CQ5250立車之?dāng)?shù)控化改造

1、一、機(jī)床電氣改造控制系統(tǒng)概述CQ5250立車在我公司服役多年,機(jī)械電氣故障率頻繁,為滿足我公司生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝加工要求,借該機(jī)床搬遷之機(jī),我們對(duì)其進(jìn)行了全面的數(shù)控化改造。滿足加工大型球面瓦的全部工藝要求。更換原電氣控制系統(tǒng),全面提高有機(jī)床性能,滿足高效加工各類工件的工藝要求,降低設(shè)備故障率。此次改造的雙軸組數(shù)控機(jī)床主要由機(jī)床操作面板、雙顯示器(操縱臺(tái)及懸掛按鈕站各一,以方便操作工人操作,X、Z、U、W四個(gè)直線坐標(biāo)軸及機(jī)床的液壓、潤滑、冷卻系統(tǒng)等機(jī)床輔助功能組成。機(jī)床的電氣系統(tǒng)包括數(shù)字控制系統(tǒng)(C N C、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床的輸入和輸出PLC控制系統(tǒng)等。數(shù)控系統(tǒng)主要完成人機(jī)對(duì)話操作和四個(gè)坐標(biāo)軸和一個(gè)

2、手輪軸及機(jī)床輔助裝置的控制。由于該機(jī)床的控制軸數(shù)及多軸組的要求,我們對(duì)多家數(shù)控產(chǎn)品的性能價(jià)格進(jìn)行了咨詢比較后,決定采用NUMPower1040T系統(tǒng)為最佳性價(jià)比的數(shù)控系統(tǒng)。NUMPower1040T是NUM公司較高檔的數(shù)控系統(tǒng)之一,也是世界上較高檔的系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的功能和開發(fā)性及友好的界面。N U MP o w e r 1040T型數(shù)控系統(tǒng)可以控制六個(gè)軸。四軸聯(lián)動(dòng)是基本配置。系統(tǒng)中的圖形功能管理CNC面板顯示和鍵盤,內(nèi)存用來存儲(chǔ)操作程序,PLC程序和用戶文件,強(qiáng)大的通訊功能,提供了3個(gè)通訊接口及RS232/RS485/ RS422通訊方式任意選擇。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能為用戶預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)接口,

3、針對(duì)該機(jī)床,應(yīng)用了N U MP o w e r 1040T強(qiáng)大的功能。1.4軸+1手輪軸2.64/48數(shù)字輸入/輸出模塊+遠(yuǎn)程數(shù)字輸入/輸出模塊3.10寸彩顯(+8寸彩顯+操作面板+電子手輪其他部分改造如下:1.水平進(jìn)給電機(jī)選用BPH1907K,垂直方向選用帶抱閘功能的電機(jī)BP1907KBRAKE。驅(qū)動(dòng)器均選用MDLA2075裝置。CQ5250立車之?dāng)?shù)控化改造文/洛陽中重設(shè)備工具公司電氣技術(shù)科任建生王周 2.左刀架原普通絲杠更換為滾珠絲杠。3.右刀架保留原絲杠。4.進(jìn)給傳動(dòng)減速器選用PS300I=10。5.重新制作懸掛按鈕站及操作臺(tái)。6.重新制作電控柜。二、C Q5250立車數(shù)控改造的特點(diǎn)該機(jī)

4、床具有雙刀架,且要求兩個(gè)刀架同時(shí)能夠切削,這要求系統(tǒng)具有雙軸組功能。雙軸組的控制優(yōu)點(diǎn)就是系統(tǒng)內(nèi)部具有兩個(gè)相對(duì)的通道,每個(gè)通道都有相對(duì)獨(dú)立的PLC、NC信息交換區(qū),M代碼、T代碼及PLC變量和標(biāo)志位。系統(tǒng)可在公共軸組方式和獨(dú)立軸組方式間切換。當(dāng)系統(tǒng)工作在公共軸組時(shí),兩個(gè)軸組具有相同的工作方式。當(dāng)系統(tǒng)工作在獨(dú)立軸組時(shí),兩個(gè)軸組可以有不同的工作方式,可獨(dú)立操作。該機(jī)床把X、Z放在軸組1中,把U、W放在軸組2中,機(jī)床的兩個(gè)刀架分配到不同的軸組中。在不同的軸組中,兩個(gè)刀架可以分別以自己的轉(zhuǎn)速、方向同時(shí)或單獨(dú)工作。而且在每個(gè)軸組中可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)給定的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)。2.利用NUMPOWER1040TPLC的遠(yuǎn)程4

