1       免责声明

       本使用手册及样例包目录内所包含文档、PLC程序、机床可执行程序(MPF、SPF、…)、电气图,可能与用户实际使用不同,用户可能需要先对例子程序做修改和调整,才能将其用于测试。本例程的作者和拥有者对于该例程的功能性和兼容性不负任何责任,使用该例程的风险完全由用户自行承担。由于它是免费的,所以不提供任何担保,错误纠正和热线支持,用户不必为此联系西门子技术支持与服务部门。

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2       概述

       本文着重介绍840Dsl/828D SW4.95 SP1/ONE SW6.15 SP1版本的圆锥车削功能的设置和应用。文中提到的关于SMTE应用的生效方法理论上也适用于将来推出的其他SMTE应用。对于系统软件版本在4.95SP16.15SP1之前的情况,需要单独安装SMTE Framework,本文将简单介绍如何在Linux环境和Windows环境(SinuTrainCMVM)安装SMTE Framework的过程。

3       功能说明

       使用SMTE圆锥车工艺循环,进行非旋转对称圆锥轮廓加工。通过功能画面输入所需参数,系统自动生成用于圆锥轮廓加工的程序代码。

image.png

   工件轴中心线       

   圆锥中心线

 

工件旋转的同时,两个直线轴控制刀具轴向和径向进给:

image.png

   刀具轴向进给

   刀具径向进给

   工件旋转

3.1      应用条件


828D

840Dsl

ONE

*   系统软件版本

4.95 SP1

4.95 SP1

6.15 SP1

**   功能选件:

SMTE锥面车削

 

6FC5800-0AR52-0YB0

 

6FC5800-0AR52-0YB0

 

6FC5800-0BR52-0YB0

***内存分配选件:

CNC用户存储器扩展

从外部存储器执行程序EES

 

6FC5800-0AP77-0YB0

6FC5800-0AP75-0YB0

 

6FC5800-0AP77-0YB0

6FC5800-0AP75-0YB0

 

6FC5800-0BP77-0YB0

6FC5800-0BP75-0YB0

NC   Extend

将路径LOCAL_DRIVE/CF_CARD/SYS_DRIVE分配给NC Extend

机床轴配置要求

1个可定位旋转轴+1个轴向运动直线轴+1个径向运动直线轴

*  对于840DslONE系统配备了IPC的情况,要求IPC上安装的SINUMERIK Operate版本也复合要求,当系统软件版本低于上述版本时,需要安装SMTE Framework环境

**  对于840Dsl系统软件版本V4.7 SP7 HF6V4.8 SP5,还需要增加“多项式插补”选项(6FC5800-0AM18-0YB0

*** 对于生成的程序大小超出NC内存的情况,需要适用内存分配选件扩展用户内存,将圆锥车程序生成到外部存储区域

3.2      应用示例

·        三偏心/三偏移蝶阀及其壳体的生产

·        应用于油气、发电、水和废水处理等领域

image.png

   第一偏移: 阀轴中心和阀座密封面的中心线之间的偏移

   第二偏移阀轴中心和阀孔中心线之间的偏移阀轴中心和阀孔中心线之间的偏移

   第三偏移: 锥面中心线和阀孔中心线之间的角度偏移

4       软键安装

由于Cone TurningSMTE下的一项功能,因此运行时需要SMTE Framework环境支持。对于软件版本大于4.95SP16.15SP1的系统软件,已经集成了SMTE Framework

·        新版本Cone TurningV1.0 SP1)软件包内容如下:

image.png 

·        SMTE Framework软件包(目前有V4.8V4.9两个版本)内容如下:

image.png

4.1      选件设置

 相关选件设置如下:

image.png

4.2      SMTE Framework安装

以下安装过程使用了 SMTE Framework V4.9版本的软件。

4.2.1     Linux环境(用于828D/840Dsl <V4.95 SP1ONE<V6.15 SP1

·        smtef.tgz文件拷贝至启动U

·        断电,将U盘插入NCUX125X135端口,上电

·        进入服务菜单,选择“Update NCU Software and Data”选项

·        选择文件smtef.tgz并点击“OK

·        完成后断电,拔出U盘,重新上电

4.2.2     Windows环境(用于SinuTrain <V4.95 SP1CMVM<V6.15 SP1

测试软件:SINUTRAIN for SINUMERIK Operate  V4.95 HF1

由于版本低于V4.95 SP1,根据相关说明,需要先安装SMTE Framework。安装过程如下:

·        启动Sinutrain,创建并启动一个机床项目(或启动CMVM软件,并启动虚拟机床项目)

image.png             

·        双击Setup_smtef.exe执行安装

image.png

·        安装完成后重启机床项目

·        如安装正确,在下图的目录位置会生成smtef文件夹

image.png

4.3      Cone Turning软件安装

4.3.1     OperateCMVM(≥V4.95 SP1或≥V6.15 SP1 环境

测试软件(以下两项二选一):

·        SINUMERIK ONE SW6.15 SP1 + Operate for IPC V6.15 SP1 HF5

·        Create MyVirtual Machine 1.2 SP2+Virtual CNC SW6.15 SP1

注意:

1.    目前可以进行软件包的导入和编程,但是无法仿真切削效果(包括Operate程序模拟及CMVM 3D仿真)

2.    828D/840Dsl软键版本≥V4.95 SP1也适用本节安装方法

 

安装步骤:

