【正文】 輯處理及其計(jì)算，實(shí)現(xiàn)刀架的順序控制，另外為了保證換刀可以正常的進(jìn)行，系統(tǒng)還要對(duì)換刀過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。15：基準(zhǔn)（電子地）；X451/X452端子，驅(qū)動(dòng)器A：10芯插頭；：模擬量輸入1；：基準(zhǔn)1；：模擬量輸入2；：基準(zhǔn)2；：驅(qū)動(dòng)器專(zhuān)用的控制器使能；9：使能電壓（24V）；：數(shù)字量輸入0，快速輸入；：數(shù)字量輸入1；；；X461/X462驅(qū)動(dòng)器專(zhuān)用端子，驅(qū)動(dòng)器A：10芯插頭；A+.A：信號(hào)A+；A–.A：信號(hào)A–；B+.A：信號(hào)B+；B–.A：信號(hào)B–；R+.A：信號(hào)R+；R–.A：信號(hào)R–；：數(shù)字輸出0；：數(shù)字輸出0；：數(shù)字輸出0；：數(shù)字輸出0；X351設(shè)備總線(xiàn)；變頻器總線(xiàn)X471串行接口：用于“SimoCom U”的串行接口；X34測(cè)試管腳：DAU1：測(cè)試管腳1；DAU2：測(cè)試管腳2；（2）西門(mén)子611U伺服驅(qū)動(dòng)器與西門(mén)子802C、伺服電機(jī)的連接連接西門(mén)子802C控制器接口X7到SIMODRIVER 611U X451/X452接口輸入X/Y軸控制信號(hào)，連接SIMODRIVER 611U X461/X462接口到X/Y軸編碼器X3/X4輸入X/Y軸控制信號(hào)，接口引腳說(shuō)明如圖312所示。圖310 西門(mén)子611U伺服驅(qū)動(dòng)器接口圖表39 接口說(shuō)明編碼器接口X6也是SUB—D15芯孔插座，在西門(mén)子802C中作為主軸編碼器接口使用。其結(jié)構(gòu)框圖如圖37所示。必要時(shí)，還需選用陶瓷球混合型軸承，以提高滾動(dòng)體的強(qiáng)度和耐熱性。1FK7電機(jī)有很強(qiáng)的過(guò)載能力。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。MM40變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為功率輸出器件。利用信號(hào)來(lái)開(kāi)關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件；脈沖電阻模塊 外部脈沖電阻器過(guò)電壓限制模塊 （3）SIMODRIVE 611U的功能SIMODRIVE 611U與SINUMERIK 802C base line 一起使用的場(chǎng)合SIMODRIVE 611U 主要具有以下的功能： a）控制板： 雙軸 Resolver （旋轉(zhuǎn)變壓器）控制板（6SN1118—0NK00—0AA）。功率模塊根據(jù)電流安培數(shù)分級(jí)，相應(yīng)的必須具有不同的冷卻方式。其他附件圖31 SIMODRIVE 611Ua）電源模塊外部強(qiáng)電供電系統(tǒng)經(jīng)過(guò)電源模塊連接到各個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，將主電源變換為直流母線(xiàn)上的直流電壓。用戶(hù)可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合的要求，組合選擇不同的配置，形成各種不同的應(yīng)用系統(tǒng)。e) 低速大轉(zhuǎn)矩，過(guò)載能力強(qiáng),一般來(lái)說(shuō)，在短時(shí)間內(nèi)可以過(guò)載4～6倍而不損壞。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的高端產(chǎn)品。 西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)的軟件功能數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。8）工作窗口：工作窗口和NC顯示。 屏幕劃分如圖25所示，屏幕顯示區(qū)是整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的顯示窗口，具體說(shuō)明如下：圖 25 屏幕劃分1）當(dāng)前操作區(qū)域：加工、參數(shù)、程序、通訊、診斷。點(diǎn)動(dòng)鍵：21）X軸正向點(diǎn)動(dòng)鍵：在手動(dòng)方式下按動(dòng)此鍵，X軸向正方向點(diǎn)動(dòng)。17）進(jìn)給軸倍率100%鍵：按此鍵大于系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間值（）時(shí)，進(jìn)給軸倍率直接變?yōu)?00%。11）手動(dòng)數(shù)據(jù)鍵：在此方式下手動(dòng)編寫(xiě)程序，然后自動(dòng)執(zhí)行。