GNC61數控系統(tǒng)在立式加工中心的應用
1機床設計方案1.1機床情況簡介該機床有X,、F,、Z這3個進給軸，1個主軸,，1個容 量為12把刀的刀庫,，進給軸采用G0NA交流伺服電動 機驅動,，主軸采用超同步異步伺服電動機,，具體設計指 標見表1。表1 A/F/Z軸行程/mm 510/300/300 主軸鼻端至工作臺面/mm 175/475 主軸轉速/(r/min) 0 ~8 _ 刀庫儲刀/支 12 可用******刀具直徑/mm 80 ******刀具長度/mm 200 ******刀具量/kg 3 刀具交換方式 夾臂式 刀具規(guī)格 B130 主軸電動機功率/kW 3.7 X/y/Z軸電動機功率/kW 1.5/1. 5/3. 5 工作臺面尺寸/mm 600 x 320 工作臺******荷重/kg 250 X/F/Z軸快移速度/( m/min) 60 1.2精工系統(tǒng)的選擇 GNC61光纖總線開放式高檔精工系統(tǒng)集NC,、PLC,、HMI、機床鍵盤,、系統(tǒng)鍵盤于一體,，系統(tǒng)與伺服之間采用以 光纖為介質的GLINK全數字總線方式進行連接,配合模塊化伺服驅動結構，實現了安全,、可靠,、最少化的布線GNC61光纖總線開放式高檔精工系統(tǒng)的核心部件——精工系統(tǒng)主控單元,它集成了精工系統(tǒng)和PLC的控制，包括相應的精工軟件和PLC控制軟件,，并帶有手輪及測最接口,、IO擴展接口、USB,、以太網等設備總線接口,，通過設備總線接口可實現工廠集成控制。1.3 GNC61精工系統(tǒng)的應用方案 GNC61精工系統(tǒng)在此機床的應用原理圖如圖1所示,。GNC61精工系統(tǒng)具有系統(tǒng)鍵盤,、機床鍵盤和手輪接口，可通過專用電纜與手輪連接,。機床鍵盤的所有信號（包括按鍵,、主軸倍率、進給軸倍率信號和指示燈信號）均為數字量,，通過大連光洋自主知識產權的GUNK協議總線與精工系統(tǒng)主控單元連接,。整個機床的邏輯控制部分是由PLC完成的，PLC程序在GNC61精工系統(tǒng)中循環(huán)執(zhí)行,，所有的輸入/輸出fi均 通過GL1NK協議傳送,。模塊化光纖總線式驅動器是大連光洋科技工程有 限公司推出的新一代交流伺服驅動產品?？梢詫崿F高 精度,、高性能的伺服控制功能。它不僅能控制同步伺服 電動機,，還能控制三相異步電動機,、力矩電動機及直線 電動機。采用光纖作為通信介質,，具有適應能力強,，不 怕外界強電磁場和強電場的干擾等優(yōu)點。采用共直流母 線技術,，集中供電,，電動機軸之間的能量共享,、降低用戶 用電成本l集成可編程PIX功能，可用于機床電氣控制,， 代替了外置獨立的PLC模塊,，大大減少了機床內部連線:1.4系統(tǒng)配置清單根據機床的設計要求,經過詳細的計算選型，主要 的電氣元件清單如表2所示,。 表2 序號 項目 規(guī)格型號 數量 1 精工系統(tǒng) GNC61 1 2 X軸伺服電動機 irr6064-6AF7l4XG0 1 3 F軸伺服電動機 im〇64-6Ah7MXGO 1 4 Z軸伺服電動機 nT6084-8AF714XH0 1 5 S軸主軸電動機 CTB43ly7ZGA15-HF5G 1 6 A’軸伺服驅動器 GDU025BMAF 1 7 K軸伺服驅動器 GDU025BMAF 1 8 Z軸伺服驅動器 GDU050BMAF 1 9 S軸伺服驅動器 GDU050BMAF 1 10 伺服電源模塊 GPS015BP 1 11 濾波器 GDPTO30EC-A 1 12 電抗器 ACK4-15-A 1 2系統(tǒng)調試機床裝配完畢后,進人到機床調試環(huán)節(jié),，主要的調 試工作分成以下幾部分：2.1系統(tǒng)連接正確的連接是系統(tǒng)調試順利進行的基礎。系統(tǒng)的 連接包括系統(tǒng)各部件的連接（如個人計算機,、牛耳排 線,、24 V直流穩(wěn)壓電源、手輪）,、光纖總線的連接,、驅動 系統(tǒng)和伺服電動機連接等。GNC61是基于GLINK總 線的精工系統(tǒng),。輸人輸出信號是通過GUNK傳送的,， 位置調節(jié)（速度給定和位置反饋信號）也是通過 GL1NK完成的，因而GUNK的正確連接非常重要,。2.2系統(tǒng)上電在確定系統(tǒng)的連接和供電部分沒有錯誤后,，將三 相交流電接人電源模塊，合上系統(tǒng)的主電源開關,， GNC61精工系統(tǒng)以及驅動器均通電,。其中，GNC61主 控單元為24 V直流供電,，伺服電源模塊為3相380 V 供電,。第一次通電后要檢測GNC61、何服電源及驅動 器狀態(tài)是否正常,。若GNC61進人系統(tǒng)界面有報警顯 示,，則要根據報警信息確定報警原因后再進行系統(tǒng) 調試。2.3 PLC調試PLC程序在精工機床系統(tǒng)中起著關鍵的作用,，數 控機床正常的運轉需要PLC程序的參與,PLC通過伺 服上的I/O 口及系統(tǒng)內部的子程序和程序接口向系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行動作命令,，啟動精工機床,。