《電子技術(shù)應(yīng)用》
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0系列CNC系統(tǒng)在技術(shù)改造中的應(yīng)用
中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)
摘要: 0T數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用數(shù)控車(chē)床一般為2軸聯(lián)動(dòng)的CNC機(jī)床,采用0TD系統(tǒng)及c系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)的方案基本上能滿足數(shù)控車(chē)床的數(shù)控改造
Abstract:
Key words :

1.0T數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用
數(shù)控車(chē)床一般為2軸聯(lián)動(dòng)的CNC機(jī)床,,采用0TD系統(tǒng)及 c系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)的方案基本上能滿足數(shù)控車(chē)床的數(shù)控改造。

(1)系統(tǒng)配置0TD 的系統(tǒng)配置如圖1所示,。系統(tǒng)由主板以及插在主板上的電源板、軸板,、I/O板,、 圖1 0TD系統(tǒng)配置存儲(chǔ)器板等組成,系統(tǒng)內(nèi)置PMC,。為了便于使用編輯卡進(jìn)行梯圖編輯,,選用帶軟鍵的9in CRT/MDI單元。
(2)進(jìn)給伺服回路車(chē)床一般為2軸控制,,因此只需選用2軸軸卡,。伺服回路如圖2,機(jī)床半閉環(huán)控制時(shí),,位置反饋和速度反饋均由伺服電機(jī)內(nèi)置編碼器實(shí)現(xiàn),。全閉環(huán)控制時(shí),外置編碼器或直線尺作位置反饋,,內(nèi)置編碼器作速度反饋,。對(duì)于無(wú)主軸伺服的場(chǎng)合,選用帶電源的SVM型伺服放大器,,對(duì)于有主軸伺服的場(chǎng)合,,選用不帶電源的SVM型伺服放大器。

(3)aC串行主軸回路aC串行主軸回路如圖3,。存儲(chǔ)器板與主軸放大器之間使用光纜通過(guò)高速串行接口進(jìn)行連接,。

(4)變頻調(diào)速型主軸回路機(jī)床主軸調(diào)速可以采用三相交流電機(jī)作主機(jī),系統(tǒng)輸出IOV模擬量命令給交流變頻器進(jìn)行主軸詞速,,如圖4所示,。

迄今為止,已采用16套0TD系統(tǒng)改造數(shù)控車(chē)床14臺(tái),。
2.OM 數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用
0M 系統(tǒng)主要用于數(shù)控銑床和加工中心的控制,。
(1)BSIO0數(shù)控銑床的改造該機(jī)床系專(zhuān)用銑床只能銑平面,3個(gè)坐標(biāo)軸不能聯(lián)動(dòng),。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)為SIMENS直流伺服,,其控制使用PLC調(diào)整極不方便。
改造方案采用0MD系統(tǒng),,x,、Y、Z3個(gè)坐標(biāo)軸均采用aC12交流伺服電機(jī),。主運(yùn)動(dòng)不作改動(dòng),,仍沿用原機(jī)械變速。改造后,,該銑床為通用數(shù)控銑床,,可以3軸聯(lián)動(dòng)。
(2)XK715B數(shù)控銑床的改造 采用0MD系統(tǒng)x,、Y,、Z3個(gè)坐標(biāo)伺服電機(jī)分別為aC22、aC22,、aC30B,。考慮到aC系列主軸伺服為開(kāi)環(huán)速度控制,,控制精度不高,,故主軸伺服采用tl系列。a 串行主軸回路如圖5,。位置編碼器可以接至主軸放大器,,也可以接至存儲(chǔ)器板。