2）ERR（紅燈）：系統(tǒng)故障，此燈亮表示CNC出現(xiàn)故障。12）回車(chē)/輸入鍵：按此鍵確認(rèn)所輸入的參數(shù)或換行。4）刪除/退格鍵：在程序編輯畫(huà)面時(shí)，按此鍵刪除（退格）清除前一字符。正如下圖2–1所示，西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)在西門(mén)子公司數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品中擁有高性能、低價(jià)位的特性，一直以來(lái)備受人們的青睞。數(shù)控機(jī)床在更換被加工零件時(shí)幾乎不要重新調(diào)整機(jī)床，而零件有都安裝在簡(jiǎn)單的定位夾緊裝置中，可以節(jié)省用于停機(jī)進(jìn)行零件安裝調(diào)整的時(shí)間。b） 加工精度高數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的，而且進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床能達(dá)到比較高的加工精度和質(zhì)量穩(wěn)定性。一般都使用安全防護(hù)門(mén)實(shí)現(xiàn)全封閉或半封閉的加工狀態(tài)，因此，可以將原來(lái)的單向沖淋冷卻方式改變成多方位強(qiáng)力噴淋，從而改善了刀具和工件的冷卻效果。 數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a）傳動(dòng)鏈短。伺服系統(tǒng)有開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。b）數(shù)控裝置 數(shù)控裝置可以分為普通數(shù)控系統(tǒng)（NC）和計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）兩大類(lèi)。d）智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) 目前已開(kāi)始研究能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和智能化進(jìn)給伺服裝置，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行狀態(tài)。自20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，以數(shù)控車(chē)床為主體的加工自動(dòng)化已從“點(diǎn)”、“線(xiàn)”、“面”和“體”的方向發(fā)展。在減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差方面，通?？梢圆捎锰岣邤?shù)控系統(tǒng)的分辨率、提高位置檢測(cè)精度、在位置伺服系統(tǒng)中采用前饋控制與非線(xiàn)性控制等方法。這使我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在性能和質(zhì)量上產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。1952年，美國(guó)麻省理工學(xué)院成功地研制出一套三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，利用脈沖乘法器原理的試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，并把它裝在一臺(tái)立式銑床上。此外，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的一些主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中的大量應(yīng)用 ,使社會(huì)對(duì)能熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作 ,編程及維修的工程應(yīng)用人才的需求量越來(lái)越大 。機(jī)械加工工藝過(guò)程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的最主要的方法之一。當(dāng)時(shí)，一些高等院校、科研單位研制出試驗(yàn)樣機(jī)，開(kāi)發(fā)也是從電子管開(kāi)始的。目前，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域中，我國(guó)和先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家之間還存在著很大的差距，但是這種差距正在飛速的縮小。數(shù)控機(jī)床高速化可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可以大幅度提升加工效率，降低加工成本，而且還可以提高零件的表面加工質(zhì)量和精度，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)具有廣泛的適用性。