在GNC61系統(tǒng) 中,，用戶無需自我搭建PLC應用程序，在調試精工機 床之前,，PLC程序已編寫完成,，根據機床運行的狀態(tài)不 斷修改PLC程序，完成精工機床的PLC程序調試及數 控機床的調試,。在精工機床調試過程中,，GNC61系統(tǒng)中通過GPL- CIDE-2軟件來編寫及修改PLC控制程序,。同時GPL- CIDE-2軟件提供了應用于PLC的子程序庫，可視化界 面編譯等模塊,，精工機床調試者可根據自己的需要調 用模塊中程序,，編寫相對應的精工機床程序。由于 ZK600精工機床為三軸立式精工機床,，故其PLC程序 相對不是很復雜,，動作執(zhí)行功能塊較少。主要包括急 停功能塊(SyEmergenc),、復位功能塊（SyReset),、主軸功 能塊（Axis - Rotate)、手輪功能塊（Axis-HandWhl),、機 床冷卻模塊（Cooling ),、機床潤滑模塊（Lubricate )、刀 庫模塊（TOOL),、MST模塊（MST_C〇〇l),、鍵盤模塊 (Key-Board)和其他模塊（比如機床限位模塊，機床照 明及警示燈模塊）等模塊,。針對精工系統(tǒng)上各按鍵的 功能實現,主要是編寫在PLC鍵盤模塊子程序中,；機 床NC編程中使用到的MST代碼編寫在MST模塊子 程序中;精工機床中各輸人輸出信號編寫在各對應的 功能塊子程序中。ZK600立式加工中心PLC程序編寫完成之后,，將 其文件拷人GNC61精工系統(tǒng)中,，然后通過編程軟件 GPLCIDE-2加載到精工系統(tǒng)中，實現機床的操作,。加 載程序完成后,，運用軟件中的調試模式對PLC程序進 行調試。2.4驅動器調試驅動器作為精工機床中一個重要的驅動部件,，其 性能的好壞直接關系著電動機是否能夠正常的運轉,。 調試驅動器需要使用光洋自主研發(fā)的驅動器調試軟 件。進人界面后,，點擊調試選項,，輸人驅動器相關參 數，通過驅動器調試軟件旋轉電動機,，調整驅動器及電 動機相關參數,，完成驅動器調試。1. 5 NC調試在PLC調試及驅動器調試完成后,，進人到系統(tǒng)調 試界面中,，首先要對系統(tǒng)上基本的精工機床參數進行 對應的設定及配置。如:精工機床總線參數配置,，各軸 狀態(tài)配置,，各軸位置環(huán)參數配置,，各軸電動機性能配 置，各軸運動性能配置,，回參考點配置,，坐標系的配置， 軟限位參數設定等,。然后點擊GNC61系統(tǒng)調試,，進入 調試界面，根據系統(tǒng)上繪制各監(jiān)視參數曲線及各軸運 動狀態(tài),，調整相對應的參數設定值,，完成對精工機床狀 態(tài)的調試。待調試完成后,，精工機床進人到******的運行狀態(tài),。2.6刀庫調試GNC61精工系統(tǒng)通過M代碼及T代碼來實現數 控機床的換刀過程。實現的代碼為M06TXX,字母T 后面為需要換的刀號,。在調試刀庫之前,，需要向精工 系統(tǒng)刀庫文件中輸人本機床上使用的刀具信息（如刀 具類型，刀具號,，刀座號）,，系統(tǒng)會將根據設定輸人的 刀具信息以及PLC程序傳輸的刀具信息進行相應的 換刀動作。在GNC61精工系統(tǒng)中,，用戶可采用二種方式進行 換刀操作,，一種為手動方式，一種為自動方式,。但是在 進行換刀之前,，用戶必須要對刀庫進行回零動作，將刀 庫上當前的刀位移植到1號刀位上方可進行相應的 操作,。由于ZK600立式加工中心采用12把刀位的機械 性刀庫,，故在每次換刀的時候系統(tǒng)會根據當前的Z軸 位置判斷是否能進行換刀操作，如果不能進行換刀動 作,，用戶需根據系統(tǒng)提示將Z軸移動到可換刀的位置 上,。待用戶移到換刀點后，點擊系統(tǒng)界面上的MDI按 鍵,，輸人M06TXX,，再點擊執(zhí)行當前行段，精工機床便 自動進行相對應的換刀動作,。自動換刀完成后,，用戶可通過精工系統(tǒng)鍵盤上制 定的換刀按鍵進行手動換刀。在精工系統(tǒng)上通過按鍵 K1,、K2,、K3這3個按鍵進行相應的換刀動作。在調試刀庫的時候,要注意精工機床實際運行的 距離和PLC程序中設定的距離是否一致,，如發(fā)現各軸 運行位置異常,，需及時調整各軸位置或PLC上設定的 程序，以便進行相應的換刀動作,。3結語該機床經過調試完全達到了設計指標,，半年來運 行情況良好，加工性能穩(wěn)定,。是大連光洋科技工程有 限公司GNC61精工系統(tǒng)在立式加工中心的一次成功 應用,。再次證明了大連光洋科技工程有限公司具備了 從系統(tǒng)的角度去規(guī)劃、設計,、分析,、優(yōu)化各種高檔精工 機床的能力。 本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網絡僅供學習參考,，轉載請注明,！
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