5、模入/2模出模擬量模塊實(shí)現(xiàn)雙刀架的自動(dòng)與手動(dòng)功能結(jié)合NUMPOWER1040T系統(tǒng)內(nèi)置式PLC使用NUM系統(tǒng)提供的輸入/輸出接口與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,按模擬量模塊地址進(jìn)行硬件撥碼,設(shè)計(jì)INI程序進(jìn)行模擬量模塊初始化設(shè)置,增加%11000號(hào)程序。實(shí)現(xiàn)兩刀架同時(shí)手動(dòng)功能。3.雙刀架數(shù)控立床通過采用N U MM D L A 數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與N U M1040TC N C數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合的應(yīng)用結(jié)果。NUMMDLA是一種模塊式的、高動(dòng)態(tài)范圍的、全數(shù)字矢量控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),可靠性高,體積小而輕,便于安裝,對(duì)電網(wǎng)電壓要求低,輸入電源寬,是數(shù)控改造設(shè)計(jì)一個(gè)理想的選擇。采用NUMDRIVE數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與NUM1040T

6、數(shù)字控制系統(tǒng)后,提高了系統(tǒng)的控制速度和集成度。大大縮小了控制系統(tǒng)的體積,同時(shí)使機(jī)床電柜數(shù)量減少,節(jié)約資金。采用NUMDRIVE數(shù)字伺服系統(tǒng)。利用全數(shù)值化參數(shù)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整,簡單方便。機(jī)床參考點(diǎn)信號(hào)直接引入伺服系統(tǒng)中,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,并保證了原點(diǎn)的定位精度。系統(tǒng)能對(duì)反饋位置信號(hào)的品質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,信號(hào)出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警。三、C Q5250立車數(shù)控系統(tǒng)的P L CNUMPOWER1040T系統(tǒng)內(nèi)置式PLC使用NUM系統(tǒng)提供的輸入/輸出接口與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,通過PLC的掃描周期刷新存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù),PLC讀外界數(shù)據(jù)是通過%I變量,而PLC輸出給外界數(shù)據(jù)是通過%Q變量進(jìn)行的。內(nèi)置式P L C與

7、NC之間則通過交換區(qū)交換數(shù)據(jù),交換區(qū)中的內(nèi)容是NC與PLC之間輸入/輸出的數(shù)據(jù)。N U M數(shù)控系統(tǒng)P L C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(jié)合(即語句表指令可以直接寫在梯形圖上,不需要進(jìn)行梯形圖與語句表的相互轉(zhuǎn)換,并且其結(jié)構(gòu)為多任務(wù)方式,特別適合于P L C比較復(fù)雜的程序。N U M提供了強(qiáng)大的PLC指令,PLC程序可以動(dòng)態(tài)的在屏幕上顯示。通過可以在WINDOWS下運(yùn)行的PLCTOOL軟件,可以實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)上編好的程序和N C進(jìn)行傳輸并實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控。雙軸組功能涉及的PLC變量:%W2.2公共軸組與獨(dú)立軸組切換。%W17.B軸組選擇。用于顯示相應(yīng)軸組數(shù)據(jù)。%Wg03.B獨(dú)立

8、軸組工作方式選擇。(g=1-8為軸組號(hào),下同%Wg01.2獨(dú)立軸組g的循環(huán)啟動(dòng)請(qǐng)求。%Wg01.1獨(dú)立軸組g的循環(huán)停止請(qǐng)求。%Wg02.B軸組g的進(jìn)給倍率。 數(shù)控天地CNCWorld自動(dòng)與手動(dòng)功能結(jié)合涉及的PLC:四、CQ5250立車數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置NUMPOWER1040T的參數(shù)按數(shù)據(jù)類型可分為十六進(jìn)制數(shù)、三十二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)等類型。按功能可分為軸的配置、測量參數(shù)的設(shè)定、伺服控制參數(shù)的設(shè)定、行程設(shè)定、主軸參數(shù)設(shè)定、輔助功能參數(shù)、通訊參數(shù)的設(shè)定、D I S C軸參數(shù)的設(shè)定八個(gè)方面。在參數(shù)設(shè)定的時(shí)候,通過這幾個(gè)方面去設(shè)定,非常方便靈活,易學(xué)易用。雙軸組功能相關(guān)的參數(shù):P97系統(tǒng)軸組數(shù)。該參數(shù)

