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2008-05-18 17:55 |
动龙门双轴组数控机床的设计
1、机床电气控制系统 Pq4sv`q)S Dkdm~~Rr 本文介绍的动龙门、双主轴、双轴组数控机床主要由机床操作面板(包括显示器),X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2六个直线坐标轴(其中X1、X2为龙门同步轴),双主轴及机床的液压、润滑、冷却系统等机床辅助功能组成。机床的电气系统包括数字控制系统(CNC)、伺服驱动系统、主轴变频调速系统及机床的输入/输出PLC控制系统等。数控系统主要完成人机对话操作和6个坐标轴、2个主轴及机床辅助装置的控制。该机床的坐标轴采用日本安川公司Σ系列的伺服驱动系统和伺服电动机,主轴变频调速系统采用日本安川公司626MC5系列驱动器和专用主轴变频调速电动机。由于该机床的控制轴数及多轴组的要求,其数控系统采用法国NUM1060Ⅱ型数控系统。 hG;u8|uT^i 4t8 Hy 2、NUM1060Ⅱ型数控系统 HRw,D= 5!cplx=< NUM1060是NUM公司最高档的数控系统,也是世界上最高档的系统之一。该系统具有强大的功能及友好的界面。NUM1060Ⅱ型数控系统可以控制8个轴,四轴联动是基本配置。系统中的图形功能管理CNC面板显示和键盘,内存用来存储操作程序、PLC程序和用户文件。还提供了两个通信接口及RS232、RS485、RS422通信方式任意选择。此外,还具有强大的网络功能,为用户预留了网络接口。该机床应用了NUM1060很多强大的功能。 @/7Rp8Fr w|5}V6WD 多轴组功能 该机床具有双主轴,而且两个主轴要能够同时切削,这就要求系统具有双轴组功能。双轴组的控制优点就是系统内部具有两个相对的通道,每个通道都有相对独立的PLC、NC信息交换区,M代码、T代码及PLC变量和标志位。系统可在公共轴组方式和独立轴组方式间切换。当系统工作在公共轴组时,两个轴组具有相同的工作方式。当系统工作在独立轴组时,两个轴组可以有不同的工作方式,可独立操作。该机床把X1、Y1、Z1、X2放在轴组1中,把Y2、Z2放在轴组2中,机床的两个主轴分配到不同的轴组中。在不同的轴组中,两个主轴可以分别以自己的转速、方向同时或单独工作,而且在每个轴组中都可以实现系统给定的联动轴数。 TOuFFR *@Qt*f 龙门同步功能 该机床为动龙门结构,且跨度较大,所以采用双驱动方式,这就要求两个伺服电动机保持同步。采用NUM数控系统的轴同步功能,即用两个轴口对两个电动机进行驱动,用NC软件来保证它们具有相同的加速度、速度环和位置环。 (8ymQ!aY Ahebr{u 3、NUM1060数控系统的PLC OIWo*
% L"b5P2{c NUM1060系统为内置式PLC,使用NUM系统提供的输入/输出接口与外界进行数据交换,通过PLC的扫描周期刷新存储区内的数据,PLC读取外界数据是通过%I变量,而PLC向外界输出数据是通过%Q变量进行的。内置式PLC与NC之间则通过交换区交换数据,交换区中的内容是NC与PLC之间输入/输出的数据。NUM数控系统中PLC程序的编制采用梯形图形式,是梯形图语言和语句表语言的结合(即语句表指令可以直接写在梯形图上,不需要进行梯形图与语句表的相互转换),并且其结构为多任务方式,特别适合于PLC比较复杂的程序。NUM提供了强大的PLC指令,PLC程序可以动态地在屏幕上显示。通过可以在WINDOWS系统下运行的PLCTOOL软件,可以实现在PC机上编好的程序与NC进行传输并实现在线监控。注:双轴组功能涉及的PLC变量: gh
