NUM1050數控系統在三坐標龍門銑床中的應用
NUM1050是一種開放式的、功能強大的數控系統，采用64位的CPU，處理速度快、位置控制精度高。系統既可進行簡單的RS232C串口通信，也可進行復雜FIPWAY網絡通信。系統的參數設置及傳輸、機床零件程序的裝卸載都相當便捷。下面簡單介紹用NUM1050和NUMDRIVE對一臺三坐標龍門銑床進行的電氣控制。
1機床電氣控制系統組成
該機床有3個直線坐標，X坐標驅動龍門架，其行程達10.5m，3個坐標采用HEIDEHAIN直線光柵尺(1Vpp正弦波)全閉環(huán)反饋方式，機床主軸為電主軸。針對該機床的結構特點，為它的電氣控制系統配置了NUMI050數控系統、NUMDRIVE數字伺服驅動系統、MDLU數字進給驅動模塊；考慮到機床的DNC控制及FMS進線的功能，配置了插人式的FIPWAY網絡通信模塊；3個進給坐標分別安裝了BPH電動機(X:36N"m,200r/min,Y:17N·m,200r/min,Z:17N·m,200r/min)，主軸裝備了施耐德變頻器。
2NUM1050數控系統外圍接口模塊
NUM1050機床操作面板有多達39個自定義鍵。面板與系統采用光纖連接。我們結合該機床控制操作的自身特點要求，在操作面板上定義了一些操作鍵，完全滿足了機床控制的要求。
NUM1050為用戶提供了各種輸人輸出模塊。其中32位輸入模塊，每位帶LED指示，它除接受一般的24VDC開關量外，還可以接三線式的接近傳感器信號。這樣對該機床的一些三線式接近開關，提供了方便可靠的連接。24位的輸出繼電器模塊，最大的輸出電流可達8A。完全滿足了該機床電氣系統中對電磁閥、接觸器的控制要求。
NUM1050本身具有一個模擬輸入輸出及外部中斷接口(IT/ANA)，為機床提供了一個靈活的模擬輸出口，便于與其它模塊相連。本機床應用該接口，將它作為主軸變頻器的指令電壓輸出，成功地實現了數控系統對變頻電主軸的無級調速。
3NUM1050數控系統的軟件開發(fā)工具
NUM1050數控系統為機床生產制造者提供了豐富的軟件資源和強大的軟件開發(fā)工具，如PLCTOOL,SETTOOL、MMITOOL和PCKITTOOL等。它們都是建立在WINDOWS平臺上，給機床電氣控制系統開發(fā)人員帶來了極大的方便。
NUM1050還為用戶提供了多種位置補償軟件，其中坐標間位置矯正軟件(INTERAXISCALIBRATION)就很有特色，它是針對龍門銑床而設計的一種位置補償軟件。由于龍門架上主軸的移動，主軸的重量造成橫梁縱向變形，這種變形沿主軸運動方向呈非線性變化。通過該軟件，系統能根據主軸頭在橫梁上的移動量，實時對Z向進行位置補償，從而使機床取得良好的位置控制精度。
我們利用PLCTOOL軟件，在短時間內開發(fā)了該機床的PLC控制程序，并應用SETTOOL對機床參數及伺服驅動參數進行了快速準確的設置與調整，對機床有關的運動數據進行調整設置(參考點、軟限位、機床最大進給速度等)。利用激光干涉測距儀，對3坐標的定位誤差進行測定，運用系統提供的“軸矯正”軟件進行參數位置的矯正。
NUMDRIVE數字伺服驅動系統采用參數對機床的反饋元件進行配置，系統兼容各種位置測量反饋系統，如TTL型、1Vpp型、絕對位置編碼、串行SSI協議絕對位置編碼和串行EnDat協議絕對位置編碼等一系列的位置測量反饋元件。通過伺服參數的修改設置，可以方便地對PUD位置調節(jié)器的比例與積分因子進行最佳的調整。數字伺服驅動系統中還有低通濾波器功能，以用于特殊的應用場合。對系統修改參數，可方便地進行機床半閉環(huán)與全閉環(huán)的切換。這種功能對機床的調試特別有用。該機床采用了1Vpp型直線光柵尺，不需要EXE C:信號轉換單元，只對參數V0350進行簡單設置，就可實現系統與測量系統的匹配。在調試機床Z向坐標時，通過SETTOOL觀察其電流，及時調整Z向電動機的上下行電流一致，并調整了Z向的伺服參數V051與V052，使Z向坐標運行平穩(wěn)定位準確。系統能對光柵尺的反饋位置信號的品質進行實時檢測，信號出現故障及時報警。利用SETTOOL內置示波器觀察坐標進給速度與電流的波形，準確判斷系統位置調節(jié)的品質，對3坐標伺服的速度比例增益與速度積分增益進行了調整。通過激光測出的坐標全長誤差，對光柵尺的長度拉伸縮放調整。利用SETTOOL觀察3個坐標的靜態(tài)電流，及時進行系統參數與機械系統的匹配調整，使3坐標的靜態(tài)電流最小。10m多的X向進給在取消了位置誤差補償下，僅利用伺服系統的自身位置調節(jié)，就達到機床驗收精度要求。總之，NUMDRIVE數字伺服驅動系統對機床的位置靜動態(tài)精度的調整極為方便高效。