·        复制smte_cone.arc文件到NCUCF卡或拷贝至U盘插入控制系统

image.png

 

·        点击右侧“读入”软键,将安装包中的内容释放(图片、循环等)

image.png


·        完成后点击“确认”软键

image.png

 

·        断电重启控制系统,程序编辑画面横排软键右扩展后即出现 Addons”键,安装完成。

4.3.2     SinuTrain<V4.95 SP1)环境

由于目前SinuTrain的最高版本为V4.95 HF1,因此必须先安装SMTE Framework,过程请参考4.2.2章节。Cone Turning软件的安装步骤如下:

·        启动已经安装了SMTE FrameworkSinuTrain机床项目

·        双击启动安装程序image.png

 

·        双击Setup_cone.exe执行安装

image.png

 

·        安装过程会出现如下报错,点击OK即可

image.png

 

·        安装完成后,重启SinuTrain机床项目,可以发现下图中的目录创建了smte_cone的文件夹

image.png


·        此时,在程序编辑界面下,并无法找到 Addons 软件来创建ConeTurning程序。需要将\oem\sinumerik\hmi\smte_cone\template目录下的easyscreen.ini文件拷贝至\oem\sinumerik\hmi\smte_cone\cfg目录并覆盖原来的文件,然后将同样在template目录下的aeditor.com文件拷贝至\oem\sinumerik\hmi\smte_cone\proj目录

image.png

 

·        上述步骤完成后,打开程序编辑界面,按右扩展键 > 后,即可在HS9的软键位置找到Addons按键,如下图

image.png

 

·        点击Addons按键,右侧竖排按键即出现ConeTurning软键,可进入编程界面        

image.png    

 

·        至此,Cone Turning软件安装完成

4.3.3     低版本CMVM<V6.15 SP1)环境

如果CMVMVirtual CNC软键版本小于V6.15 SP1,在按照4.3.1章节介绍的导入smte_cone.arc后,程序编辑画面下也不会出现 Addons 软键,同样也需要将template目录下的easyscreen.iniaeditor.com两个文件拷贝到对应目录,详见4.3.2章节的过程描述。

4.4      参数设置

·        MD28540 $MC_MM_ARCLENGTH_SEGMENTS10

用于表示弧长函数的存储单元数量,设置≥10以或等更平滑的路径速度

·        MD20262 $MC_SPLINE_FEED_PRECISION=0.001(默认值)

执行样条时允许的路径速度相对误差,例如:当主轴编程速度为100rpm时,其速度误差允许的波动范围为 0.001*100rpm=0.1rpm,即只允许在99.9rpm100.1之间变化。

·        MD22430 $MC_FGROUP_PATH_MODE=3

特殊条件下轨迹速度的特性,为避免圆锥车削时的轨迹速度突变

·        MD30455 $MA_MISC_FUNCTION_MASK, bit0=1 (旋转轴)

模数回转轴编程

5       圆锥车编程

5.1      编程画面

       以上设置完成并重启系统后,打开程序编辑画面,按右扩展软键image.png ,再按image.png软键,在弹出的SMTE功能列表对话框中选择“Cone turning”选项,并点击“确认”软键进入圆锥车循环编辑画面。

image.png

5.2      参数说明

image.png

image.png

5.3      参数示例

5.3.1     示例1

image.png

5.3.2     示例2

image.png

5.3.3      示例3

 image.png

5.3.4     示例4

image.png

5.3.5     Z0位置设置

Z0值用于设置Z方向的切削起始点,通过Z0DCZ0的不同选择,可以简单快速地匹配加工任务。如下图所示:

image.png

DCZ0   圆锥参考点

Z0        Z轴方向参考点

Z1        相对于Z0的切削深度

DCE1   回转中心沿X负方向到圆锥边缘的距离

DCE2   回转中心沿X正方向到圆锥边缘的距离

DCX     回转中心与锥尖在X方向的距离

DCZ     锥尖到Z0平面在Z的距离

ALPHA 圆锥孔角度

BETA    圆锥倾斜角度

5.3.6     设置进给率

       由于切削时锥面斜率是动态变化的,这就导致工件旋转一周刀具在工件上接触点的速率也是不断变化的,从而造成工件表面质量的问题。如下图:

     image.png

 

由此,需要根据实际需求来设置“进给率参考”

·        参考加工轴Machining Axis设置进给率,不计算与轮廓有关的修正,加工轴以恒定的螺旋运动进行加工。此种加工方式对大质量的轴有利,且不影响轮廓精度。

·        参考轮廓Contour设置进给率,加工轴会有补偿运动,程序通过变换每个回转周期中加工轴的方向自动修正接触点。此种加工方式,设定的进给率为工件表面的实际进给率。

5.4      允许的刀具类型

SMTE圆锥车加工可以使用以下刀具类型:

·        圆头铣刀(类型110

·        粗加工刀具(类型500

·        精加工刀具(类型510

 

6       圆锥车加工示例

6.1      工件

image.png

6.2      编程

image.png

6.3      刀具

image.png

6.4      模拟

经测试,目前无论是CMVMNCU内部的HMIIPC上的Operate中的程序模拟或实时模拟,均无法仿真切削效果,但是通过模拟,可以通过刀路轨迹间接验证切削的效果

image.png

7       作者/联系人

杨晨

2022-7-20

8       版本信息

版本

日期

修改内容

V1.0

2022-7-20