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第7章数控机床控制应用实例 7 1CK6132 SYC 2E 数控卧式车床7 2数控新技术介绍 基于PC平台的工控数控机床7 3普通车床数控改造7 4XH714立式加工中心电气控制 1 7 1CK6132 SYC 2E 数控卧式车床 7 1 1主要用途和适用范围 CK6132 SYC 2E 车床采用卧式车床布局 数控系统控制横 X 纵 Z 两坐标移动 适用于短轴类及盘类零件的各种内外回转表面 如圆柱面 圆锥面 特形面等 以及内外公制英制螺纹的自动化切削加工 并能够进行切槽 镗 铰等加工 该机床加工效率高 适用性强 操作简便 精度高 稳定性好 特别适用于复杂零件或对精度要求较高的中 大批量生产 2 该机床可根据用户要求配置数控系统 编程采用ISO国际通用代码 编程简单易用 并具有掉电记忆功能 该机床还可以根据用户需要增减螺纹车削功能 刀架可选用四工位 六工位等多工位电动刀架 还可以为用户特制专用的排刀架 工件夹紧可选用普通卡盘 液压卡盘或者其他专用夹具 7 1 2主要技术规格 主要技术规格见表7 1 P202 3 7 1 3电气系统 1 电气系统框图 4 SYC 2E 车床数控系统采用最新高速数字信号处理器DSP 大规模可编程门列矩阵PLD技术和现场工业级高速CPU 实时控制高速度 高精度 运用320 240点阵LCD液晶显示技术 整机结构更为合理 SYC 2E 数控系统是以车床为代表的二坐标联动 普及型全数字数控系统 直接控制交流伺服系统 也可以控制步进伺服系统 符合ISO国际代码标准 若配置高性能步进伺服系统 可实现微米级控制 加工精度更高 SYC 2E 车床数控系统适用于各类仪表车床及其他二坐标联动机床的数控改造和配套 通过RS232端口与微机通讯 5 2 主轴电气控制 由图7 1可知 SYC 2E 数控系统通过J3接口 变频器 主轴电机 主轴编码器和数控系统的J9接口组成数控机床的主轴闭环控制 主轴控制用于加工中心换刀时 作为主轴准停用 使主轴定向控制准停在某一固定位置上 以便在该处进行换刀等动作 只要数控系统发出M19指令 利用装在主轴上的位置编码器 通过1 1齿轮传动 输出的信号使主轴准停在规定的位置上 主轴控制用于车床加工 在车床上 按主轴正反转两个方向使工件定位 作为车削螺纹的进刀点和退刀点 利用Z向脉冲作为起点和终点的基准 保证不乱扣 A B相差90 Z向为一圈的基准信号 产生零点脉冲 6 图7 2CK6132主轴变频器控制原理图 7 主轴变频器型号为CVF G2 主回路端子R S T接电网三相交流电源 主回路端子U V W接三相交流电动机 PE为接地端子 数字控制回路端子FWD为正转控制命令端 受数控系统M03端控制 REV为反转控制命令端 受数控系统M04端控制 CM为数字控制回路端子公共端 8 模拟控制回路端子V11为频率设定电压信号输入端 0 10V 主轴位置控制指令经数控系统内的D A 数 模转换 转换器 变换为0 10V可调的直流电压信号送至V11端 调节主轴转速 GND为模拟控制回路端子的公共端 TA TB TC为变频器故障输出端子 用于故障报警 变频器正常时 TA TB闭合 TA TC断开 变频器故障时 TA TB断开 TA TC闭合 触点容量为AC250V1A 阻性负载 9 3 CK6132主电路 图7 3CK6132主电路图 10 图7 3中M1为主轴电动机 M2为刀架电动机 KA1 KA2用于控制刀架电机正反转 M3为冷却电动机 冷却泵电动机与主轴电动机有着顺序联锁关系 即冷却泵电动机应在主轴电动机起动后才可选择起动与否 而当主轴电动机停止时 