該機(jī)床主要用于模具加工,,其加工程序較長(zhǎng),。如果使用存儲(chǔ)器工作方式,必須將加工程序進(jìn)行多段分割,,逐一傳到系統(tǒng)內(nèi)存進(jìn)行加工,,非常不方便。現(xiàn)設(shè)計(jì)3DNC運(yùn)行方式,,計(jì)算機(jī)只將加工程序傳到系統(tǒng)緩沖區(qū),,邊傳送邊運(yùn)行。
(3)XH754臥式加工中心的改造 該機(jī)床原控制系統(tǒng)為FANUc一6M,立柱固定,,主軸箱在立柱上做上下移動(dòng)(Y軸),,工作臺(tái)可在水平面上做兩坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)(X 軸和z軸)以及5。×72等分分度(TAB軸),。機(jī)床采用無(wú)機(jī)械手換刀系統(tǒng),,換刀時(shí),由主軸箱運(yùn)動(dòng)到刀庫(kù)上的換刀位置,,利用主軸直接取走或放回刀具,。
由于0MD最多只能控制4個(gè)坐標(biāo)軸,采用兩套OMD以主一從方式運(yùn)行實(shí)現(xiàn)5坐標(biāo)軸的控制如圖6,。NC1和NC2經(jīng)信號(hào)接口電路互連,,NC1為主,NC2為從,。為了盡可能減少兩系統(tǒng)間的信號(hào)互換,,機(jī)床的控制盡量集中到NC1,只將刀庫(kù)軸的運(yùn)動(dòng)控制分割到NC2,。改造后,,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,加工節(jié)拍由6min45s縮短為5minl5s,。

(4)ZH5120立式鉆削中心的改造原控制系統(tǒng)為FANIIc一3M,。改造采用0MC系統(tǒng),進(jìn)給驅(qū)動(dòng)為n交流伺服,,主軸為a交流串行主軸,。此方案還具有如下特點(diǎn):① 該機(jī)床刀庫(kù)為純機(jī)械式換刀,刀庫(kù)換刀是通過(guò)z軸短距離的運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行,。因此,,換刀程序用宏程序編制。換刀宏程序體由T代碼調(diào)用,。②自動(dòng),、MDI以及JOG方式均可進(jìn)行換刀操作。③ 主軸電機(jī)采用內(nèi)置㈣s,。r作位置反饋和速度反饋,,以便進(jìn)行剛性攻螺紋。當(dāng)進(jìn)行剮性攻螺紋時(shí),,主軸不僅進(jìn)行速度控制,,還進(jìn)行位置控制,以使主軸的移動(dòng)與z軸同步,,這樣,,不必使用彈簧刀桿,。
3.0G數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用
H203曲軸磨床原采用大隈OSP5000型控制器。改造方案采用0GCC系統(tǒng),,3個(gè)坐標(biāo)軸均采用絕對(duì)位置測(cè)量的a系列交流伺服電機(jī),,如圖7。選用4軸軸卡,,即x,、Z,、Cf,、Y4軸。Cf軸為旋轉(zhuǎn)軸,,y軸可以定義為直線軸,,但不能進(jìn)行圓弧插補(bǔ),也不能進(jìn)行刀具補(bǔ)償,。修整器使用x,、z軸,而砂輪架的進(jìn)給用y軸,。機(jī)床配置前,、后操作臺(tái)。后操作臺(tái)主要用于與修整器有關(guān)的操作,,前,、后操作臺(tái)各配一個(gè)手輪。并增加手輪接口卡,。修整器x軸和z軸使用手輪l,,手輪1接存儲(chǔ)器卡。砂輪架進(jìn)給y軸使用手輪2,,手輪2接手輪接口卡,。


機(jī)床加裝回零撞塊困難,故采用無(wú)撞塊方式回零,。建立的零點(diǎn)是任意的機(jī)械位置,,由于伺服系統(tǒng)采用絕對(duì)位置測(cè)量,一旦機(jī)床零點(diǎn)建立起來(lái)以后,,只要電池不掉電,,該機(jī)床零點(diǎn)將一直保持不變。
加工程序和修整程序均采用B型用戶(hù)宏程序編制,。加工程序按主程序方式編制,,修整程序按子程序方式編制。對(duì)于使用用戶(hù)宏程序B的場(chǎng)合,,選用全鍵式CRT/MDI單元,。砂輪每次修整后,,x軸和y軸需要進(jìn)行補(bǔ)償。x軸的補(bǔ)償引用刀具補(bǔ)償變量 2002,。由于y軸不能使用刀具補(bǔ)償,,引用y軸偏置變量 2401作y軸補(bǔ)償。
由于工藝要求至少有2點(diǎn)的尺寸,,即半精磨和精磨終到尺寸由量?jī)x控制,,因此系統(tǒng)配置了多點(diǎn)跳動(dòng)功能(Multi—step Skip)。半精磨和精磨使用G31指令,,在執(zhí)行G31的中途,, 由外徑量?jī)x輸入跳過(guò)信號(hào)(P2或P3)沖止該指令的剩余部分,轉(zhuǎn)而執(zhí)行下一個(gè)程序段,。

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