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西班牙FAGOR8055數(shù)控系統(tǒng)在銑鏜床上的應(yīng)用簡(jiǎn)述
摘要：介紹西班牙FAGOR8055數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控銑鏜床上的應(yīng)用，說(shuō)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用，并簡(jiǎn)單介紹系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程。
關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng)；銑鏜；結(jié)構(gòu)；調(diào)試；通訊
0前言
TKA6916經(jīng)濟(jì)型數(shù)控落地銑鏜床是采用當(dāng)代機(jī)械、電氣、液壓等新技術(shù)設(shè)計(jì)而成的機(jī)床，此種機(jī)床是適用范圍大、功能廣泛的重型通用金屬切削機(jī)床，機(jī)床除具有自由伸出的鏜軸能完成落地鏜床所能進(jìn)行的加工外，還具有自由伸出的方滑枕。在方滑枕內(nèi)裝有銑軸與鏜軸，通過(guò)銑軸端鍵可帶動(dòng)裝在方滑枕前頭的直角銑頭、*銑頭、伸長(zhǎng)銑頭及平旋盤(pán)等多種附件的主軸運(yùn)動(dòng)，使機(jī)床不僅能實(shí)現(xiàn)大直徑及大平面的重切削，而且能加工很多工件的內(nèi)腔、內(nèi)腔側(cè)面、內(nèi)腔孔及大端面止口。如配合回轉(zhuǎn)工作臺(tái)使用，可在一次裝夾內(nèi)完成多面多工序加工。采用數(shù)控聯(lián)動(dòng)技術(shù)可完成空間位置面加工、曲面外輪廓。機(jī)床可實(shí)現(xiàn)七軸數(shù)控操作，任意三軸或四軸聯(lián)動(dòng)。
為了達(dá)到目標(biāo)要求，依據(jù)價(jià)格合理，技術(shù)*，不浪費(fèi)資源的原則，電氣控制部分zui后選擇了西班牙FAGOR公司的CNC8055型數(shù)控系統(tǒng)。西班牙FAGOR公司是世界*的專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品公司。8055系列數(shù)控系統(tǒng)是FAGOR高檔數(shù)控，可實(shí)現(xiàn)7軸7聯(lián)動(dòng)+主軸+手輪控制。具有連續(xù)數(shù)字化仿形、RTCP補(bǔ)償、雙向螺補(bǔ)、內(nèi)部邏輯分析儀、SERCOS接口等許多高級(jí)功能，具有+10 V模擬量接口及數(shù)字SERCOS光纜接口，位置反饋可接收1Vpp或TTL方波信號(hào)或數(shù)字SERCOS光纜接口。
方案制定
TKA6916數(shù)控銑鏜床，共有6個(gè)進(jìn)給軸，1個(gè)主軸。其配置及要求如表1。
表1配置要求表
| 軸名稱(chēng) | 扭矩 | 降速比 | 螺距 | 位置控制 | 速度 |
| 滑座（X軸） | 52 Nm | 1∶0.24 | 20 mm | 全閉環(huán) | 5~6 000 mm/min |
| 主軸箱（Y軸） | 52 Nm | 1∶4 | 20 mm | 全閉環(huán) | 5~6 000 mm/min |
| 鏜軸（Z軸） | 32 Nm | 1∶4 | 10 mm | 半閉環(huán) | 1~3 000 mm/min |
| 滑枕（W軸） | 32 Nm | 1∶4 | 8 mm | 全閉環(huán) | 5~3 000 mm/min |
| 轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)（B軸） | 32 Nm | 1∶1 440 | 20 mm | 全閉環(huán) | 0.001~1 r/min |
| 轉(zhuǎn)臺(tái)直線(xiàn)（V軸） | 32 Nm | 1∶2.5 | 20 mm | 全閉環(huán) | 1~6 000 mm/min |
| 主軸（S軸） | 55 kW | 53∶384 | 20 mm | 半閉環(huán) | 1~3 000 mm/min |
軸名稱(chēng)扭矩降速比螺距位置控制速度
滑座（X軸）52 Nm1∶0.2420 mm全閉環(huán)5~6 000 mm/min
主軸箱（Y軸）52 Nm1∶420 mm全閉環(huán)5~6 000 mm/min
鏜軸（Z軸）32 Nm1∶410 mm半閉環(huán)1~3 000 mm/min
滑枕（W軸）32 Nm1∶48 mm全閉環(huán)5~3 000 mm/min
轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)（B軸）32 Nm1∶1 44020 mm全閉環(huán)0.001~1 r/min
轉(zhuǎn)臺(tái)直線(xiàn)（V軸）32 Nm1∶2.520 mm全閉環(huán)1~6 000 mm/min
主軸（S軸）55 kW53∶38420 mm半閉環(huán)1~3 000 mm/min
1元件選擇
1.1電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)
根據(jù)要求可以確定：X軸電動(dòng)機(jī)型號(hào)為FXM78.20A.E1.101,相應(yīng)驅(qū)動(dòng)伺服模塊AXD-3.10；Y軸電動(dòng)機(jī)型號(hào)為FXM78.20A.E1.111,相應(yīng)驅(qū)動(dòng)伺服模塊AXD-3.10；Z/W/B/V軸電動(dòng)機(jī)型號(hào)為FXM75.E1.111,相應(yīng)驅(qū)動(dòng)伺服模塊AXD-2;S軸電動(dòng)機(jī)型號(hào)為ZZX4-200-41,相應(yīng)伺服系統(tǒng)為6RA70。
1.2位置反饋元件
機(jī)床要求進(jìn)給軸X/Y/W/B/V為全閉環(huán)控制方式且有短程回原點(diǎn)功能,S軸具有定向功能,因此X軸/Y軸/W軸/B軸/V軸選擇FAGOR的CX型光柵尺,S軸選擇ZYS-6A型測(cè)速機(jī)反饋,Z軸要求為半閉環(huán)控制方式,由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)置有編碼器,所以不需要另外選擇。
1.3系統(tǒng)元件
該機(jī)床總計(jì)6個(gè)軸,因此選擇8055M型主機(jī),由*單元模塊,11寸彩色LCD監(jiān)視器,全字母數(shù)字鍵盤(pán)組成。*單元包括:CPU模塊它包含系統(tǒng)軟件并完成CNC的功能（編輯,執(zhí)行,模擬,顯示等）,處理其他模塊的信息并生成監(jiān)視器的視頻信號(hào)。AXES模塊,除控制機(jī)床的主軸外,它控制PLC的前40個(gè)數(shù)字輸入和24個(gè)數(shù)字PLC輸出。SERCOS模塊,CNC可以通過(guò)sercos接口與驅(qū)動(dòng)通訊。FAGORHHU型手輪。
1.4 PLC元件
FAGOR8055型數(shù)控系統(tǒng)帶有內(nèi)置PLC,*單元帶有40個(gè)數(shù)字輸入和24個(gè)數(shù)字輸出,系統(tǒng)還可以zui大允許4個(gè)PLC擴(kuò)展單元,每個(gè)擴(kuò)展單元可帶4個(gè)I/O模塊。本機(jī)床總計(jì)80個(gè)輸入點(diǎn),48個(gè)輸出點(diǎn)。因此選擇PLC擴(kuò)展單元1塊以滿(mǎn)足機(jī)床要求。
2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1電源模塊
CNC8055數(shù)控系統(tǒng)PS-65A型電源模塊提供“軟啟動(dòng)”和沒(méi)有能量再生的鎮(zhèn)流電路。它直接連接在50/60 Hz和380 Vac-15%,440 Vac10%的主電網(wǎng)上,通過(guò)動(dòng)力總線(xiàn)輸出512 V的直流電壓。
2.2伺服系統(tǒng)
AXD系列伺服采用模塊化結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)與電源模塊，CNC模塊結(jié)合成一體，功率模塊一般按照功率大小從左至右排列，模塊化結(jié)構(gòu)便于安裝，更換，各功率模塊相互獨(dú)立且無(wú)干擾。功率模塊通過(guò)內(nèi)部控制總線(xiàn)X1接受控制指令，經(jīng)控制電路控制可控硅組，由X4輸出電樞電壓。電動(dòng)機(jī)的速度反饋由X4輸入。
2.3 PLC單元
系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)置PLC通過(guò)X9/X10連接到接線(xiàn)板上，以連接各種輸入和輸出。其輸入地址I0~I40（X9）、輸出地址O0~O24（X10）。PLC擴(kuò)展單元模塊地址：輸入I65~I128、輸出地址O33~O64。
3調(diào)試
根據(jù)電路圖連接完畢，測(cè)量各項(xiàng)動(dòng)力及控制電壓符合要求后，通電調(diào)試。
3.1加電過(guò)程