冷却泵电动机便立即停止 系统电源 交流220V 给数控系统 SYC 2E 供电 控制电源 交流110V 给数控机床操作电路供电 操作电路接触器线圈额定电压为交流110V 伺服驱动电源 交流220V 给交流伺服电机驱动器供电 11 4 伺服驱动控制 由图7 1可见 SYC 2E数控系统通过J5接口 交流伺服驱动器 伺服电动机及编码器组成X Z轴位置闭环控制 X Z轴伺服驱动控制图如图7 4所示 数控系统P1 P14 P2 P15端口用于控制X轴交流伺服驱动器 X轴交流伺服驱动器驱动X轴交流伺服电动机 数控系统P5 P18 P6 P19端口用于控制Z轴交流伺服驱动器 Z轴交流伺服驱动器驱动Z轴交流伺服电动机 12 图7 4X Z轴伺服驱动控制图 13 由图可见 X Z轴交流伺服电动机已附装了增量式光电编码器 用于电动机速度控制及位置反馈使用 目前许多数控机床均采用这种半闭环的控制方式 而无需在机床导轨上安装传感器 若需全闭环控制 则需在机床上安装光栅传感器 伺服驱动器控制信号电源 DC24V 由数控系统内开关电源提供 SRV ON信号连接到COM 时 驱动器被允许工作 伺服使能 P3 P4是指令脉冲的输入端子 驱动器通过高速光电耦合器接收数控系统发出的位置控制信号 14 P5 P6是数控系统发出的伺服电动机正反转控制指令 驱动器主电路输出三相交流电 端子A B Z 给伺服电动机供电 A B Z提供来自分配器的编码器信号的差分输出 FG为内部连接到地端子 驱动器输出DC5V为编码器电源 15 7 2数控新技术介绍 基于PC平台的工控数控机床 将现代PC机丰富的界面 大容量内存和强大的软件功能与传统的数控系统的稳定性 可靠性相结合制作成新型的基于PC平台的数控工控系统是一个值得注意的发展方向 目前 国内外数控系统生产厂家都在这方面投入巨大的力量进行研制工作 我国在这方面也取得了可喜的成绩 与发达国家的水平已经相当接近 仅举SANYING 180M铣床系统为例做一下该方面的技术介绍 16 7 2 1系统概述 该系统是以高性能工业控制计算机为硬件平台 以Windows2000 NT XP为软件平台 针对铣削加工中心研制开发的开放式数控系统 系统运动控制内核和PLC程序运行基于独立的实时控制引擎子系统 不受Windows操作系统的管理和调度 确保数控系统的稳定性 17 7 2 2系统硬件结构 该系统的硬件是由带有10 4英寸真彩液晶显示器的轻触式薄膜操作板 高性能嵌入式CPU工控主板 128MB内存 40G硬盘 USB可移动U盘拷贝接口 高抗干扰电源 主轴伺服调速 主轴变频调速控制单元 手摇脉冲发生器及手动操作盒 网络加工接口等九部分组成 其主电路结构也结合了PC机和传统工控机两方面的特点 如图7 5所示 18 图7 5数控系统主电路 19 利用PC机做平台 重要的是电路设计要考虑电源的高稳定和高抗干扰性能 为此 该系统采用一系列保证措施 一是采用双电源 如图7 6所示 其中共 GND 模拟控制回路端子的公共端 的 VCC 12V 12V 为系统内部电源 用于提供与系统直接 不用隔离 连接的信号电源 另一组 IPE 与 24V 构成 24V的外部接口电源 由系统外部电源模块 DC24V 3A 单独供电 此电源与系统内部是全隔离的 主要向外部接口 通用I O 限位 基点等 电器 控制继电器 电磁刹车 提供电源 20 图7 6双电源 21 二是所有I O接口均采用晶体管输入输出电路以及输入 IPE 有效接口原理 例如 本系统中的输入信号X00 X07为 IPE 有效如图7 7所示 图7 7接口电路 22 在系统与伺服接口方面 由于信号线中有高速脉冲信号 因而导线必须使用双绞线并有良好的屏蔽层 