FANUC0iMateTD系統(tǒng)在數(shù)控車床改造中的應用

1、廠mimuv/ ul ividld i lj 示勿lit 妙丁h 干丿個十口屮業(yè) e尹昭輝1，宋指宏$(1 淮安信息職業(yè)技術學院江蘇淮安223003 ；2,江蘇清拖農業(yè)裝備有限公司江蘇 淮安223003)摘要:介紹了一種經濟型數(shù)控車床的改造設計方案重點在數(shù)控系統(tǒng)硬件連接、外圍電氣部分改造、通電調試等方面做 了介紹改造后機床運行的穩(wěn)定性、加工效率等方面有明顯提高。尖鍵詞數(shù)控車床；改造連接;電氣調試中圖分類號:tg519.1文獻標識碼b文章編號：1672- 545x(2012)07- 0154-03傳統(tǒng)的大型企業(yè)中早期的數(shù)控車床功能少，系 統(tǒng)不穩(wěn)定故障率高影響生產。因此對其升級改造， 是綜合經濟性

2、考慮的一個重要的手段。車間有一臺ck6140數(shù)控車床2000年購買，配 備某國產基于pc機開放式數(shù)控系統(tǒng) 主軸采用變頻 調速 調速范圍500 r/min 進給軸采用混合步進 驅動癥位精度0.01mm 四工位電動刀架附加裝置 有冷卻系統(tǒng)和手動潤滑系統(tǒng)。從企業(yè)處了解，該機床2006年幵始故障率升 高使用效率不高基本處于半停產狀態(tài)但機床剛 性及機械性能良好電氣元件未老化。綜合使用、維 修等各方面考慮決定對該系統(tǒng)進行升級改造。1改造的思路1.1機械部分的改造該機床絲杠、導軌、刀架、主軸等機械運動部件 性能良好，冷卻執(zhí)行機構、潤滑油路、尾架等輔助功 能也正常不需要進行改造但要注意除銹和清潔保 養(yǎng)。另外一

3、個要重點考慮的，就是fanuc標配伺服 電機與絲杠的連接，可以采用聯(lián)軸器或無鍵錐環(huán)同 步帶傳動，還有就是數(shù)控系統(tǒng)的安裝控制柜的制作。 1.2數(shù)控系統(tǒng)的改造我們對該機床的故障率升高現(xiàn)象進行分析后發(fā) 現(xiàn)主要是因為數(shù)控系統(tǒng)的不穩(wěn)定性造成的再一個 就是車間的工作環(huán)境不佳使得pc機的硬件老化程 度嚴重扌妾口信號不穩(wěn)定。那么系統(tǒng)的穩(wěn)定性就成為 改造的首要考慮因素。結合市場上主流數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn) 定性、控制功能、價位以及該企業(yè)員工比較熟悉的數(shù) 控系統(tǒng)品牌 我們選擇fanuc oi mate td系統(tǒng) 其屬 于緊湊型cnc在市場上得到了廣泛應用。該型號高 可靠性、高性價比，適合于簡單的數(shù)控車床，系統(tǒng)各 硬件連接線纜

4、為fanuc公司標配用靈活連接、 維修更換簡單。1.3外圍電氣控制部分的改造由于該機床機械動作功能能夠滿足使用要求 故不增加其他附加機構，唯一的就是把原來的手動 潤滑改為自動潤滑因此在主軸變頻控制、冷卻控 制、刀架控制等外圍強電部分基本上可以不做大的 改動；對于自動潤滑控制則應添加液面反饋和潤滑 輸出、執(zhí)行部件但是各個動作的控制信號部分由 于要和fanuc數(shù)控系統(tǒng)進行匹配連接與原來幵放 式系統(tǒng)有區(qū)別此處電氣原理圖需要重新設計。1.4整機通電調試進行完各部件安裝連接之后，要對機床進行整 機調試主要完成pw地址的設定、參數(shù)的設定、調 試試切削等項目最后通過試件的切削情況進行綜 合的優(yōu)化最后完成設備

5、的改造。2改造實施2.1機械部分的改造由于原有機床結構性能良好-不需要做很大的 改動主要改造的就是把原有的步進電機改為 fanuc伺服電機由于結構尺寸不同把原有的聯(lián)軸 器連接改為同步齒形帶傳動需要重新制作一個電 機支撐座考慮到調整方便同步齒形帶采用無鍵錐 環(huán)連接。傳動鏈為伺服電機同步齒形帶絲杠。 2.2數(shù)控系統(tǒng)硬件的連接由于fanucoi wte td系統(tǒng)標配有主控制器、收稿日期2012- 04-25作者簡介尹昭輝(1979-)-男，河北滄州人，講師，工程師，碩士學位，研究方向為數(shù)控設備幵發(fā)。處 24v淚交流)v手播嫌沖發(fā)生盞1 jd36a 主紬妹沖編鈣r232用行通訊口i cx19b i c

