武漢華中數(shù)控股份有限公司 余楹飛/ 葉琦/ 王増然
基金項(xiàng)目：“高檔數(shù)控系統(tǒng)在航空領(lǐng)域的示范應(yīng)用”科技重大專項(xiàng)課題（2013ZX04012021）
摘要
華中8型是武漢華中數(shù)控股份有限公司開發(fā)的總線式數(shù)控系統(tǒng)，它基于具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的NCUC工業(yè)總線技術(shù)上，采用模塊化、開放式體系結(jié)構(gòu)的高可靠性設(shè)計(jì)，具有高速高精、多軸多通道、車銑復(fù)合控制、云數(shù)控、五軸加工等控制功能，具有極高的性價(jià)比。本文主要介紹了華中8型數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給軸當(dāng)主軸使用的功能。
關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng)、模塊化、進(jìn)給軸、主軸
Abstract
HNC-8 is a field-bus numerical control system developed by Wuhan Huazhong Numerical Control Co.Ltd. It is based on NCUC industrial bus technology with independent intellectual property rights, uses the high reliability design with modularization and open architecture, and is characterised as high cost-performance ratio with the control function of high-speed and high precision, multi-axes and multi-channels, turning-milling compound, cloud service of NC, 5-axis machining etc. This document specifies how to use the feed axis as the spindle in HNC-8.
Keywords: numerical control system, modularization, feed axis, spindle
一、 本文研究的目的和意義
國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用水平相對較低，為了滿足航空制造領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的加工需求，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行功能的深度開發(fā)，提升國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的功能、性能和可靠性水平。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的主軸電機(jī)價(jià)格貴、力矩大、體積也大，一般情況下是速度控制。進(jìn)給電機(jī)價(jià)格便宜、力矩小、體積也小，一般情況下是位置控制。華中8型數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)的進(jìn)給軸當(dāng)主軸使用的功能有非常重要的意義：在主軸安裝空間較小的機(jī)床上，進(jìn)給軸電機(jī)體積小，可以替換主軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)的功能；進(jìn)給軸電機(jī)價(jià)格便宜，用進(jìn)給軸電機(jī)替換主軸電機(jī)可以降低成本；進(jìn)給軸電機(jī)是位置控制模式，速度波動小，穩(wěn)定性好，加工的零件光潔度好；在雙主軸同步交換工件的過程中，進(jìn)給軸電機(jī)的位置控制模式比主軸電機(jī)的速度控制模式精度更高，可以避免在交換工件的過程中扭傷工件。
二、 功能實(shí)現(xiàn)
1、參數(shù)設(shè)置
系統(tǒng)中需要設(shè)置的參數(shù)有：通道參數(shù)、坐標(biāo)軸參數(shù)、設(shè)備接口參數(shù)。
（1）通道參數(shù)
將通道參數(shù)中參數(shù)號為040011的參數(shù)“主軸1軸號”設(shè)為3。此參數(shù)設(shè)為3后將和坐標(biāo)軸參數(shù)中的邏輯軸3和設(shè)備接口參數(shù)中的“AX”配置的邏輯軸3達(dá)成映射關(guān)系。
（2）坐標(biāo)軸參數(shù)
坐標(biāo)軸參數(shù)中，邏輯軸3是主軸1的映射坐標(biāo)軸。邏輯軸3中需要設(shè)置的參數(shù)見表1。
3中需要設(shè)置的參數(shù)見表1。
表1 邏輯軸3需要設(shè)置的參數(shù)
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參數(shù)號 |
參數(shù)名稱 |
參數(shù)值 |
|
103000 |
顯示軸名 |
A |
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103001 |
軸類型 |
9 |
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103004 |
電子齒輪比分子 |
360000 |
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103005 |
電子齒輪比分母 |
10000 |
（3）設(shè)備接口參數(shù)
設(shè)備參數(shù)中識別的邏輯軸3中需要設(shè)置的參數(shù)見表2。
表2 設(shè)備接口參數(shù)中需要設(shè)置的參數(shù)
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參數(shù)號 |
參數(shù)名稱 |
參數(shù)值 |
|
509010 |
工作模式 |
1 |
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509011 |
邏輯軸號 |
3 |
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509014 |
反饋位置循環(huán)方式 |
2 |
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509015 |
反饋位置循環(huán)脈沖數(shù) |
10000 |
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509016 |
編碼器類型 |
1 |
2、PLC設(shè)置
PLC中涉及到的F和G寄存器見表3。不同的邏輯軸號對應(yīng)的F和G寄存器是不一樣的。如邏輯軸3對應(yīng)的定向完成是寄存器F【3*80+1.5】，即F241.5。邏輯軸2對應(yīng)的正轉(zhuǎn)寄存器G【2*80+1.6】，即G161.6。
表3 PLC中涉及到的F和G寄存器
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F【軸號*80+1.5】 |
定向完成 |
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F【軸號*80+1.6】 |
零速到達(dá) |
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F【軸號*80+1.7】 |
轉(zhuǎn)速到達(dá) |
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G【軸號*80+1.5】 |
定向 |
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G【軸號*80+1.6】 |
正轉(zhuǎn) |
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G【軸號*80+1.7】 |
反轉(zhuǎn) |
PLC中需要修改的寄存器見表4。
表4 PLC中需要修改的寄存器
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修改前 |
修改后 |
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F403.8(定向完成) |
F241.5(定向完成) |
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F402.14(轉(zhuǎn)速到達(dá)) |
F241.7(轉(zhuǎn)速到達(dá)) |
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F402.15(零速到達(dá)) |
F241.6(零速到達(dá)) |
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G402.12（主軸定向） |
G241.5（主軸定向） |
將原PLC中圖1的內(nèi)容更改為圖2的內(nèi)容。
圖1（更改前）
三、 結(jié)束語
華中8型高檔型數(shù)控系統(tǒng)具有的進(jìn)給軸當(dāng)主軸使用的功能，可以滿足用戶不同的需求，在滿足生產(chǎn)要求的前提下，可以有效的降低用戶購買設(shè)備的成本，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的競爭力。此功能已經(jīng)在華中數(shù)控系統(tǒng)用戶處得到廣泛的應(yīng)用，特別是在磨床中應(yīng)用較多。另外，在一些航空航天用戶中，華中數(shù)控系統(tǒng)配置的雙通道、雙主軸高檔數(shù)控機(jī)床可以滿足航空航天領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的加工需求，提升了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的功能水平，提升了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用水平。
