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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。
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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
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