6、x30 i cz4 i i cz5 iicopiob!f1 1蟲流24v- 三相交流 200vfjdia i z hmt?制器 mulj7a i圖1 系統(tǒng)硬件連接圖伺服驅動器、i/o link、手搖脈沖發(fā)生器以及相尖連 接線纜、接口等部件，我們在實施過程中，主要是根 據硬件連接說明書進行。主控制器上的cop10a通 過fssb與驅動器cop10b連接進行伺服信號的發(fā) 送jd1a端口口與i/o link jd1b端口連接 負責外 部信號與內部pk/c的輸入輸出控制ja40連接變頻 器，輸出主軸轉速指令模擬電壓信號ja7a 口接主 軸原有的脈沖編碼器負責主軸轉速的反饋0d36a 口接一rs2s2串

7、口電路負責串行通信。伺服驅動器 ±cx19b 口接入24v直流電源cz4 口連接來自伺 服變壓器三相電源cz5 口接伺服電機cx30 口接急 停信號jf1 口接伺服電機位置反饋。手搖脈沖發(fā)生 器接i/o link上ja3 口。如圖1所示。急停信號傳鬆電機伺膽電機反遺2.3外圍電氣系統(tǒng)的改造在保持原有控制功能的基礎上主要考慮機床 控制信號和系統(tǒng)的連接問題，外圍輸入輸出信號主 要是通過fanuc數(shù)控系統(tǒng)配置的iolink進行交 換。本次改造中外部輸入輸出信號主要考慮機床 操作面板輸入輸出通過50芯扁平線纜連接i/o link的cb105.cb107端口 ；機床側輸入輸出主要有 報警、限位

8、、刀架信號、三色燈、主軸電機、刀架電機、 冷卻、照明等信號通過繼電器模塊組、分線器模塊 連接i/o link的cb104端口。如圖2所示。圖2 外圍控制信號連接圖2.4通電調試2.4.1 pmc地址的設定考慮到該系統(tǒng)配套的i/o link有4個連接器分別為cb104.cb105.cb106.cb107，每個連接器有24個輸入點和16個輸出點-即總共有96個輸入點 和64個輸出點。由于考慮到把cb105和cb107用于 機床操作面板cb104用于機床側輔助信號使用戈 要考慮到x8.4.x9.1和x9.2這3個地址nc系統(tǒng)療 部已固定并且工作時為高電平故pmc地址定義如 表1所列。表1 pmc地址

9、分配及占用端子c8104 館口c8105k 口cb107kq地址號子號功能地址號用子號功璉地址號箱子號功曉x8.0- x8.7a02- b05x11.0- x11.7a02- b05換刀尋x15.0x15.7ad2- b05動尋x9.0- x9.7a06- b09面低籌x16.0-x16.7ad6-b09手動奪x18.0-x18.7a06- b09進給倍xi 0.0- x10.7a10- b13刀架倍 號等x17.0- x17.7a10- b13跳步寒xi 9.0- x19.7a10- b13主軸正y8.0- y8.7a16- b19各電機 輸出燈y10.0- y10.7a16- b19xi

10、4.0- x14.7a16- b19換刀燈 等輸出y9.0- y9.7a20- b23控驅y11.0- y11.7a20-b23冷卻燈x15.0- x15.7a20b23手輪燈 籌輸出“s3根據設定的各個點的地址，下一步就是進行編 制該機床的pmc控制程序主要考慮：(1) 需要快速響應、容易造成嚴重后果的信號編 入一級程序，比如急停、各方向超程限位等；(2) 其他功能塊程序編入二級程序如工作方 式、主軸控制、換刀控制、冷卻、報警、三色燈等。 2.4.2參數(shù)的設定數(shù)控系統(tǒng)能夠正常運行的重要條件，是必須保 證各種參數(shù)的正確設定不正確的參數(shù)設置與更改 都可能造成嚴重的后果。因此在機床運行前必須對 相

