關于CNC-H4-T數控系統在數控立車上的應用

摘要：本文主要闡述了利用中達電通CNC-H4-T數控系統強大的開放式系統架構和臺達伺服快速精確的定位功能，應用于數控立車之中，從而更好地滿足市場的需求。   

        立式數控車床簡稱為數控立車，其車床主軸垂直于水平面，一個直徑很大的圓形工作臺，用來裝夾工件。這類機床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對較小的大型復雜零件。

        其技術要求主要包括數控立車參數、對伺服提出的要求、對數控提出的要求、對工作臺電機的要求、

 1. 數控立車參數要求：
      (1)加工能力
                 最大旋轉外徑Ø700mm
                 最大切削外徑Ø600mm
                 最大切削高度 650mm
      (2)行程進給
                X 軸行程 -350/30mm
                Z軸行程 700mm
                X軸快速進給 15m/min
                Z軸快速進給 15m/min
      (3)精度控制
                定位精度:0.01mm
                重復定位精度:0.008mm

2. 對伺服提出的要求：
        (1) 運動很平穩順滑。
        (2) 往復運動夠快速且精準。
        (3) 車刀切削瞬間,或者其他外力突然介入,伺服定位或定速被影響很少。

3. 對數控提出的要求：
        (1) 數控系統的基本功能要求——G代碼功能，輔助功能——M代碼。工件程序容量要大。
        (2) RS232通訊和DNC在線加工。
        (3) 聯動軸數：2個
        (4) 控制精度：0.001mm
        (5) 操作畫面可以自由規劃。

4. 對工作臺電機的要求：
        采用三相異步交流電機，電機功率是11/14KW,實現兩極變速,高速和低速。點動（走低速）和制動（高速方式下延時5秒鐘后制動，低速方式下延時3秒后制動）；
        另外需要一個+5V的外掛手輪，實現手動對刀和程序測試功能。

系統方案的確定

        此機床為小型數控車床，采用中達CNC-H4-T專用的數控系統配以兩套ASDA交流伺服驅動器和馬達，用以控制刀架橫向（X軸）和滑架縱向（Z軸）的快速運動和進給運動，其中Z軸的伺服電機帶有抱閘功能。工作臺電機采用雙速交流電機驅動，機械變速。

方案可行性分析

中達電通CNC-H4-T的主要功能和特點：
    （1）開放式的系統架構，內含嵌入式可編程PLC，可配合更多的機械設計。
    （2）全功能CNC鍵盤，配合PLC開發，可自定義按鍵功能。
    （3）提供4組+/-10V模擬量接口，其中二路用于控制交流伺服驅動進給軸。一路控制變頻主軸（或者伺服主軸），一路可選用控制伺服刀塔。
    （4）解析度可設定7位數，響應速度可達1000Kpps。配合編碼器或者光柵檢測，可實現半閉環/全閉環控制，控制精度0.001mm。
    （5）診斷功能和PLC狀態顯示。
    （6）手搖輪安全測試（防撞機功能）。
    （7）離線描圖和加工描圖功能。
    （8）除標準G代碼外，提供多種固定切削循環和復式循環編程，編程更簡便。
    （9）支持更高階的MACRO宏指令，可靈活的設計NC程序。
    （10）程序存儲容量256Kbyte,關機后電池維持。
    （11）提供RS232C標準接口，可接個人電腦（PC）實現DNC在線加工功能。
    通過比較分析，中達CNC-H4-T數控系統完全可以滿足作為立床的上位控制要求。

臺達交流伺服的主要特點：
    （1）具有多種控制模式，可與上位控制器靈活配合，應用廣泛。（2）強健式的控制模式，在負載慣量大范圍的變化時，系統仍然可以保持優異的性能。
    （3）具有位置P-CURVE和速度S-CURVE平滑功能，且命令來源不論是外部模擬量輸入還是內部寄存器設定均有平滑功能。
    （4）豐富的軟件功能，方便用戶調試。
        通過比較分析，臺達交流伺服系統也完全能夠滿足作為做下位控制器要求。對機械結構、負載慣量、輸出扭矩的分析計算，故選用ASDA1kW＊2臺伺服驅動器做下位控制器。