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摹拳第期四川轻化工学院学报.
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数控汽轮要机缸体表面打磨机的研制
四川轻靴化工琊学院嚣机械工程系自。,丁了.’/
概述数控汽轮机缸体表面打磨机的设计思想。分析该装置的总体结构, 控
剌系统的构成, 控制策略的确立, 硬件系统与软件系统的结构厦功能。
关键词:数控打磨示教曲面拟合;接口绍缸蘸耷, ·
中国分类号. 贻牿和
引言
能源工业是国家重点发展的支柱产业,某厂年生产不同规格、不问形状的汽轮机缸体
十多台套,以满足国内外的需求。汽轮机缸体铸造完成后,应将其表面打磨光整,以便进行
超声波探伤。汽轮机缸体采用分体式结构, 由上、下两部分组成,其体积庞大,表面形状非
常复杂。典型的三百兆瓦汽轮机缸体的最大尺寸约为.×..,需打磨的内外表面
近平方米。缸体内外表面箝多数是规则曲面外, 其余都是自由曲面, 内腔表面不仅形状
复杂, 且可供磨头运动的空间狭小。
以前该厂采用手工打磨,工人的势动强度大、工作环境恶劣,且工效低,打磨质量难以
保证,鉴于以上原因,厂家决定研制一自动打磨装置以改善和提高打磨质量、工作条件和工
作披率。
机械运动简介
. 进给运动与主运动
汽轮机缸体体积庞大, 在打磨过程中缸体不可能作进给运动,所有的进给运动都只能通
过砂轮的运动来实现因此要求砂轮应具有足够的运动坐标,以实现复杂表面的随形打磨。
由于缸体表面是连续的曲面,在打磨时砂轮应能运动到曲面上的任意位置, 因此砂轮必
须具有曼个线位移坐标, 、和坐标, 这兰个运动坐标是用于砂轮的进给运动。‘同时,
为了保证打磨的质量,在任何时刻砂轮应与缸体表面完垒贴台。而缸傩表面各点的法矢方向
几乎遍布整个空间,因此砂轮还应具有改变和控制姿态的功能,即要求砂轮应具有两个转动
坐标,分别是绕铅垂轴转动的坐标和绕水平轴转砖韵巾坐标。这五个坐标都是需要进行控制
的。’
图是打磨机的结构示意豳,其主体是龙门刚架结构,刚架顶面设置有大溜板、小溜板,
收稿日期,
作者男岁辟师
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第卷第期李傻谭;数控汽轮机缸体表面打磨机的斫莉§
通过步进电机驱动实现、方向的运动,在小据板上有一立桂组件,步进电机通过丝杆带动
磨头实现方向的运动。在磨头的上端, 有两个步进电机, 可驱动磨头端分别绕铅垂轴转
动和水平轴摆动。
整个龙门通过安装在侧面刚架下端的滚轮置于导轨上, 在交流电机的驱动下, 龙门可在
导轨上运动,如此使增大了打磨机在方向的行程。大立拄刚性连接在小溜板上, 小立柱通
过导轨安装在大立柱上,在交流电机的驱动下, 小立桂可在大立柱上作铅垂方向的运动,这
样便增大了磨头在方向的行程。由交流电机驱动的两个运动不需要控制。
由于整个丝杆组件和磨头部分的自
达多公斤, 为了减小方向步进电机
动载荷,在小立桂与丝杆组件之间设置
个平衡气缸, 使的重量由平衡气
受, 同时叉改善了丝杆受力状况, 提高
动质量。
在打磨时,根据曲面的形状,选择
的打磨路径, 磨头采用两坐标连动的方
进给运动, 同时作间隙的姿态调整, 即
位移运动。
定不变,从而达到恒压磨削的目的。显然扭矩是切矢方圈磨削压力
向与水平面夹