为了保证系统 1 数控托架机构及控制要求 的绝对可靠性、动态品质、控制精度以及开放性，满 自行设计的自动钻铆机托架结构如图1所示， 足托架的控制要求，最终选择西门子840D数控系 控制轴数为4个轴，分别为X，y，Z轴和A轴。托 统作为托架的控制系统。SINUMERIK840D运 架的总负载在 800kg左右，线性轴定位精度为 动控制系统具有高度的模块化和开放性结构，适合 ±0．2mm，线性轴重复定位精度±0．1mm。要实现托 操作、编程和监控，其开放性使我们在系统中可以 架与自动钻铆设备互相配合联动，托架x和y轴联 集成 自动钻铆的专业知识，也可以根据我们的控制 收稿 日期：2011—01—13 作者简介：~ (1986一)，男，江苏盱眙人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为机电控制系统及 自动化。 52 2011年9月 中国制造业信息化 第40卷 第 17期 字输入、输出信号模块之间的互联；3个数字输入 840D的控制中心，也是连接中心。NCU模块通过 信号模块SM321，2个数字输出信号模块 SM322。 D—BUS驱动总线接主轴驱动系统和进给驱动