（5）智能化隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，為適應(yīng)制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、自動(dòng)化發(fā)展需要，智能化正成為數(shù)控機(jī)床研究及其發(fā)展的熱點(diǎn)，它不僅貫穿于生產(chǎn)加工的全過(guò)程，還貫穿于產(chǎn)品的售后服務(wù)和維修中，目前采取的主要技術(shù)措施包括以下幾個(gè)方面：a）自適應(yīng)控制技術(shù) 自適應(yīng)控制可干根據(jù)切削條件的變化，自動(dòng)的調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過(guò)程保持最佳宮坐狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗超度，同時(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的目的。為了提高加工精度精度，再加入測(cè)量裝置構(gòu)成反饋，形成閉環(huán)系統(tǒng)。它根據(jù)輸入的程序和數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和指令控制機(jī)床的各個(gè)部分，進(jìn)行規(guī)定的、有序的動(dòng)作。數(shù)控機(jī)床的加工，是吧刀具與工件的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)分割成一些最小的單位量，即最小位移量，由數(shù)控系統(tǒng)按照零件程序的要求，是坐標(biāo)移動(dòng)若干各最小的位移量，從而實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)零件的加工。數(shù)控車(chē)床的總體結(jié)構(gòu)剛性好、抗震性好，能夠使主軸的轉(zhuǎn)速更高，實(shí)現(xiàn)高速、強(qiáng)力切削。 f）模塊化設(shè)計(jì)。這些措施不僅可以保證了較高的加工精度，同時(shí)還保持了較高的質(zhì)量穩(wěn)定性。e）良好的經(jīng)濟(jì)效益使用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，分?jǐn)傇诿總€(gè)零件上的設(shè)備費(fèi)用是比較昂貴的。 NC 鍵盤(pán)區(qū)： 34 個(gè)數(shù)字字符鍵，5 個(gè)軟鍵，7 個(gè)功能鍵和 4 個(gè)特殊鍵。7）菜單擴(kuò)展鍵：進(jìn)入同一級(jí)的其他菜單畫(huà)面。15）光標(biāo)向左鍵。 運(yùn)行方式鍵：6）增量選擇鍵：在JOG方式（手動(dòng)運(yùn)行方式）下，按此鍵可以進(jìn)行增量方式的選擇，范圍為：1，10，100，1000。14）主軸反轉(zhuǎn)鍵：按此鍵，主軸反方向旋轉(zhuǎn)。按此鍵大于系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間值（）時(shí)，進(jìn)給軸倍率直接變?yōu)?%。24）Z軸負(fù)向點(diǎn)動(dòng)鍵：在手動(dòng)方式下按動(dòng)此鍵，Z軸向負(fù)方向點(diǎn)動(dòng)。3）運(yùn)行方式：點(diǎn)動(dòng)方式、自動(dòng)方式、MDA方式。11）軟鍵。由于使用了計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)具有了軟件功能，又用PLC代替了傳統(tǒng)的機(jī)床電器邏輯控制裝置，使系統(tǒng)更小巧，其靈活性、通用性、可靠性更好，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)控功能，使用、維護(hù)也方便，并具有與上位機(jī)連接及進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的等功能。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。b) 電機(jī)應(yīng)具有大的較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載能力，以滿(mǎn)足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。驅(qū)動(dòng)器一般采用位置、速度和力矩三種控制方式，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)，是伺服系統(tǒng)必不可少的組件。非調(diào)節(jié)型電源模塊（UI模塊）：輸出功率較低，最大功率為10KW，其內(nèi)部含有一個(gè)整流電抗器和脈沖電阻器。外部脈沖電阻器：外部脈沖電阻器可以講熱量損耗轉(zhuǎn)移到電柜以外。 