外文資料翻譯 1 C 數(shù)控立式車削中心數(shù)控化改造 02D on of 0 C, of of of C of a 用新型 02D 數(shù)控系統(tǒng)對(duì)使用 10 多年的 數(shù)控立式車削中心進(jìn)行數(shù)控化改造，機(jī)床強(qiáng)大的數(shù)控功能極大地拓寬了 機(jī)床加工零件的范圍，更好地保證了零件加工的一致性和產(chǎn)品質(zhì)量。本文獲第二屆 控應(yīng)用與改造有獎(jiǎng)?wù)魑幕顒?dòng)二等獎(jiǎng)。 in in 990s T in 0 C NC of A NC to is so to of 數(shù)控立式車削中心是捷克 司于上世紀(jì) 90 年代制造，采用 T 數(shù)控系統(tǒng)。由于該機(jī)床已經(jīng)使用 10 余年，加之?dāng)?shù)控系統(tǒng)更新?lián)Q代， T 數(shù)控系統(tǒng)早已停產(chǎn)，系統(tǒng)板件老化，備件昂貴。采用新型數(shù)控系統(tǒng)對(duì)該機(jī)床進(jìn)行改造勢(shì)在必行，這樣可使該機(jī)床重新煥發(fā)活力，更好地發(fā)揮機(jī)床的潛力。 改造方案的制定 X, of 15 in a as C C X C C C 文資料翻譯 2 of of of 該機(jī)床原有功能齊全，包括主軸 (工作臺(tái) )和銑磨軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、 X、 Z 軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)、 15 個(gè)刀位的刀庫(kù)系統(tǒng)，還有諸如冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)等機(jī)床功能。主軸和銑磨軸采用直流電動(dòng)機(jī)及直流調(diào)速器。 X、 Z 軸坐標(biāo)也采用直流伺服電機(jī)及直流伺服調(diào)速器。刀庫(kù)采用普通三相異步交流電動(dòng)機(jī)，由5 位二進(jìn)制凸輪定位。該機(jī)床的機(jī)械部分各方面機(jī)械性能良好穩(wěn)定、精度尚可、液壓系統(tǒng)工作正常，因此上述部分基本保持不變。 NC of 02D X 11UE a as a to by s 590 + C of of to of of of a 數(shù)控改造更換數(shù)控系統(tǒng)和電氣控制部分，采用 02D 數(shù)控系統(tǒng)。 X、 Z 軸和刀庫(kù)坐標(biāo)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用 11頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和 1服電機(jī)，選用脈沖編碼器作為位置檢測(cè)元件，達(dá)到數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)閉環(huán)控制。主軸和銑磨軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用英國(guó) 司的 590+系列直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置。改造機(jī)床其他電氣控制線路，更換電氣控制元件，保證機(jī)床各種控制功能和操作的實(shí)現(xiàn)，保證機(jī)床電氣控制部分長(zhǎng)期可靠工作。 CP we of 除增加 床控制面板外，還要重新設(shè)計(jì)機(jī)床操作面板，具有各種機(jī)床功能按鈕和指示燈。 NC 數(shù)控系統(tǒng)和坐標(biāo)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 02D is 文資料翻譯 3 is on C to / O a of 02D , Z to a / O 8 02D 02 LC LC / O CP to CK MI in or is so of an of of In be in a it is to do 02D 數(shù)控系統(tǒng)是將所有 通訊任務(wù)集成，是基于 線的數(shù)控系統(tǒng)。免維護(hù)硬件集成 口用于驅(qū)動(dòng)和 I/O 模塊并具有速裝結(jié)構(gòu)的操作面板。 02D 數(shù)控系統(tǒng)控制 X、 Z 軸和刀庫(kù)三個(gè)數(shù)字進(jìn)給軸和一個(gè)主軸。該機(jī)床采用二塊 I/O 模塊 8 和機(jī)床操作面板 用 02D 中 02 軟件編寫 制程序，調(diào)用 程序庫(kù)中的 始化、 停處理、 送機(jī)床控制面板對(duì)應(yīng) I/O 狀態(tài)、 床控制面板 號(hào)、操作面板 號(hào)送至 口、 操作面板 機(jī)床坐標(biāo)系或工件坐標(biāo)系選擇手輪、 給軸和主軸使能控制。由于子程序是標(biāo)準(zhǔn)的車床控制程序，這樣與該機(jī)床實(shí)際情況不同，刀庫(kù)采用數(shù)字軸控制，增加了數(shù)字軸的數(shù)量。