11、應的參數(shù)進行正確的設定，具體必須參照參數(shù)說 明書。(1) 進入系統(tǒng)參數(shù)設置畫面。首先設置基礎性參 數(shù) 包含i/o通道、各軸互鎖、各軸方向互鎖、超程檢 查、串行主軸、手輪有效等。分別找到對應相應的參 數(shù)號，輸入正確的參數(shù)值。(2) 進行'伺服參數(shù)'的設定。進行參數(shù)設定時， 注意對于位型和位軸型參數(shù)每個數(shù)據由8位組成， 每個位都有不同的意義，軸型參數(shù)允許對每個軸分 別設定參數(shù)各參數(shù)類型的數(shù)據范圍為一般有效范 圍，具體參數(shù)范圍根據實際情況確定。在伺服設定的 畫面中需要設定電機代碼、amr、指令倍乘比、柔性 齒輪比n、電機旋轉方向，速度反饋脈沖數(shù)、位置反饋 脈沖數(shù)、參考計數(shù)器容量，通過

12、軸切換分別設置x軸 和z軸。(3) 進行主軸參數(shù)'的設定。在該參數(shù)設定畫面 內需要設定電機代碼、電機名稱、主軸最高轉速、電 機最高轉速、主軸傳感器類別、電機回轉方向、位置© 1994-2014 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 編碼器旋轉方向。(4) 進行'軸'參數(shù)的設定。進入參數(shù)設定畫面， 需要設定從1006至1624號參數(shù)，這些參數(shù)主要控 制各個軸的名稱、伺服增益、運行速度、加減速常數(shù) 等。其中特別注意參考點的設置由于我們選擇的該 系統(tǒng)配置|38

13、/3000is伺服電機該電機內置絕對值編 碼器根據改造需要我們進行無擋塊參考點設置，步 驟如下：是用手動方式，移動x軸和z軸到達所需要 設定的零點附近位置；二是設定參數(shù)1815#4和1815#5為0 ；三是系統(tǒng)斷電后重新肓動系統(tǒng)；四是不移動x軸和z軸的情況下重新設定 1815#4為1重新肓動系統(tǒng)；五是系統(tǒng)報警要求回原點然后設置1815#5參數(shù)為1再次斷電肓動。在設定好以上參數(shù)后需要先斷電再上電以使 參數(shù)設置生效參數(shù)設置的完整性以畫面有無報警 為標準。2.4.3調試試切(1)調試各種基本操作功能。包括各功能鍵的正 常實現(xiàn)、手動操作方向和速度、手輪操作的實現(xiàn)、mdi 方式的實現(xiàn)、主軸操作、刀架操作

14、、自動運行、其他輔 助動作等。(2)試件切削。以該機床承擔的加工任務中的典 型零件作為試切的載體通過對刀、程序輸入、加工、 檢測等環(huán)節(jié)対該機床改造后的加工性能進行評估。3結束語該機床經過改造后投入生產經過一段時間的 使用后各操作正常運行穩(wěn)定沒有發(fā)生實質性故 障，生產效率大大提高。能夠證明本次改造是可行 的、成功的也讓企業(yè)節(jié)省了大量的成本。同時本次 數(shù)控車床的成功改造-也為該企業(yè)在其它傳統(tǒng)設備 的數(shù)控化改造方面提供了理論和實踐依據。參考文獻：1 黃敏高萬 勤.西門子840di數(shù)控系統(tǒng)在cw630臥室加工 中心改造中的應用j.制造技術與機床-2008 <4) :149- 150.2 王印力周

15、新民葉選林.普通車床機械部分的數(shù)控改造j. 林業(yè)機械與木工設備-2008 -36(11) 56- 57.application of fanuc 0i mate td in refitting of numerical control latheyin zhao-hui1 song zhi-hong2(1. huaian college of information tech no logy, huaia n jian gsu 223003 china ;2. jiangsuqingtuo agricutural equipment co., ltd., huaian jiangsu 2230

16、03 china)abstract: in the large enterprise, the cnc lathe have less function, system is instability,failure rate is higher, this had affect production.so the upgrading comprehensive consideration of the economy is a important method. this paper introduces a kind of economic numerical control lathes

17、refitting scheme, hinge introduction and design the numerical control system hardware link. refitting of electrical parts, electricity debugging. after the refitting,the stability and processing efficie ncy is obviously in crease.key words: numerical control lathe;refitting;link;electrical debugging(上接第149頁)cause analysis to the open gear vibration of a large gantry craneliu bao-jun(shanghai zhenhua heavy industries co., ltd., shanghai 200125, china)abstract: in this pager, a gantry crane outage that was caused by the expo