1機床電氣控制系統組成
該機床有3個直線坐標，X坐標驅動龍門架，其行程達10.5m，3個坐標采用HEIDEHAIN直線光柵尺(1Vpp正弦波)全閉環(huán)反饋方式，機床主軸為電主軸。針對該機床的結構特點，為它的電氣控制系統配置了NUMI050數控系統、NUMDRIVE數字伺服驅動系統、MDLU數字進給驅動模塊；考慮到機床的DNC控制及FMS進線的功能，配置了插人式的FIPWAY網絡通信模塊；3個進給坐標分別安裝了BPH電動機(X:36N"m,200r/min,Y:17N·m,200r/min,Z:17N·m,200r/min)，主軸裝備了施耐德變頻器。
2NUM1050數控系統外圍接口模塊
NUM1050機床操作面板有多達39個自定義鍵。面板與系統采用光纖連接。我們結合該機床控制操作的自身特點要求，在操作面板上定義了一些操作鍵，完全滿足了機床控制的要求。
NUM1050為用戶提供了各種輸人輸出模塊。其中32位輸入模塊，每位帶LED指示，它除接受一般的24VDC開關量外，還可以接三線式的接近傳感器信號。這樣對該機床的一些三線式接近開關，提供了方便可靠的連接。24位的輸出繼電器模塊，最大的輸出電流可達8A。完全滿足了該機床電氣系統中對電磁閥、接觸器的控制要求。
NUM1050本身具有一個模擬輸入輸出及外部中斷接口(IT/ANA)，為機床提供了一個靈活的模擬輸出口，便于與其它模塊相連。本機床應用該接口，將它作為主軸變頻器的指令電壓輸出，成功地實現了數控系統對變頻電主軸的無級調速。
3NUM1050數控系統的軟件開發(fā)工具
NUM1050數控系統為機床生產制造者提供了豐富的軟件資源和強大的軟件開發(fā)工具，如PLCTOOL,SETTOOL、MMITOOL和PCKITTOOL等。它們都是建立在WINDOWS平臺上，給機床電氣控制系統開發(fā)人員帶來了極大的方便。
NUM1050還為用戶提供了多種位置補償軟件，其中坐標間位置矯正軟件(INTERAXISCALIBRATION)就很有特色，它是針對龍門銑床而設計的一種位置補償軟件。由于龍門架上主軸的移動，主軸的重量造成橫梁縱向變形，這種變形沿主軸運動方向呈非線性變化。通過該軟件，系統能根據主軸頭在橫梁上的移動量，實時對Z向進行位置補償，從而使機床取得良好的位置控制精度。
我們利用PLCTOOL軟件，在短時間內開發(fā)了該機床的PLC控制程序，并應用SETTOOL對機床參數及伺服驅動參數進行了快速準確的設置與調整，對機床有關的運動數據進行調整設置(參考點、軟限位、機床最大進給速度等)。利用激光干涉測距儀，對3坐標的定位誤差進行測定，運用系統提供的“軸矯正”軟件進行參數位置的矯正。
NUMDRIVE數字伺服驅動系統采用參數對機床的反饋元件進行配置，系統兼容各種位置測量反饋系統，如TTL型、1Vpp型、絕對位置編碼、串行SSI協議絕對位置編碼和串行EnDat協議絕對位置編碼等一系列的位置測量反饋元件。通過伺服參數的修改設置，可以方便地對PUD位置調節(jié)器的比例與積分因子進行最佳的調整。數字伺服驅動系統中還有低通濾波器功能，以用于特殊的應用場合。對系統修改參數，可方便地進行機床半閉環(huán)與全閉環(huán)的切換。這種功能對機床的調試特別有用。該機床采用了1Vpp型直線光柵尺，不需要EXE C:信號轉換單元，只對參數V0350進行簡單設置，就可實現系統與測量系統的匹配。在調試機床Z向坐標時，通過SETTOOL觀察其電流，及時調整Z向電動機的上下行電流一致，并調整了Z向的伺服參數V051與V052，使Z向坐標運行平穩(wěn)定位準確。系統能對光柵尺的反饋位置信號的品質進行實時檢測，信號出現故障及時報警。利用SETTOOL內置示波器觀察坐標進給速度與電流的波形，準確判斷系統位置調節(jié)的品質，對3坐標伺服的速度比例增益與速度積分增益進行了調整。通過激光測出的坐標全長誤差，對光柵尺的長度拉伸縮放調整。利用SETTOOL觀察3個坐標的靜態(tài)電流，及時進行系統參數與機械系統的匹配調整，使3坐標的靜態(tài)電流最小。10m多的X向進給在取消了位置誤差補償下，僅利用伺服系統的自身位置調節(jié)，就達到機床驗收精度要求。總之，NUMDRIVE數字伺服驅動系統對機床的位置靜動態(tài)精度的調整極為方便高效。
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