在機(jī)床控制面板和進(jìn)給軸和主軸使能控制等子程序中都要做一定的修改。立式車削中心有別于一般 的臥式車床，所以坐標(biāo)方向也有所不同，還需要子程序做相應(yīng)的修改。 外文資料翻譯 4 11UE is a of be 02D an 11UE in to of to be to on a PC or of of be of 11UE of of 11頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種功能可配置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，與02D 數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成理想的組合。 11頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滿足機(jī)床在動(dòng)態(tài)響應(yīng)、速度調(diào)整范圍和旋轉(zhuǎn)精度特征等方面的要求，采用模塊化設(shè)計(jì)可獨(dú)立優(yōu)化至最佳狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)調(diào)試可在 上利用 進(jìn)行或利用驅(qū)動(dòng)模塊前端的顯示器和鍵盤進(jìn)行。利用 可設(shè)定驅(qū)動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)和功率模塊匹配的基本參數(shù)；可根據(jù)伺服電機(jī)實(shí)際拖動(dòng)的機(jī)械部件，對(duì) 11度控制器的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化；可監(jiān)控驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行狀態(tài)包括電動(dòng)機(jī)實(shí)際電流和實(shí)際扭矩。 主軸和銑磨軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) s 590 + C 590 + C as in 80V C C 主軸和銑磨軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用英國(guó) 司的 590+系列直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置。 590+系列直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置是作為與配套控制設(shè)備安裝在標(biāo)準(zhǔn)箱內(nèi)的部件而設(shè)計(jì)的?？刂蒲b置使用 80V 的三相標(biāo)準(zhǔn)電壓，提供直流輸出電壓和電流，用于電樞和勵(lì)磁，適用于直流他激電動(dòng)機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)控制。 外文資料翻譯 5 590 + C is to 2of C or to a :1 on 000 TL 11UE 2 A a 02D 11UE a ± 10V), be to to a ol of 590+系列直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置是采用 32 位微處理器實(shí)現(xiàn)，具有許多先進(jìn)的性能：復(fù)雜的控制算法；標(biāo)準(zhǔn)軟件模塊與可組態(tài)的軟件控制電路相結(jié)合；通過(guò) 串行線路，可與其他傳動(dòng)裝置或數(shù)控系統(tǒng)通訊，能構(gòu)成先進(jìn)的過(guò)程系統(tǒng) 用原來(lái)的模擬量控制。主軸電動(dòng)機(jī)與主軸之間非 1： 1直連，主軸上安裝 000 線的 沖增量編碼器。將 112 的雙軸模塊 A 進(jìn)給通道攜帶主軸，設(shè)定一個(gè)疊加軸。通過(guò)對(duì)02D 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，使用 驅(qū)動(dòng)調(diào)試工具軟件調(diào)整11數(shù)并配置總線模擬量輸出，模擬量輸出接口用于輸出主軸速度給定（ ±10V ），數(shù)字量輸出用于模擬主軸使能控制， 口用于連接主軸編碼器作為速度反饋，完成主軸控制配置。 刀庫(kù)系統(tǒng) :360. of in of 11UE a K7 a to C as 文資料翻譯 6 to of As of is 由于刀庫(kù)系統(tǒng)原來(lái)采用普通電動(dòng)機(jī)，機(jī)械 傳動(dòng)比 1： 360。刀庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)特殊，圓盤刀庫(kù)豎直位于 Z 軸滑枕后，其旋轉(zhuǎn)方向與 B 軸方向相同。改造后采用11頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和 1服電動(dòng)機(jī)，將刀庫(kù)改為數(shù)控坐標(biāo)軸，增加脈沖編碼器作為位置檢測(cè)元件，達(dá)到數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)閉環(huán)控制。