當(dāng)合上主開(kāi)關(guān)（Q1）時(shí)，24 V電源為每一個(gè)模塊的控制電路供電。如果沒(méi)有錯(cuò)誤，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)正常（Driver-OK）觸頭閉合，且這一狀態(tài)通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)傳遞給電源模塊。如果所有與某個(gè)電源相連的所有模塊均“正常”且電源模塊也未測(cè)試出自身的任何錯(cuò)誤，系統(tǒng)正常（System-OK）將觸頭閉合。D1繼電器確認(rèn)系統(tǒng)工作的機(jī)械和電氣狀態(tài)，它將由電源的系統(tǒng)正常觸頭的閉合來(lái)激活。CNC發(fā)出急停時(shí)，D1將無(wú)效。現(xiàn)在可以按ON鈕加三相電，它將激活連接器K1。為電源模塊提供主電網(wǎng)動(dòng)力。電源以“軟啟動(dòng)”加載動(dòng)力總線(xiàn)。激活每個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)使能（Drive-Enable）控制輸入。激活每個(gè)模塊的速度使能（Speed-Enable）控制輸入和電源的系統(tǒng)速度使能（System-Speed-Enable）。電機(jī)現(xiàn)在準(zhǔn)備執(zhí)行CNC給出的速度指令。見(jiàn)圖1。
圖1 給出的速度指令
3.2 PL程序
PRG
I2 OR O23 AND I1=O23=O1數(shù)控系統(tǒng)起動(dòng)
=O39=O40=M5000=M5001
=M5002=M5003=TG2 1 200
T1=O2=O13=O12=024液壓系統(tǒng)起動(dòng)
=M5107=M5111=M5157
=M5160=M5161=M5207
M5501=M5007
O2=O18=O19=O20=O21
NOT I13=M5100機(jī)床限位
NOTI14=M5101
……
CPSMBCD*EQ$11ANDT1=SETM11機(jī)床放松
=RESM12機(jī)床夾緊
M11=O8=O3
……
（）=MOV 0 R60手輪程序
M600 AND M602=MOV 1 R60
M600 AND M603=MOV 8 R60
……
I40 AND I39 =RK1 R60 1 R60
（ ）OR R69 $ 40000000 R60
DFU M600 OR CPS R60 NE R1 =MOV R60 R61
=CNCWRC R61,HBEVAR,M201）
END結(jié)束
3.3建立通訊
為了調(diào)試驅(qū)動(dòng),必須與其進(jìn)行通訊。在PC機(jī)上的DOS下運(yùn)行的工具軟件可通過(guò)串口線(xiàn)控制DDS。該程序叫ddssetup.exe，ddssetup.exe程序用來(lái)設(shè)置參數(shù)并啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊。在DDS-SETUP軟盤(pán)執(zhí)行ddssetup.exe
可將其安裝在PC機(jī)上。如果PC機(jī)有多于一個(gè)的串行口，檢查配置文件ddssetup.cfg選擇合適的接口（PORT）。也可以編輯ddssetup.cfg文件修改相應(yīng)的行。給驅(qū)動(dòng)模塊的內(nèi)部控制電路（X2的7和8引腳）各電源（X2的9和10引腳）加電。一體化驅(qū)動(dòng)通過(guò)X1的2和3引腳加380-440伏的交流電。通過(guò)RS232串行連接PC機(jī)和驅(qū)動(dòng)模塊。執(zhí)行“ddssetup.exe”。在執(zhí)行該命令時(shí)，檢查PC與驅(qū)動(dòng)的連接。如果連接成功，將顯示信息“Communication established”（通訊已建立）及所有軟件的版本。否則將顯示信息“Communication not established”（未建立通訊）。
4結(jié)束語(yǔ)
與采用同等性能的系統(tǒng)相比，它能節(jié)省50%資金投入，大大降低了成本。實(shí)現(xiàn)了低價(jià)位高性能的*應(yīng)用。且系統(tǒng)開(kāi)放性好、調(diào)試及優(yōu)化功能強(qiáng)、控制程序簡(jiǎn)明等特點(diǎn)受到各機(jī)床用戶(hù)的*好評(píng)。另外，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，尤其是具有強(qiáng)大的圖形編程輔助功能及中文顯示的各種參數(shù)提示功能使操作員經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可上崗使用。