0\9;h l/I W"A %W2.2 公共轴组与独立轴组切换 W@0(Y9jdg %W17.B 轴组选择,用于显示相应轴组数据 i/Hi %Wg03.B 独立轴组工作方式选择(g=1~8为轴组号,下同) r-V./M@L %Wg00.5 轴组g的M功能应答信号 7xd}J(l %Wg01.2 独立轴组g的循环启动请求 QTyl=z7 %Wg01.1 独立轴组g的循环停止请求 1IsR}uLh %Wg02.B 轴组g的进给倍率 3sw1y %Wg1E.W 轴组g要求应答的M功能编码 rj5:YQEH; %Wg7C.L 轴组g的刀具号 hmi15VW 7vWB=r>5@ 同步轴功能涉及的PLC变量: ><DE1tG M>^IQ %W4.4 轴同步信号 %q!nTGU~ m 8f_w 4、该机床的参数设定 3whyIXs =Vv{ td NUM1060的参数按数据类型可分为十六进制、三十二进制和十进制等几类。按功能可分为轴的配置、测量参数的设定、伺服控制参数的设定、行程设定、主轴参数设定、辅助功能参数、通信参数的设定、DISC轴参数的设定共8个方面。在参数设定的时候,通过这几个方面去设定,非常方便灵活,易学易用。注:双轴组功能相关的参数: }$UFc1He\J s-DtkO
P97 系统轴组数,该参数定义数控系统的轴组数 a&<<X:$Hy P0 被显示的轴,该参数定义数控系统被显示的轴 `<Ftn P2 测量轴,该参数定义数控系统测量轴 NdZ:
7 P3 伺服轴和插补轴,该参数定义数控系统伺服轴和插补轴 &vn9l#\( P5 轴组的机床配置,该参数定义轴组的机床类型 .KD07 P9 轴分配到轴组,该参数用来将轴名与实际地址联系起来 Yk5kC0B =wQ=` 同步轴功能的相关参数: n#R!`*[ aG ,uF P27 双轴关联定义,该参数用来将一从动轴分到相应的驱动轴 npF[J x[ P28 同步轴的关联使能,该参数用来使能驱动轴和从动轴的同步 &0"`\~lA P24 同步轴的对称性,该参数用来指定一个轴允许的同步误差、校正系数和最大同步误差 7D^A:f (*1A0+S90 通过对上述参数的设定,这台动龙门双轴组的数控机床已基本上具有了它相应的功能。 O| 2Q-
@D kDKpuA! 5、该机床工件编程所注意的问题 ZAP+jX; E5dXu5+ye 多轴组的加工程序是由对应于每个轴组的程序组合而成。每一程序都有一个共同的基本序号,其后跟一个指定轴组用的索引号。加工程序的子程序不需要索引号。 Ob6vg^# AjS5 此外对于本机床还有一个特殊的指令,即G78轴组同步功能,因为同步轴放在轴组1中,所以轴组同步在程序编制过程中一定要注意。 WAEKvM4*i0 N4:'X6u; 例如: y/FisX %8.1 轴组1的程序序号 y\[=#g1(@ N10… }B5I#Af7 N20… p#kC#{<nE M30… $1v5*E N40 G78 Q1 ZUu^==a N50… x\%egw N60… EI;\of2, N70 G78 Q2 P1.2 等待%8.2中的Q1 oxzNV&D[{` N80… g U?) %8.2 轴组2的程序序号 piP8ObGjy N10… S|[UEU3FpB N20… Y!L jy
[/ N30… =%3nKSg N40 G78 P1.1 等待%8.1中的Q1 _x!pMj(A N50… WdT|xf.Q& N60… 1@WGbORc* N70 G78 Q1 FMn&2fH N80… 7'|PHQ? S N90 G78 P2.1 Bag#An1 8VZ-`?p 当程序%8.1中出现标志1的时候,%8.2中N40才会往下运行,而%8.2中出现标志1时,%8.1中N70才会往下运行。%8.1中出现标志2时%8.2中N90才会往下运行。 xYT.J 6 +[ItkfSod! 这台动龙门双轴组机床的主要功能和控制均由上面几个方面完成,其中PLC的处理更是这台机床必不可少的。处理好了上面这些参数、变量,双轴组龙门同步的机床便可以正常工作。 P5>CSWy% "7HB3?2>W 这台动龙门双轴组数迭机床已经过有关部门的鉴定。实践表明,NUM1060Ⅱ型数控系统在这台机床上的应用是成功的,对今后使用NUM1000系列数控系统有一定的借鉴作用,也对今后同类数控机床的开发奠定了良好的基础。 my1kF%? {9Y'v 作者:沈阳机床股份公司 陈刚
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