如图7 8所示 23 图7 8系统与伺服接口 24 7 3普通车床数控改造 普通车床的数控改造涉及到两个方面问题 一是机械传动链的改造 二是电气控制系统的配置 现以C618车床为例 说明车床数控改造的方法 7 3 1机械结构改造 1 进给传动链改造后的纵向 X轴 横向 Z轴 传动链如图7 9所示 25 图7 9改造后C618传动系统简图 1 主轴步进电动机 2 主轴脉冲编码器 3 主轴箱 4 溜板箱 5 刀架溜板 6 电动刀架 7 尾座 8 Z轴滚珠丝杠 9 床身 10 X轴滚轴丝杠 11 X轴步进电动机 26 改造后 原横向进给传动链中的丝杠和光杆由滚珠丝杠取代 Z轴步进电动机和滚珠丝杠采用同步齿形带变速 一方面增大了输出转矩 另一方面由于同步齿形带的柔性 可克服由于电动机轴和丝杠不平行而引起的失步现象 步进电动机和滚珠丝杠的安装方式如图7 10所示 X轴滚珠丝杠采用一端支承的方式 同样采用同步齿形带变速方式 27 1 步进电动机 2 同步齿形带 3 箱体 4 联轴器 5 滚珠丝杠螺母副 6 支承座 图7 10Z轴步进电动机与滚珠丝杠的安装 28 2 主转动 保留原机床的主轴传动链 采用手动齿轮变速的方法 也可拆除主轴传动链 通过对主电动机的变频调速实现机床主轴的无级调速 拆卸挂轮 在主轴末端安装主轴脉冲编码器 1024脉冲 r 六脉冲输出 以进行螺纹切削 主轴脉冲编码器的安装如图7 11所示 29 图7 11主轴脉冲编码器的安装 1 主轴脉冲编码器 2 闷头 3 主轴 4 主轴箱 30 3 刀架 采用LD4系列电动刀架取代原手动四方刀架 如图7 12所示 刀架的定位过程如下 系统发出换刀信号 刀架电动机正转 刀架上升并转位 刀架到位发出信号 刀架电动机反转 初定位 精定位夹紧 刀架电动机停转 换刀应答 刀架的到位信号由刀架定轴上端4个霍尔开关和永久磁铁检测获得 四个霍尔开关分别为四个刀位的位置 当刀台旋转时 带动磁铁一起旋转 当到达规定刀位时 通过霍尔开关输出到位信号 31 图7 12LD4系列电动刀架 1 罩壳 2 刀台 3 刀架座 4 刀架电动机 5 霍尔开关 6 永久磁铁 32 7 3 2数控系统配置 1 数控系统 数控系统采用上海开通数控公司KT400 T经济型车床数控系统 33 图7 13KT400 T系统面板 1 CRT 2 数字及符号键 3 字母键 4 输入键 5 功能键 6 循环停止键 7 复位键 8 循环起动键 9 进给倍率修调键 10 主轴速度修调键 11 手动方向键 34 7 3 2数控系统配置 CRT在系统运行过程中 显示下列信息 操作方式表 现行的操作方式 正在执行的程序和程序段 正在编辑的程序和程序段 已装入存储器内的程序分配表 各轴的坐标值 跟随误差 进给率 主轴转速和现在执行的功能 刀具表 出错代码 1 数控系统 1 系统面板及功能 35 功能键 操作方式键 OPERATEMODE 按下该键 在显示屏上就立刻显示出 操作方式表 这就是进入任何操作方式的第一步操作 显示方式键 DISPLAYMODE 在显示屏上可显示所选择的操作方式中的各种信息 前后移动键 和 利用此两键可使操作者看到编辑前后的程序段及刀具表 另外此两键还用作光标的前后移动 36 删除键 DELETE 用于删除一个程序或一个程序段 删除译码M功能表及清除图形显示 检索键 RECALL 用于选取一个程序 程序中的一个程序段或程序段相应的刀具表中的一组刀具 下一步键 NEXT 按下该键 能在多种操作方式下使CNC进入相应的下一步操作 清除键 CLEAR 在编辑一个程序段的过程中按下此键 可以逐个清除字符 输入键 ENTER 将数据输入到CNC存储器内 37 循环起动键 START 