拆除原有的 5 位二進(jìn)制凸輪定位機(jī)構(gòu)。由于刀庫(kù)裝滿刀具后的重力作用，刀庫(kù)圓盤無(wú)法達(dá)到重力平衡。雖然刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)可以精確定位，但是上述原因?qū)е缕鋵?shí)際定位出現(xiàn)偏差，所以仍然采用坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)定位后定位銷插入的準(zhǔn)確定位方法。 TC a Z no a to of X a Z a a to is 該機(jī)床換刀過(guò)程特殊，不同與一般的立式車床。 制程序完成以下?lián)Q刀過(guò)程：裝刀時(shí) X、 Z 軸運(yùn)動(dòng)安全位置， Z 軸上無(wú)刀，機(jī)床處于刀具放松狀態(tài)。 制機(jī)械手伸出，推動(dòng)立車刀架到 Z 軸上完成后刀具夾緊，即裝刀過(guò)程完畢。卸刀時(shí) X、 Z 軸運(yùn)動(dòng)安全位置，Z 軸上有刀， 機(jī)床處于刀具夾緊狀態(tài)。 制機(jī)械手伸出，此時(shí)刀具放松，機(jī)械手縮回帶動(dòng)立車刀架回到刀盤上后，刀具夾緊，即卸刀過(guò)程完畢 。 02D or be By of 06 of to 文資料翻譯 7 of LC C to so of a be a of LC so In in NC on TC by 02D 數(shù)控系統(tǒng)支持利用 M 代碼或 T 代碼調(diào)用用戶循環(huán)，可用于機(jī)床刀具交換。通過(guò)設(shè)置參數(shù)激活 M 代碼，利用程序段中的 用固定循環(huán)程序執(zhí)行刀具交換。編寫用戶循環(huán)程序，通過(guò)算法確定每個(gè)刀位刀庫(kù)軸（ B 軸）的旋轉(zhuǎn)角度，利用自定義 M 代碼啟動(dòng) 刀邏輯 。 數(shù)控系統(tǒng) “ 讀入禁止 ”信號(hào)置位，使該固定循環(huán)停止。將換刀機(jī)械動(dòng)作用自定義 M 代碼分解執(zhí)行，例如：刀、 刀等。換刀完成后， “ 讀入禁止 ” 信號(hào)復(fù)位，使該固定循環(huán)繼續(xù)執(zhí)行。在固定循環(huán)中編寫信息顯示在數(shù)控系統(tǒng)屏幕上提示操作者換刀所進(jìn)行的步驟 機(jī)床調(diào)試 NC of LC is LC in it of to LC 數(shù)控系統(tǒng)的各個(gè)部件安裝連接完成后，開(kāi)始調(diào)試 制程序。由于該設(shè)備是立式車床，不同于 程序庫(kù)中的 車床應(yīng)用程序，所以必須針對(duì)該機(jī)床的具體情況修改 程序。 to in CP or to as it is X, to or CP to be CP on to as CP LC 文資料翻譯 8 to by of of to LC LC by of 將刀庫(kù)設(shè)為 B 軸，而原標(biāo)準(zhǔn)程序只有 X、 Z 軸，需要增加 B 軸和在 添加 B 軸正負(fù)方向點(diǎn)動(dòng)鍵，需要對(duì) 子程序。由于是立式車床， X、 Z 軸正負(fù)方向點(diǎn)動(dòng)鍵與 準(zhǔn)設(shè)置不同也需要修改。根據(jù)機(jī)床需要設(shè)計(jì) 用戶自定義鍵，如液壓?jiǎn)?dòng)、液壓停止、橫梁放松、橫梁鎖緊及指示燈，設(shè)計(jì) 機(jī)床操作面板的 制程序并且調(diào)試功能實(shí)現(xiàn)。全面測(cè)試所使用的子程序庫(kù) 的子程序，確保子程序的功能在與 制程序聯(lián)結(jié)在一起時(shí)正確無(wú)誤。編輯設(shè)計(jì) 戶報(bào)警，通過(guò)設(shè)定機(jī)床參數(shù)規(guī)定每個(gè)報(bào)警的屬性。設(shè)定機(jī)床基本參數(shù)包括： 線配置、伺服驅(qū)動(dòng)器模塊定位、主軸和坐標(biāo)軸位置控制使能以及傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)配比。 In a of be in to a 在對(duì)機(jī)床進(jìn)行了一系列調(diào)整后，數(shù)控機(jī)床已基本可以正常運(yùn)行。但要使整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入最佳運(yùn)行狀態(tài)，還應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化等工作。 of as a as of in to to of In of as to Of to in of of 文資料翻譯 9 on in of of of of of a to 當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常后，還應(yīng)對(duì)相應(yīng)的坐標(biāo)軸等參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，如：速度、增益、加速度及各項(xiàng)監(jiān)控參數(shù)等，以使系統(tǒng)進(jìn)入最佳工作狀態(tài)。