CNC加工中心電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
CNC加工中心電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)使用于加工中心的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的控制功能和多種輔助管理功能.控制功能決定數(shù)控機(jī)床所能夠完成的加工種類(lèi)，如車(chē)削加工中心的C軸功能，與X軸、Z軸配合可以在己經(jīng)加工的表面上銑削出回柱凸輪及在軸端面可以加工出端面凸輪，也可以在軸端銑出平面。輔助管理功能不同于機(jī)床的加工控制功能.其精度和數(shù)量與機(jī)床的自動(dòng)化程度和加工精度有緊密的聯(lián)系。加T中心的數(shù)控系統(tǒng)通常具備的加丁輔助功能有:加工中自動(dòng)選刀、多種加工自動(dòng)循環(huán)、刀具長(zhǎng)度及直徑的門(mén)動(dòng)補(bǔ)償、刀具壽命管理、過(guò)載、超程門(mén)動(dòng)保護(hù)及故障診斷功能等。 加工中心在加工過(guò)程中數(shù)控系統(tǒng)可控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)二軸、三軸或多軸聯(lián)動(dòng)，數(shù)控系統(tǒng)控制進(jìn)給軸同時(shí)聯(lián)動(dòng)的軸數(shù)越多，加工過(guò)程中數(shù)控裝置同時(shí)計(jì)算的信息量就越大，要求數(shù)控裝置的計(jì)算速度就越快，從而導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜.數(shù)控機(jī)床的制造成本大大提高。 加工中心早期使用的數(shù)控系統(tǒng)多為8位或16位專(zhuān)用微機(jī)控制器，功能相對(duì)較少.運(yùn)算速度不高.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的t速發(fā)展。大量先進(jìn)的高性能計(jì)算機(jī)被用作加工中心數(shù)控系統(tǒng)的控制器.如32位或64位高性能T.業(yè)控制機(jī)(IPC)已被廣泛使用. 為提高數(shù)控系統(tǒng)的工作效率，改善數(shù)控系統(tǒng)的控制功能，加工中心使用的數(shù)控系統(tǒng)多采用多通道控制模式。多通道控制的數(shù)控系統(tǒng)具有多任務(wù)同時(shí)處理功能，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的同時(shí).還可以完成數(shù)控系統(tǒng)叭子其他通道的控制功能.如:數(shù)控機(jī)床在加工的同時(shí)可以進(jìn)行門(mén)動(dòng)選刀、控制料庫(kù)自動(dòng)備料等。開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)在保留傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，增加了更多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能如 1、具有和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通估和聯(lián)網(wǎng)的能力.該功能將數(shù)控系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)直接相連。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以將經(jīng)過(guò)數(shù)控系統(tǒng)0證的NC代碼存盤(pán)備用，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上由CAD/CAM軟件生成的NC代碼能夠隨時(shí)向數(shù)控系統(tǒng)傳送.在復(fù)雜曲面加工時(shí).由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成DNC加工模式，可消除數(shù)控系統(tǒng)程序內(nèi)存容量小的限制. 2、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制加工的能力。數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程加工是指在遠(yuǎn)離數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)上由操作人員對(duì)已經(jīng)安裝正確的工件進(jìn)行加工.該種加工模式要求數(shù)控機(jī)床有較高的網(wǎng)絡(luò)資料交換能力，在加工時(shí)數(shù)控機(jī)床將控制權(quán)限交與網(wǎng)絡(luò).由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制數(shù)控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床將加工過(guò)程的資料和圖像反饋給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。 現(xiàn)以H400 V400動(dòng)柱式加工中心的電氣控制系統(tǒng)為例，介紹加工中心的電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。INCON-M40F數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) H400 V400加工中心電氣控制系統(tǒng)的核心是符合工業(yè)PC標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)INCON-M40F.這種IPC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部采用了靈活開(kāi)放的總線式結(jié)構(gòu)，各個(gè)控制模塊(接口電路板)均插接在系統(tǒng)總線母板上，80586CPU ROM RAM等在CPU板上通過(guò)內(nèi)部總線相連結(jié)，又通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)控制器也插接于母板上，該系統(tǒng)充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的豐富資N.利用硬盤(pán)作為NC大容量緩沖內(nèi)存。帶有3.5寸軟驅(qū)，可由軟盤(pán)或由RS-232連接外部CAD工作站執(zhí)行DNC加工.為用戶(hù)提供了使用C#i#言的PMC(數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC)開(kāi)發(fā)工具，且具備網(wǎng)絡(luò)通信功能，代表了當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì).圖3-1為INCON-M40F數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，圖中CV1 CN2和CN3分別為XYZ三軸伺服馭動(dòng)單元連接電q插座，CN4為上軸f，朔及馭動(dòng)單元的連接電4插座;CV7 CN8為PLC硬件中繼模板對(duì)機(jī)床電器的連接電纜插座.二、加工中心電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) H400 V400加工中心的電氣控制系統(tǒng).是基于INCON-M40F數(shù)控系統(tǒng).配接三套三菱MELSERVO-J2-A系列交流伺服驅(qū)動(dòng)器及伺服電動(dòng)機(jī).完成x Y z軸的伺服進(jìn)給:起接一套MDSA-SPJA系列主軸伺服馭動(dòng)器及上軸伺服電動(dòng)機(jī)，完成L軸速度控制及主軸定位控制;配接1# 2#2塊INCON-EQ型PLC擴(kuò)展中繼板·完成共64路輸入、32路輸出的加工中心邏輯控制。其它必要連接的外圍器件還有CRT顯示器、手輪、第一操作面板、各運(yùn)動(dòng)方向限位開(kāi)關(guān)等。圖3-2為加工中心電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖. 在硬件擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，用戶(hù)還必須對(duì)INCON-M40F數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC (即PMC)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)完整的應(yīng)用程序.才能完成加工中心的電氣控制.木章只介紹電氣控制系統(tǒng)的硬件原理與接線，加工中心控制系統(tǒng)內(nèi)置PLC的軟件結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)方法見(jiàn)第六章.