按下循环起动键 系统开始运行程序 机床进行自动加工 循环停止键 STOP 按下循环停止键 CNC停止执行正在加工的那个程序段 若要继续执行那个程序段 则要按循环起动按键 复位键 RESET 使CNC回到初始条件 38 主轴速度修调键使已编入程序的主轴速度能按百分比修调 当主轴采用独立的手动齿轮变速时 该功能无效 进给倍率修调键用于修调已编入程序中的进给速度 以及在各种不同手动方式时的进给速度 连续 增量和手动脉冲发生器 手动方向键手动操作时用于移动X或Z轴的正 负方向 在加工时 与进给倍率修调键配合 用于对刀 39 2 接口 A1端口X轴脉冲输出 9芯连接器 A3端口Z轴脉冲输出 9芯连接器 A4端口主轴编码器和手摇脉冲发生器信号输入 15芯连接器 I O1端口强电箱的输入和输出信号 37芯连接器 I O2端口强电箱的输入和输出信号 25芯连接器 A5端口RS232C V24 9芯连接器 40 图7 14KT400 T系统背面示意图 1 A1端口 2 I O1端口 3 I O2端口4 A3端口 5 A4端口 6 A5端口 41 2 机床操作面板 在KT400 T数控系统面板上已集成了机床操作按键 为适应操作需要 另设机床操作面板 如图7 15所示 42 图7 15KT400 T数控系统机床操作面板 1 急停按钮 SA1 2 主轴正转 SB7 反转 SB8 停 SB6 按钮3 X轴正向 SB2 负向 SB3 按钮 4 Z轴正向 SB4 负向 SB5 按钮5 冷却开 关 SB1 按钮 6 循环停止STOP SB9 按钮7 循环起动START SB10 按钮 43 3 进给驱动及步进电动机 步进电动机采用110BYG550系列五相步进电动机 步距角0 36 0 72 其中 Z轴步进电动机扭矩为12N m X轴为9N m 步进驱动装置为KT300步进驱动装置 该装置采用环形分配集成电路 MOSFET功放元件 恒流斩波及锁定自动降电流等控制技术 KT300外观如图7 16所示 数控系统KT400 T和步进驱动装置KT300及步进电动机的连接关系如图7 17所示 44 图7 16KT300步进驱动装置 1 脉冲信号指示灯 2 电源指示灯 3 控制信号输入插座4 电源输入接线端子 5 步进电动机驱动电源接线端子 45 图7 17KT400 T与KT300的连接 46 系统中A1和A3端口与驱动装置的信号连接有两种方式 即正转 CW CW 反转 CCW CCW 或公共脉冲 CW CW 加方向信号 DIR DIR 两者取其一 主轴脉冲反馈信号有六脉冲输出 即辨向脉冲A A B B和零标志C C 其他有电源0V和5V 屏蔽FRAME 47 4 电气控制 图7 18机床电源配置 48 1 电源 数控系统由隔离变压器T1提供AC220V电源 以避免电网扰动对系统的干扰 X轴和Z轴的驱动装置分别由机床变压器T2和T3提供AC220V电源 有条件的话 可采用两个稳压电源分别提供I O 24V和中间继电器 24V 以避免干扰对I O信号的影响 整个系统的电源配置应注意接地的可靠性 因为接地的好坏直接影响到系统的抗干扰性和安全性 2 I O信号 图7 19 a b 分别为I O1 I O2的输入 输出信号定义 49 图7 19I O定义 50 3 主轴及刀架控制 图7 20主轴及刀架控制线路图 51 7 3 3调试 系统参数P0 P120涉及到有关坐标轴参数 驱动特性参数等 调整好这些参数将有利于机床的正常运行 1 有关坐标轴的参数 1 限位P21 P22参数为X轴正向和负向极限位值 最大值为 8388mm和 8388mm 2 反向间隙P23参数设定X轴反向间隙 最大设置值255 单位为脉冲 52 3 