在機(jī)床正常運(yùn)行后，還應(yīng)對(duì)機(jī)床機(jī)械部分，如 各軸垂直度、反向間隙、傳動(dòng)系統(tǒng)精度等進(jìn)行測(cè)量調(diào)整，使機(jī)械系統(tǒng)達(dá)到最佳。當(dāng)然，機(jī)械調(diào)整后，還應(yīng)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，以使機(jī)床運(yùn)行在最佳狀態(tài)。當(dāng)各部分的調(diào)整結(jié)束后，通過(guò)對(duì)機(jī)床機(jī)械精度的測(cè)量，還需對(duì)數(shù)控機(jī)床的位控系統(tǒng)進(jìn)行精度補(bǔ)償。反向間隙補(bǔ)償由于位置反饋編碼器裝在傳動(dòng)絲杠的端頭，雖然消除了減速箱等機(jī)械傳動(dòng)部分的反向間隙，但絲杠本身的反向間隙仍然存在，可將該值輸入系統(tǒng)相應(yīng)參數(shù)，每次反向運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償。由于絲杠長(zhǎng)期使用中的磨損，絲杠各位置的螺距與標(biāo)稱值會(huì)有一定誤差，為提高定位精度，通過(guò)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。 to of of 02D At of of a of of a of NC of of At a of in of of 根據(jù)用戶生產(chǎn)的需求，結(jié)合機(jī)床改造過(guò) 程，對(duì)由 02D 數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析、設(shè)計(jì)及實(shí)施。目前，針對(duì)該機(jī)床的機(jī)械、電氣、系統(tǒng)各個(gè)方面的改外文資料翻譯 10 造、安裝、調(diào)試工作已經(jīng)完成，樣件加工完全達(dá)到預(yù)期效果。改造后機(jī)床已投入正常使用，陸續(xù)完成了多項(xiàng)零件加工任務(wù)。從整個(gè)機(jī)床的使用、運(yùn)行狀態(tài)來(lái)看，改造后機(jī)床與原機(jī)床相比，功能的極大增強(qiáng)、自動(dòng)化程度很高。 強(qiáng)大的數(shù)控功能極大地拓寬了機(jī)床加工零件的范圍。更好地保證了零件加工的一致性和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)高度的自動(dòng)化也大大降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但對(duì)操作工人的綜合素質(zhì)又提出了更高的要求。 of of At by a in to in of of a of of to 從機(jī)床的可操作性來(lái)看，結(jié)構(gòu)緊湊合理，顯示器、各種開(kāi)關(guān)和指示燈布局更適合操作人員的使用。同時(shí)增加了一個(gè)小型 的手持操作單元，以便于操作人員在不同的狀態(tài)下選擇更合適的操作位置。整個(gè)懸掛操作系統(tǒng)采用 晶顯示器，窗口菜單式操作方式，不但減少了操作按鈕，而且操作更為簡(jiǎn)單容易。 be NC of on in a LC so to be in or 改造后的機(jī)床增強(qiáng)了可維修性。數(shù)控系統(tǒng)可監(jiān)控各控制部件的工作狀態(tài)及故障，并及時(shí)在顯示器上顯示，同時(shí) 制的應(yīng)用，使整個(gè)機(jī)床控制系統(tǒng)線路大為簡(jiǎn)化。所有這些都使機(jī)床故障檢測(cè)和維修更為方便、迅速。其次，需經(jīng)常進(jìn)行檢測(cè)、注液、加油的部件均布置于操作或維修人 員容易接近的地方，利于日常的保養(yǎng)維護(hù)。 NC as of 文資料翻譯 11 a in of to to of of to of a of of of a of 改造后的機(jī)床可靠性大為提高。數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分均是高度集成的微機(jī)控制系統(tǒng)，這使得整個(gè)機(jī)床控制系統(tǒng)本身就具有較高的可靠性。 設(shè)計(jì)應(yīng)用，成功地使各個(gè)控制部分達(dá)到了協(xié)調(diào)統(tǒng)一，極大地簡(jiǎn)化了機(jī)床控制線路及所需元器件，更有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。 該機(jī)床改造的完成，不但為用戶擴(kuò)大了該機(jī)床的加工范圍，也節(jié)約了大筆資金。本次改造的成功也為今后的機(jī)床改造工作積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。