【正文】 企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控對設(shè)備驚醒改造后，增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)變能力，為提高企業(yè)競爭能力創(chuàng)造了條件，提高了加工精度和批量生產(chǎn)的能力，提高了設(shè)備自身對產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的應(yīng)變能力 ，增強(qiáng)了企業(yè)競爭能力。目前我國的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，研制了幾十種簡易 NC 系統(tǒng)，有力促進(jìn)了我過數(shù)控事業(yè)的發(fā)展。 全功能的數(shù)控系統(tǒng)雖然功能豐富，但成本高，我國的一般中小型企業(yè)購置困難，但是中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，希望對原有的機(jī)床進(jìn)行改造，進(jìn)行數(shù)控化、自動化、以提高生產(chǎn)效率。 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 結(jié) 論 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，我國的機(jī)床數(shù)控化在近十年來有了很大的發(fā)展，而普通機(jī)床的數(shù)控化改造后在滿足完成同樣的的加工任務(wù)前提下，可大大降低技術(shù)改造的投資經(jīng)費(fèi)，在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。 （ 3） 進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)保護(hù) 數(shù)據(jù)保護(hù)方法 — 按軟件“數(shù)據(jù)存儲”，內(nèi)部數(shù)據(jù)保護(hù)完成。 (2)保護(hù)級復(fù)位 為了保護(hù)調(diào)試時所設(shè)定的數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)保護(hù)，調(diào)到保護(hù)級 7（最終用戶），否則在進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)時會把保護(hù)級 2也一起保護(hù)起來。如果在調(diào)試過程中，機(jī)床廠使用了保護(hù)級 2的密碼“ EVEVING” ,則必須進(jìn)行修改。 通過以上參數(shù)設(shè)置，主軸可以在點(diǎn)動模式下運(yùn)行。背隙補(bǔ)償是補(bǔ)償機(jī)械間隙，如反向間隙 。軟限位只有在回參考點(diǎn)之后才生效。參數(shù) MD36100、 MD361520 為一、二級負(fù)軟限位；參數(shù) MD361 MD36130為一、二級正軟限位。位置環(huán)增益參數(shù)為 MD32200。調(diào)試時可利用示波器通過伺服驅(qū)動 SIMODRIVE 611U 的測試點(diǎn)，四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 監(jiān)控并調(diào)整速度跟隨特性。坐標(biāo)軸的運(yùn)動是由 PLC 控制， PLC 判斷檢測外部信號，如果條件具備，就置位使能， X 坐標(biāo)軸就可以運(yùn)行。 坐標(biāo)軸參數(shù)及驅(qū)動特性設(shè)置 由于 X軸和 Z軸配置基本一致，所不同的是 Z軸電動機(jī)帶抱閘，而 X 軸電動機(jī)不帶抱閘，下面只講 X 軸參數(shù)的主要配置。 主軸參數(shù)設(shè)置 該機(jī)床需要加工螺紋，所以主軸參數(shù)配置如下，主軸參數(shù)號的含義： 30130— 模擬量輸出， 30240— 主軸帶測量系統(tǒng)， 36300— 主軸最大轉(zhuǎn)速， 30200— 主軸有編碼器反饋。 36100— 軸負(fù)向軟限位值， 36110— 軸正向軟限定位值。第一次回參考點(diǎn)時務(wù)必小心，避免碰撞。 802D 系統(tǒng)的很多功能都建立在參考點(diǎn)的基礎(chǔ)上。在 802D 安裝調(diào)試手冊上找到有關(guān)在回參考點(diǎn)模擬下的參數(shù)號。 