机床参考点本机床X轴和Z轴各采用一个行程开关和接近开关作为参考点时的减速开关和参考点基准开关 并由P94参数确定 返回参考点时 以G00 由P102 P103参数设定 向参考点运动 当碰到减速开关后 轴减速 当运动到达接近开关时 轴停止运动 即到达机床参考点 如图7 21所示 参考点精确度为 1和 1脉冲 这与接近开关的性能有关 53 图7 21机床参考点 54 2 有关驱动特性的参数 1 G00方式时的自动升降速控制P27 P31 P32及P107参数为X轴第1步至第5步的起跳频率 第6步至第9步及第10步至第16步的起跳频率 和X轴相对应 P67 P71 P72及P108为Z轴的第1步至第16步的起跳频率 P109和P110为X轴和Z轴的线性升降速时间常数 升降速曲线如图7 22所示 55 图7 22升降速曲线 56 2 X轴最大可编辑切削进给率由于切削进给 G01 G02 G03 无加减速控制 P24参数应根据机床X轴步进电动机的实际起跳频率设定 以保证不失步 3 Z轴升降速P117参数为螺纹切削时 Z轴升降速的调节量 57 XH714立式加工中心是一种中小规格 高效通用的数控机床 该机床设有可容20把刀具的自动换刀系统 并配有三菱MELDAS50数控系统 通过编程 在一次装夹中可自动完成铣 钻 铰 镗 攻螺纹等多种工序的加工 若选用数控转台 可实现四轴控制 进行多面加工 XH714的主传动采用三菱SJ P系列交流主轴电动机及MDS A SPJ系列交流主轴驱动装置 在45 4500r min范围无级变速 利用主轴电动机内装编码器实现同步攻螺纹 伺服进给采用三菱HA系列交流伺服电动机及MDS A SVJ交流伺服驱动器装置 通过交流伺服电动机内装编码器实现半闭环的位置控制 7 4XH714立式加工中心电气控制 XH714立式加工中心的外观及传动链分别如图7 23和图7 24所示 58 图7 23XH714立式加工中心外观 1 CRT MDI及机床操作面板 2 主轴 3 主轴箱 4 主轴气缸 5 主轴电动机 6 Z轴伺服进给电动机 7 电气控制柜 8 回转刀库 9 X轴伺服进给电动机 10 Y轴伺服进给电动机 59 图7 24XH714传动链图 1 刀库气缸 2 直线滚动导轨 3 低速力矩电动机 4 槽轮机构 5 刀盘 6 同步齿轮带轮1 7 碟形弹簧 8 拉杆 9 主轴拉杆气缸 10 同步齿轮带 11 同步齿轮带轮2 12 主轴电动机 13 Z轴伺服电动机 14 弹性磨片联轴器 15 Z轴滚珠丝杠螺母副 16 主轴 17 Y轴伺服电动机 18 Y轴滚珠丝杠螺母副 19 X轴伺服电动机 20 X轴滚珠丝杠螺母副 60 图7 25电气控制柜元器件布置 1 输入 输出接线端子 2 CNC单元 3 I O单元 4 X Y Z轴伺服单元 5 主轴驱动装置 6 I O接线端子板 7 开关电源 8 外接再生电阻 9 输入 输出接线端子 10 压敏电阻 11 机床控制变压器 12 中间继电器 13 接触器 14 阻容吸收元件 15 断路器 16 熔断器 61 7 4 1数控系统 图7 26MELDAS50控制单元示意图 62 机床采用的MELDAS50数控系统具有如下特点 1 采用32bitRISC 精简指令微处理器 的超小型数控装置 2 利用高速串行方式与高性能的伺服系统连接 实现了全数字式的控制方式 对应于最大的NC轴数为4根伺服轴 2根主轴 2根PLC轴 3 通过高速串行连接 实现与I O装置的配置 并可在数控系统的MDI 手动数据输入 面板上 进行梯形图开发 无需专用梯形图编程器 表7 2为MELDAS50数控系统的部分性能 P219 63 图7 27MELDAS50通信终端系统面板示意图1 CRT 