j）編碼器： RESOLVER旋轉(zhuǎn)變壓器，極對(duì)數(shù)1和4； k）611U各個(gè)部件的功能： 電源模塊（NE模塊）： 連接到外部3向電網(wǎng)； 產(chǎn)生直流母線(xiàn)電壓； 驅(qū)動(dòng)設(shè)備總線(xiàn)； 設(shè)備總線(xiàn)： 提供控制板的各種電壓和使能信號(hào)； 直流母線(xiàn)： 功率模塊從直流母線(xiàn)中獲取控制電機(jī)的電源； 功率模塊： 在SIMODRIVER 611U系統(tǒng)中作為單軸或雙軸控制板使用；存儲(chǔ)模塊： 集成在控制板上，可以更換；并具有FEPROM用于儲(chǔ)存固件和用戶(hù)數(shù)據(jù)； 電機(jī)： 連接到功率模塊上； 編碼器： 電機(jī)中角度編碼器，測(cè)量實(shí)際位置； 調(diào)試工具：SimoCom U 數(shù)一種調(diào)試工具，用于設(shè)決定參數(shù)、調(diào)試和測(cè)試控制板，它是在 Windows， 95/98/NT2000/XP 下運(yùn)行的軟件使用該工具，可以使用下列功能：對(duì)“SIMODRIVE 611U 通用”模塊參數(shù)化各軸快速；設(shè)定最佳化；下載的系統(tǒng)專(zhuān)用軟件；串接機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)；診斷（如測(cè)量功能）； 數(shù)控車(chē)床主軸系統(tǒng)變頻器的選擇 變頻器的工作原理和特點(diǎn)（1）變頻器的工作原理變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。可以配置濾波或制動(dòng)裝置以提高變頻器性能；c）逆變器：ｂ）軟啟動(dòng)節(jié)能電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門(mén)的損害極大，對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。選型時(shí)一般要滿(mǎn)足：電機(jī)最大轉(zhuǎn)速大于系統(tǒng)所需的最高移動(dòng)轉(zhuǎn)速；電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量與負(fù)載慣量相匹配；電機(jī)額定扭不小于連續(xù)負(fù)載工作扭力；電機(jī)最大輸出扭力大于系統(tǒng)所需最大扭力（加速時(shí)扭力）。主軸電機(jī)用于接受驅(qū)動(dòng)控制器提供的中頻電，使其電能轉(zhuǎn)換為主軸的機(jī)械能。 CNC裝置由硬件和軟件組成，軟件在硬件的支持下運(yùn)行，離開(kāi)軟件硬件便無(wú)法工作，二者缺一不可。802C　Baseline由下列各部分組成：a）操作面板（OP020）：分為L(zhǎng)CD顯示、NC鍵盤(pán)和MCP區(qū)域；b）集成式、緊湊型CNC控制器；c）輸入輸出（DI/0）以及其他接口：48輸入　16輸出等；其中西門(mén)子802C系統(tǒng)的接口如圖38所示。（5）數(shù)字輸入/輸出接口X100—X105，X200—X201本數(shù)控系統(tǒng)共有48個(gè)數(shù)字輸入和16個(gè)數(shù)字輸出接線(xiàn)端子。AS1：信號(hào)觸點(diǎn)啟動(dòng)禁止；AS2：端子663的檢查信號(hào)；X431電源和脈沖時(shí)能端子：5芯插頭；P24：數(shù)字輸出用外部電源（+24V）；電壓范圍10~30VM24：外部電源基準(zhǔn)點(diǎn)；9：時(shí)能電壓（+24V）；基準(zhǔn)點(diǎn)：T19；最大電流強(qiáng)度：500Ma。）P1外部直流電抗器（P1P2）和DB單元（P2 P5）連接端子。每個(gè)刀具都有一個(gè)固定的刀號(hào)，通過(guò)霍爾傳感器檢測(cè)刀具的到位情況。表311 I/O口含義I/O信號(hào)說(shuō)明1號(hào)刀2號(hào)刀3號(hào)刀4號(hào)刀刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)刀架電機(jī)反轉(zhuǎn) b）在PLC程序中可生成三個(gè)PLC用戶(hù)報(bào)警。說(shuō)明：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)任一電機(jī)運(yùn)行異?；蛳到y(tǒng)出錯(cuò)時(shí)，按下數(shù)控系統(tǒng)上的急停按鈕，各電機(jī)停止運(yùn)行，排除異常，將急停按鈕復(fù)位；當(dāng)有緊急情況時(shí)，可按下實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源控制模塊上急停按鈕，此時(shí)漏電保護(hù)器動(dòng)作，交流220V電源被切斷，將故障排除后，須按下電源總開(kāi)關(guān)漏電保護(hù)器的黑色按鈕，使其復(fù)位，才能再次上電；否則，空氣開(kāi)關(guān)合不上。致謝本設(shè)計(jì)在研究過(guò)程中得到了指導(dǎo)教師陳嬋娟老師的悉心指導(dǎo)，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)