【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 軌跡的靜態(tài)圖形顯示。診斷功能是現(xiàn)代 CNC 裝置必備的，可以自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行診斷顯示出故障出現(xiàn)范圍。CNC數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)有靈活性、模塊化、可靠性、易于實(shí)現(xiàn)多功能程序控制、使用維修方便、具有通信功能。在多微處理器中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的CPU構(gòu)成處理部件。各處理部件之間通過(guò)一組公用地址和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接。每個(gè) CPU 都可享用系統(tǒng)公用存儲(chǔ)器或 I/O 接口，并分擔(dān)一部分?jǐn)?shù)控功能，從而將單微處理器的 CNC 裝置中順序完成的工作，轉(zhuǎn)變?yōu)槎辔⑻幚砥鞑⑿小⑼瑫r(shí)完成的工作，因而大大增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的性能。多微處理器結(jié)構(gòu)的 CNC 裝置大都采用模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)備要求選用功能模塊構(gòu)成 CNC 系統(tǒng)。如果某個(gè)模塊出了故障，其它模塊仍能工作，可靠性高。由于硬件一般是通用的，容易配置，因此只要開(kāi)發(fā)新的軟件就可以構(gòu)成不同的 CNC 裝置，便于組織規(guī)模生產(chǎn)，能夠成批量生產(chǎn)并保證質(zhì)量。圖21 西門(mén)子802S數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)控制圖 主軸控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)西門(mén)子802S數(shù)控車(chē)床的主軸變頻器采用日立式L100—007HFE變頻器配三相異步電機(jī)，變頻器采用正弦波脈寬調(diào)制控制，額定容量 ,額定輸入電壓三相交流 380V ,額定輸出電流 ,輸出頻率范圍 0650HZ ,適用電機(jī)容量 。三相異步電機(jī)采用普通三相異步電機(jī)，輸入電壓380V，額定功率 ，額定轉(zhuǎn)速 1390r/m 。變頻器特點(diǎn)：VVVF通用型變頻（）， 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小， ISPM專(zhuān)利技術(shù)，集成了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率器件和控制電路元件， 抗電磁干擾能力強(qiáng) ，速度調(diào)節(jié)旋鈕標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置 ，電網(wǎng)電壓自動(dòng)穩(wěn)壓，保持輸出穩(wěn)定 ，瞬時(shí)失電重起動(dòng)， CE；UL；cUL；CTick amp。 CSA 認(rèn)證，V/F特性可選恒轉(zhuǎn)矩，可手動(dòng)或自動(dòng)提升轉(zhuǎn)矩， 電流過(guò)載能力強(qiáng)：150%，60秒， 電機(jī)熱電阻輸入（PTC輸入）， 內(nèi)置PID功能 ，可預(yù)設(shè)16級(jí)多步速， ，連續(xù)可調(diào)加減速過(guò)程中可分段改變加減速時(shí)間。變頻器主要是用于主軸的變頻調(diào)速。變頻器通過(guò)電流的高低來(lái)控制主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速，指令值模擬量作為差分信號(hào)輸出。ECU一側(cè)插主軸驅(qū)動(dòng)接口，插座名稱(chēng)：X3 SPINDLE， 插座類(lèi)型：9芯D型插座（針）。如表21表21座引腳分配X3引腳信號(hào)類(lèi)型引腳信號(hào)類(lèi)型12345SWVOK6789BS VOK模擬驅(qū)動(dòng)中：SW （指令值）；BS（ 指令值參考地（模擬量接地））；RF．1,RF．2 （使能觸點(diǎn)），信號(hào)類(lèi)型：V0， 電壓輸出：K 開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，信號(hào)：每個(gè)通道提供一個(gè)電壓信號(hào)和一個(gè)使能信號(hào)。SW（指令值）：：模擬量電壓信號(hào)，177。10V范圍，用于輸出一個(gè)轉(zhuǎn)速指令值；BS（參考地）：指令值信號(hào)的參考地（模擬量接地），內(nèi)部與邏輯“地”相連。RF（使能）。對(duì)繼電器觸點(diǎn)，功率部件（比如SIMODRIVE驅(qū)動(dòng)裝置）通過(guò)這對(duì)觸點(diǎn)獲得使能。在循環(huán)運(yùn)行方式時(shí)由ECU控制使能信號(hào)。 主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)由KA2，KA3的常開(kāi)觸點(diǎn)的動(dòng)作決定。RL1B，RL1C為變頻器的故障輸出，接入相應(yīng)的輸入輸出點(diǎn)99，108。變頻器的主要功能為改變電路的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)，其控制輸入由CNC的X3輸入。圖22 變頻器的電氣原理圖主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由主速指令所給定的電壓來(lái)確定的，設(shè)定的額定電壓為10V。就是假設(shè)當(dāng)額定轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí)，主速電壓10V時(shí)主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)每分鐘；而如果額定轉(zhuǎn)速變?yōu)?500r/min時(shí)，主速電壓為 5V 時(shí)，主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速就是 750 r/min。 進(jìn)給控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)西門(mén)子802S數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是 CNC 裝置和機(jī)床的聯(lián)系環(huán)節(jié)。 CNC 裝置發(fā)出的控制信息，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)，完成程序所規(guī)定的操作。