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【數控培訓】動龍門雙軸組數控機床的電氣設計和改造
已閱[51]次[2014/10/21]

1. 機床電氣的控制系統 

本文介紹的動龍門、雙主軸、雙軸組數控機床主要由機床操作面板(包括顯示器)、X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2六個直線坐標軸(其中X1、X2為龍門同步軸)、雙主軸及機床的液壓、潤滑、冷卻系統等機床輔助功能組成。機床的電氣系統包括數控系統(CNC)、伺服驅動系統、主軸變頻調速系統及機床的輸入和輸出的PLC控制系統等。數控系統主要完成人機對話操作和六個坐標軸與兩個主軸及機床輔助裝置的控制。由于該機床的控制軸數及多軸組的要求,采用NUM Power 1060系統為性能價格比最佳的數控系統。 

2. NUM Power 1060數控系統的特點 

NUM Power 1060是世界上最高檔的系統之一。具有功能性強、開發性好及穩定性高的特點。NUM Power 1060系統可以控制八個軸,四軸聯動是基本配置。系統中的圖形功能管理CNC面板顯示和鍵盤,內存用來存儲操作程序、LC程序和用戶文件,強大的通訊功能,提供了3個通訊接口及RS232、RS485、RS422通訊方式任意選擇。強大的網絡功能為用戶預留了網絡接口。 

針對該機床,其應用了NUM Power 1060很多強大的功能。 

2.1多軸組功能 

該機床具有雙主軸且能夠同時切削,要求系統必須具備雙軸組功能。雙軸組的控制優點就是系統內部具有兩個相對獨立的通道,每個通道有相對獨立的PLC、NC信息交換區、M代碼、T代碼及PLC變量和標志位。 

系統可在公共軸組方式和獨立軸組方式間切換。當系統工作在公共軸組時,兩個軸組具有相同的工作方式當系統工作在獨立軸組時,兩個軸組可以有不同的工作方式,可獨立操作。 

該機床把X1、Y1、Z1、X2放在軸組1中,把Y2、Z2放在軸組2中,機床的兩個主軸分配到不同的軸組中。在不同的軸組中,兩個主軸可以分別以自己的轉速、方向同時或單獨工作。而且在每個軸組中可以實現系統給定的聯動軸數。 

2.2龍門同步功能 

該機床為動龍門結構,且跨度較大,必須采用雙驅動方式。這要求兩個伺服電機保持同步。采用NUM的同步軸功能,即用兩個軸口,對兩個電機進行驅動,NC的軟件來保證它們具有相同的加速度、速度環和位置環。(見圖1)

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圖1 系統同步軸控制方法

如圖1所示,X1、X2為同步軸,NC對它們的速度環、位置環等進行控制,保證它們的嚴格同步。 

3. NUM Power 1060的PLC 

NUM1060系統內置式PLC使用NUM系統提供的輸入/輸出接口與外界進行數據交換,通過PLC的掃描周期刷新存儲區內的數據,PLC讀外界數據是通過%I變量,而PLC輸出給外界數據是通過%Q變量進行的。內置式PLC與NC之間則通過交換區交換數據,交換區中的內容是NC與PLC之間輸入 /輸出的數據。 
NUM數控系統PLC程序的編制采用梯形圖形式,是梯形圖語言和語句表語言的結合(即語句表指令可以直接寫在梯形圖上,不需要進行梯形圖與語句表的相互轉換),并且其結構為多任務、分時的方式,特別適合于比較復雜的PLC程序的編寫。NUM提供了強大的PLC指令,PLC程序可以動態的在屏幕上顯示。通過在WINDOWS環境下運行的PLCTOOL軟件,可以實現在PC機上編好的程序與NC進行傳輸并實現在線監控。 

雙軸組功能涉及的PLC變量: 

%W2.2 公共軸組與獨立軸組切換。 %W17.B 軸組選擇。用于顯示相應軸組數據。 
%Wg03.B獨立軸組工作方式選擇。%Wg00.5軸組g的M功能應答信號。 
%Wg01.2獨立軸組g的循環啟動請求。 %Wg01.1獨立軸組g的循環停止請求。 
%Wg02.B軸組g的進給倍率。 %Rg1E.W軸組g要求應答的M功能編碼。 
%Rg7C.L軸組g的刀具號。 
同步軸功能涉及的PLC變量: 
%W4.4 軸同步信號。 

4. 該機床的參數設定 

NUM1060的參數按功能可分為軸的配置、測量參數的設定、伺服控制參數的設定、行程設定、主軸參數設定、輔助功能參數、通訊參數的設定、DISC軸參數的設定等八個方面。在參數設定的時候,通過這幾個方面去設定,非常方便靈活,易學易用。 

雙軸組功能相關的參數: 

P97該參數定義數控系統的軸組數 P0該參數定義數控系統被顯示的軸 
P2該參數定義數控系統測量軸 P3該參數定義數控系統伺服軸和插補軸 
P5該參數定義軸組的機床類型 P9 該參數用來將軸名與實際地址聯系起來 

同步軸功能的相關參數: 

P27 該參數分配從動軸和主動軸。 P28該參數用來使能主動軸和從動軸的同步。 
P24 該參數用來指定一個軸允許的同步誤差,校正系數和最大同步誤差。 

5. 工件程序編制所注意的問題 

多軸組的加工程序是由對應于每個軸組的程序組合而成。每一程序都有一個共同的基本序號,其后跟一個指定軸組用的索引號。加工程序的子程序不需要索引號。 

例如: %8.1 軸組1的程序序號 %8.2 軸組2的程序序號 

此外還有G78軸組同步功能,因為同步軸放在1軸組中,所以軸組同步在程序編制過程中一定要注意。 

例如: %8.1 %8.2 
N10…N10… 
N30…N30… 
N40G78Q1N40G78P1.1等待%8.1中的Q1 

等待%8.2中的Q1 N70G78Q2P1.2 N70G78Q1 
N80… N80… 

N90G78P2.1 

當程序%8.1中出現標志1的時侯,%8.2N40才會往下運行,而%8.2中出現標志1時,%8.1中N70才會往下運行。%8.1中出現標志2時%8.2N90才會往下運行。 

這臺動龍門、雙軸組機床的主要功能和控制均由上面幾個方面完成,其中PLC中的處理更是這臺機床必不可少的。處理好了上面這些參數、變量,雙軸組、龍門同步的機床便可以正常工作。
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