32020— 最大軸速度 G00， 32020— 點(diǎn)動快速，32020— 點(diǎn)動快速， 32260— 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速， 36200— 坐標(biāo)極限速度。 設(shè)定傳動系統(tǒng)的機(jī)械參數(shù) 31030— 絲桿螺距， 31050— 減速箱電動機(jī)端齒輪齒數(shù)， 31060— 減速箱絲杠端齒輪齒數(shù)。如果軸不動，說明參數(shù)有問題，應(yīng)檢查 MD30130— 模擬 給定量輸出到軸控制口， 30200— 主軸有編碼器反饋， 30240— 主軸帶測量系統(tǒng)， 34200— 電動機(jī)編碼器參考點(diǎn)零脈沖等參數(shù)的設(shè)置。接著要定義很多 M指令，比如選擇起動、停止、功率、噴水開、噴水關(guān)等，因?yàn)槭菃屋S，還有回零等問題。 這時就需設(shè)置機(jī)床數(shù)據(jù)、軸數(shù)據(jù)等參數(shù)，要通過工具軟件設(shè)定電動機(jī)參數(shù)。選用西門子的 802D 系和 611 驅(qū)動器以及 1FK7伺服電機(jī)。 準(zhǔn)備好 ToolBox。 準(zhǔn)備好用戶手冊， SINUMERIK 802D base line 操作和編程手冊。 圖 1— 5 驅(qū)動配置接線接口 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 6 整機(jī)電氣參數(shù)調(diào)試 準(zhǔn)備工作 普通車床數(shù)控化改造后，機(jī)床不能正常工作，必須通電檢查，對整機(jī)系統(tǒng)要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和調(diào)試。 圖 1— 4 數(shù)控車床系統(tǒng)輸出接口電路 驅(qū)動配置接線口 伺服驅(qū)動系統(tǒng)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及速度控制是由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制的。輸入各接口的對應(yīng)功能如 圖 1— 3所示。 圖 11 主電路圖 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 控制電路的改造 數(shù)控車床控制電路由冷卻控制、刀架控制、風(fēng)機(jī)冷卻、開關(guān)電源、 CNC 系統(tǒng)控制電路等組成，如圖 12 所示。 TCI 為 制變壓器，初級為 AC380V，次級為 AC220V。如圖 11所示為數(shù)控車床電氣控制中的 380V 強(qiáng)電回路圖。整個系統(tǒng)的電源配置必須接地并良好，因?yàn)榻拥睾脡闹苯佑绊懙较到y(tǒng)的抗干擾性和安全性。 X軸和 Z 軸的驅(qū)動裝置由機(jī)床變壓器提供 AC220V 電源。自動控制 — 數(shù)控指令 T 代碼：數(shù)控系統(tǒng) KM1KM2刀架電機(jī) M3。 T代碼： ， T1， ， T2， , T3 , T4. 輸出信號：機(jī)床控制面板手動換刀鍵，刀架正轉(zhuǎn) ；刀架反轉(zhuǎn) 。 ② 潤滑泵電動機(jī)控制 輸 入信號：來自機(jī)床參數(shù)設(shè)置，導(dǎo)軌潤滑間隔：機(jī)床面板導(dǎo)軌潤滑鍵；輸入信號：潤滑控制 ；手動控制 按鈕；自動控制 機(jī)床參數(shù)設(shè)定。 面板輸入主軸：正轉(zhuǎn)、反 轉(zhuǎn)、點(diǎn)動、停止。 （ 2） 數(shù)控車床電氣控制電路的分析 1） 主軸電機(jī)電氣控制 主軸電動機(jī) M3 是一臺交流變頻電動機(jī)，由變頻器驅(qū)動，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及速度控制也是由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制。可以用來加工軸類、盤類的回轉(zhuǎn)體零件，自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、螺紋等工序的切削加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。 