9、定義數(shù)控系統(tǒng)的軸組數(shù)。P0被顯示的軸。該參數(shù)定義數(shù)控系統(tǒng)被顯示的軸。P2測量軸。該參數(shù)定義數(shù)控系統(tǒng)測量軸。P3伺服軸和插補(bǔ)軸。該參數(shù)定義數(shù)控系統(tǒng)伺服軸和插補(bǔ)軸。P5軸組的機(jī)床配置。該參數(shù)定義軸組的機(jī)床類型。P9軸分配到軸組。該參數(shù)用來將軸名與實(shí)際地址聯(lián)系起來。通過對(duì)上述參數(shù)的設(shè)定,這臺(tái)立車雙軸組的數(shù)控機(jī)床已基本上具有它相應(yīng)的功能。自動(dòng)與手動(dòng)結(jié)合功能相關(guān)的參數(shù):P7該參數(shù)N1位3置1時(shí)可用子程序調(diào)用一個(gè)復(fù)位命令。五、C Q5250立車數(shù)控系統(tǒng)的其他設(shè)置1.%11000程序的編制%11000N10G79E20000=1N100N50E91002=0E91003=0N60G79N150N100E91

10、002=1E91003=1N150G79N200N200多軸組的加工程序是由對(duì)應(yīng)于每個(gè)軸組的程序組合而成。每一程序都有一個(gè)共同的基本序號(hào),其后跟一個(gè)指定軸組用的索引號(hào)。加工程序的子程序不需要索引號(hào)。例如:%5.1軸組1的程序序號(hào)%5.2軸組2的程序序號(hào)這臺(tái)雙軸組數(shù)控立車的主要功能和控制均由上面幾個(gè)方面完成,其中PLC中的處理更是這臺(tái)機(jī)床必不可少的。處理好了上面這些參數(shù)、變量、雙軸組,該機(jī)床便可以正常工作。六、C Q5250立車機(jī)床數(shù)控改造的應(yīng)用結(jié)果這臺(tái)雙軸組數(shù)控機(jī)床經(jīng)過我們緊張的設(shè)計(jì)、現(xiàn)場調(diào)試后,機(jī)床正常工作,完全符合數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到設(shè)計(jì)要求。雙刀架數(shù)控立床通過采用NUM1040TCNC數(shù)字

11、控制系統(tǒng)與NUMDRIVE數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)后,取得了如下的應(yīng)用結(jié)果。1.該機(jī)床是我公司就自行對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造后,第一臺(tái)雙刀架同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能的大型立車。NUM1040TCNC數(shù)字控制系統(tǒng)與NUMDRIVE數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在這臺(tái)機(jī)床上的應(yīng)用成功為今后我公司同類數(shù)控機(jī)床的開發(fā)改造奠定了良好的基礎(chǔ)。2.采用雙刀架自動(dòng)與手動(dòng)功能結(jié)合的功能,是普通數(shù)控系統(tǒng)改造機(jī)床所不具備的。但由于NUM1040T C N C數(shù)字控制系統(tǒng)的靈活性、開放性及我們技術(shù)改造人員本著操作人員的方便為第一的精神,為實(shí)現(xiàn)這一功能,我們查閱了大量相關(guān)技術(shù)資料,多方請(qǐng)教,反復(fù)試驗(yàn),終于成功實(shí)現(xiàn)這一編程工作及參數(shù)設(shè)置。使該機(jī)床的控制盡善盡美。最大限度的滿足了操作者的要求。3.系統(tǒng)采用采用了雙顯示器對(duì)操作過程實(shí)時(shí)監(jiān)控,大大方便了操作工人