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，它是以機(jī)械為運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備,電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象,以控制器為核心,以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu),在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。它屬于特殊電動(dòng)機(jī)，也叫執(zhí)行電機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能在很大程度上有決定性的作用，所以對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求也比較高，主要有：（1）進(jìn)給調(diào)速范圍要寬。在各種數(shù)控機(jī)床中，用于加工用刀量、被加工材料及零件加工要求的不同，為保證在任何情況下都能得到最佳的切削條件，要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)必須具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍；（2）位置精度高。數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)免除了操作者的人為誤差，它是按預(yù)定的程序自動(dòng)進(jìn)行加工的，不可能應(yīng)付事先沒(méi)有預(yù)料到的情況；（3）速度響應(yīng)要快。即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快，過(guò)度時(shí)間要快；（4）低速大轉(zhuǎn)距。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，大都是在低速進(jìn)行重切削，即在低速時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)要有大的轉(zhuǎn)距輸出。西門(mén)子802S數(shù)控車(chē)床采用的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī),是細(xì)分型高性能步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，適合驅(qū)動(dòng)中小型任何兩相或四機(jī)混合式步進(jìn)電機(jī)。電流控制采用先進(jìn)的雙極性等角度恒力矩技術(shù)，每秒兩萬(wàn)次的斬波頻率。在驅(qū)動(dòng)器的側(cè)邊裝有一排撥碼開(kāi)關(guān)組，可以用來(lái)選擇細(xì)分精度，以及設(shè)置動(dòng)態(tài)工作電流和表態(tài)工作電流。TYPE 110 BYG 550A2 是混合式步進(jìn)電機(jī)，靜轉(zhuǎn)矩6N*m ，額定相電流 。步進(jìn)電機(jī)為 X、Z 軸電機(jī)，用來(lái)控制 X、Z 軸的正向進(jìn)給和反向進(jìn)給，KA10用來(lái)執(zhí)行控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，接電機(jī)繞組 A 和 C，B 和 D短接后，再 A 接驅(qū)動(dòng)的 A ，C 接驅(qū)動(dòng)的 A，B 接驅(qū)動(dòng)的 B ，D 接驅(qū)動(dòng)的 B 。步進(jìn)電機(jī)的控制號(hào)由 CNC 的 XS30 端輸入，電源信號(hào)由 +V1 和 GND 端輸入。 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器其實(shí)是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)配合使用，來(lái)控制機(jī)床工作臺(tái) X 軸移動(dòng)的一個(gè)系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的電磁機(jī)械裝置。由于所用電源是脈沖電源，也稱(chēng)脈沖馬達(dá)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種特殊的電動(dòng)機(jī)，其跟隨步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)給定的輸入脈沖按節(jié)拍一步一步的轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)施加一個(gè)電脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，稱(chēng)為一步，沒(méi)一步轉(zhuǎn)過(guò)的角度叫步距角。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移量和輸入的脈沖個(gè)數(shù)嚴(yán)格地成正比例，在時(shí)間上與輸入脈沖同步。因此，只需控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)繞組通電相序，便可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向。在無(wú)脈沖輸入時(shí)，在繞組電源激勵(lì)下，氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置而處于定位狀態(tài)。圖23 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元框框圖圖24 外觀結(jié)構(gòu)圖 輔助裝置刀架控制主要有手動(dòng)換刀、程序換刀、刀架卡緊時(shí)間控制三方面。表22刀架信號(hào)表輸入信號(hào)，，，零件程序中的T碼機(jī)床控制面板上的手動(dòng)換刀鍵輸出信號(hào)刀架正轉(zhuǎn)（）刀架反轉(zhuǎn)（）表23刀架邏輯控制表 條 件 結(jié) 果自動(dòng)方式下當(dāng)零件程序中的程遍刀碼T不等于刀架實(shí)際刀位刀架正轉(zhuǎn)有效。有效信號(hào)一直保持到刀位信號(hào)與編程T碼相等，然后刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)自動(dòng)生效。反轉(zhuǎn)信號(hào)的保持時(shí)間由機(jī)床參數(shù)設(shè)定在點(diǎn)動(dòng)方式下按下手動(dòng)換刀鍵，一直按到刀架轉(zhuǎn)到所要位置刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)有效，有效信號(hào)一直保持的按鍵松開(kāi)當(dāng)手動(dòng)換刀鍵一松開(kāi)刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)自動(dòng)生成，并按機(jī)床參數(shù)中設(shè)定的時(shí)間保持有效在手動(dòng)方式下短促按下手動(dòng)換刀鍵刀