2） 電源輸出模塊有一個電源鑰匙開關(guān)，是為強(qiáng)電的控制回路供電。 （ 2） 電源輸出 1） I/O 接口模塊直流 24V 接線柱已與外部相連。 2）電路組成 380V 電源開關(guān) QS后接入各電源回路中，開關(guān) QS 后由四個空氣開關(guān)（ QFQF QF QF4） 3個接觸器（ KM KM KM3） 1個 DC24/5A 開關(guān)電源， 1個 變壓器等組成。 ③ 交流 380V 電源通過變壓器轉(zhuǎn)換成交流 220V，電源通過 U4 W41 經(jīng)過開關(guān)電源供直流 24V給系統(tǒng)供電用。 強(qiáng)電控制電路 （ 1） 控制電路及組成 1）控制電路 ① 交流 380V 電源通過漏電保護(hù)總開關(guān) QS和空氣開關(guān) QF1供主軸變頻使 用。 1）報(bào)警應(yīng)搭建：報(bào)警出現(xiàn)時，按此鍵可以消除 報(bào)警； 2）通道轉(zhuǎn)換鍵 3）上檔鍵： 4）信息鍵：對鍵上的兩種功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。光點(diǎn)耦合器的工作壽命大于 10 萬小時，以每臺機(jī)床每天工作 10 小時計(jì)，可以保證機(jī)床正常工作 20 多年，對機(jī)床壽命也不會造成影響。 采用負(fù)邏輯存在的問題及對策 數(shù)控機(jī)床的 PLC 輸入點(diǎn)采用負(fù)邏輯輸入的方法使輸入電路中的光電藕合器的發(fā)光二極管長期處于通電狀態(tài)。西門子的 SINUMERIK 802S 數(shù)控系統(tǒng)既有此功能。 （ 2）通過設(shè)定機(jī)床參數(shù)實(shí)現(xiàn)。 軟件設(shè)置 負(fù)邏輯需要把邏輯“ 1”改為無效狀態(tài)而邏輯“ 0”為有效狀態(tài)。如果從 +24 端子到 PLC 的輸入點(diǎn)之間的線路出現(xiàn)開或接觸不良時，該點(diǎn)被認(rèn)為有效，機(jī)場會立即報(bào)警，必須在電路連接良好的情況下才能正常運(yùn)行。當(dāng)正常情況下 SQ1 是閉合的。這種方法的缺點(diǎn)在于當(dāng)+叢 4V 端子到 PLC 輸入點(diǎn)之間的線路接觸不良或開路則會造成 SQ1 無效（即使SQ1 被 牙下閉合），而導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)大事故。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)其控制邏輯由邏輯電子線路實(shí)現(xiàn)，不會出現(xiàn)以上問題，本次數(shù)控改造使用的數(shù)控西門子 802D 數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)負(fù)邏輯輸入要軟件，硬件兩方面配合才能實(shí)現(xiàn)。如果機(jī)床的電路采用傳統(tǒng)的繼點(diǎn)器，接觸器等元件實(shí)現(xiàn)邏輯功能則不宜采用負(fù)邏輯，因?yàn)樗麜?dǎo)致部分繼電器，接觸器處于始終接觸狀態(tài)。限位輸入端采用負(fù)邏輯需對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改。其基本思路是：使用限位行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，當(dāng)限位開關(guān)沒有壓下 I/O點(diǎn)與 24V斷開，機(jī)床限位。 坐標(biāo)系的建立 X、 Z 軸的限位和參考返回 電路 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系 它是其它坐標(biāo)系（如工件坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系）的基準(zhǔn) CA6140 車床的坐標(biāo)原點(diǎn)， M 定在卡盤基座與主軸中心的交點(diǎn)上，數(shù)控系統(tǒng)是通過檢測參考點(diǎn)的具體位置來確定機(jī)床坐標(biāo)系的，我們選用兩個接進(jìn)開關(guān)， X 軸方向與 Z 軸方向各安裝一個在床身上，用于建立參考點(diǎn)，當(dāng)移 動刀架，兩個接近開關(guān)都有信號輸出時，刀架的當(dāng)前位置即為參考點(diǎn) R，測量 XR 及ZR，并將它們寫入機(jī)床數(shù)據(jù) 341