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卧式镗铣加工中心设计一例


放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-20
本例机床TH6516数控卧式镗铣加工中心主要由工作台移动X轴、主轴箱移动Y轴、镗杆移动Z轴、立柱移动W轴、工作台旋转B轴、刀库以及液压、润滑、冷却、温控等辅助系统组成。用于大型金属加工场合,完成镗孔、铳孔、绞孔、钻孔、攻丝及铣平面等加工工序,具有六十刀座的自动换刀刀库,曾参展2001年北京国际机床博览会(CIMT2001)。

1.电气控制系统的硬件配置及软件:

电气控制系统包括NUM1060Ⅱ CNC数控系统、NUM MDLA伺服驱动系统、NUM BPH交流伺服电机、HEIDEHAIN直线光栅尺、CT MENTORⅡ直流调速系统、南洋主轴直流电机、刀库液压传动系统、内置PLC控制系统、配置如下图:

PC机机
NUM 1060Ⅱ

CNC+PLC
刀库及液压

传动系统
伺服电机

及光栅尺
NUM MDLA

模块化伺服驱动
CT MENTORⅡ

直流调速系统
主轴直流电机

及主轴编码器

机床电气控制系统配置图

软件环境为基于WINDOWS平台的PLC编程及机床数据管理的PLCTOOL软件、调整NC机床参数和伺服参数的SETTOOL软件、编写人机界面的MMITOOL软件以及备份全部机床数据的BACKUP软件。

1.1 NUM 1060数控系统简介:

NUM 1060是一种开放式、功能强大、控制灵活的CNC数字控制系统,CPU为32位的68040。由于采用了模块化设计、光纤通讯技术、内置PLC的输入、输出模块和轴转接模块,大大简化了连线,提高了整体可靠性,方便了调试与维护。开放和友好的系统软件、交互式编程方式、强大的通讯与网络功能、完善而强大的丝杆螺距误差补偿、便利的PLC控制结构,辅之以强大的编程软件,使其控制得更加灵活、方便。

1.2 NUM MDLA伺服驱动系统简介:

NUM MDLA是一种模块式的、高动态范围的、全数字矢量控制伺服驱动系统;其具有的宽频带的±10V模拟量接口,确保了高速加工和轮廓精度特性;独立的参数设置与调整、简捷的实时诊断,使调试便得更加轻松。

1.3 NUM BPH交流伺服电机简介:

NUM BPH是采用钐钴稀土磁体的进给轴电机,具有宽调速范围、高达IP67的防护等级与H的绝缘等级以及温度传感器的保护,其正弦波信号控制确保了低速时平滑旋转。

1.4 NUM 1060内置PLC 控制系统的简介:

NUM 1060内置PLC采用了多任务的编程结构,提高了其可编性与可读性;丰富的PLC与CNC的交换信息,特别是可通过PLC解读全部CNC信息的DNC1000选项功能使控制的自动化程度进一步提高;而PLC程序在屏幕上的动态显示,则极大方便了用户的维护。

2.卧式镗铣加工中心的PLC控制程序的设计与实现:

本例机床的PLC程序是在PLCTOOL软件平台上完成开发设计的。考虑到调试与维护的便利性,采用了梯形图语言设计PLC程序,其优势在于能动态地、直观地显示出来。

2.1 本例机床的各程序模块简介:

本例机床无后台和中断任务,故没有%TF与%TH程序模块,其程序模块列表如下:

初始化模块%INI:系统上电时执行一次,完成硬件配置的验证和变量初始化;

循环模块%TSO:20ms执行一次,完成主轴与进给轴的上电、使能和复位控制、M代码应答以及子程序模块的调用;

循环模块%TS1:100ms执行一次,完成0.2-25.6s闪烁周期的信号建立;

循环模块%TS2:100ms执行一次,完成报警显示的控制;

子程序模块%SP0:完成主轴的控制与显示;

子程序模块%SP1:完成进给轴的控制与显示;

子程序模块%SP2:完成刀库的控制与显示;

2.2 本例机床PLC程序设计小结:

NUM梯形图语言具有丰富的指令,极大地简化了控制程序,并缩短了PLC执行时间,特别是步变量的引入,比较指令、位移指令、赋值指令的组合使用,效果最为突出,而通用功能中qcktool功能则将刀库移动控制变为轻而易举。

本例机床经过紧张的调试与安装,已交付用户使用,且所设计开发的程序模块拥有良好的可移植性,并已成功地移植到其它的数控镗铣床中。
 
 
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