2 字母键 3 功能键 4 数字 符号键 5 输入键 6 光标键 7 复位键 8 菜单键 64 功能键的作用 1 MONITOR键通过菜单键切换 显示现在的坐标值 指令值及程序找寻等 2 TOOLPARAM键通过菜单键切换 显示工件坐标 加工参数 轴参数 I O参数 刀具补偿 刀具登录及刀具寿命管理等 3 EDITMDI键在编辑画面下 能增加 删除或改变存储器中加工程序的内容 并可编辑新的加工程序 在MDI画面下 在缓冲寄存器中输入一段程序或一个程序 执行后消除 65 4 DIAGNIN OUT键通过菜单键切换 显示报警信息 伺服监视 主轴监视及PLC输入 输出信号设定 显示 5 SFG键在CRT上模拟所编程序的加工轨迹 并监控加工过程中刀具的运动轨迹 6 FO功能键显示梯形图 并用于PLC梯形图开发 66 1 驱动单元 MDS A SVJ交流伺服驱动单元与MELDAS50CNC组成全数字式的伺服控制 伺服驱动单元通过串行通信的方式 接收系统的指令脉冲串 完成位置控制和速度控制 从驱动特性上看 由于采用了SHG 平滑高增益 和高速度定位等技术 使系统在高增益的情况下具有良好的响应特性且稳定的位置环控制 伺服驱动采用IGBT功率晶体管及SP WM控制技术 图7 28 a 为MDS A SVJ交流伺服驱动单元外观示意图 7 4 2伺服系统 67 图7 28MDS A SVJ驱动单元及HA系列交流伺服电动机 1 操作状态及报警显示窗口 2 运行状态指示灯 3 电源接线盒 U V W R S T 4 电动机电源连接座 5 编码器信号连接座 68 MDS A SPJ系列交流主轴驱动单元通过采用高速DSP 数字信号处理 和IPM 智能电源组件 实现了小型化和高性能 利用主轴电动机内装编码器实现同步攻螺纹 并可进行主轴高速定向来缩短定向时间 69 本机床X Y轴伺服单元型号为MDS A SVJ 10 Z轴为MDS A SVJ 20 与之相配的HA系列交流伺服电动机 X Y轴为HA80NT E33 额定转速2000r min 输出功率1 0kW 锥形轴端 内装增量式25000脉冲 r脉冲编码器 Z轴为HA100NBS E33 额定转速2000r min 输出功率2 0kW 直轴轴端 内装增量式2000脉冲 r脉冲编码器 带电磁制动器 主轴驱动单元为MDS A SPJ 75 交流主轴电动机为SJ PF7 5 输出功率7 5kW 数控系统与伺服驱动 主轴驱动等装置的连接如图7 29所示 70 图7 29系统连接图 71 7 4 3I O控制 图7 30为I O单元示意图 输入 输出信号经I O单元进行PLC控制 在MELDAS50中 PLC的指令有 基本指令 功能指令 算术运算指令 BCD码和BIN码转换指令 数据传送指令 程序分支指令 逻辑运算指令 循环指令和 数据处理指令 专用指令主要用于刀具控制 如选刀 寿命管理等 72 1 机床操作面板信号输入 图7 31为机床操作面板示意图 图7 32为面板上开关至I O单元DI L口的输入信号 73 图7 31机床操作面板示意图 74 图7 32面板开关输入信号 75 模式选择 又称工作方式选择 开关在机床操作中有很重要的作用 1 TYPE方式通过纸带阅读机 运行穿孔纸带上的程序 2 MEM方式自动运行存储器中的程序 在调用到存储器中所需的加工程序后 按循环起动键 CYCLESTART 程序执行 在执行过程中 若按循环停止键 CYCLESTOP 程序停止 再按循环起动键 程序继续执行 3 MDI方式在缓冲寄存器中 输入一个程序段或一个程序 运行后自行消除 76 4 JOG方式手动连续运动 选择JOG方式后 再进行坐标轴选择 AXISSELECT 按JOG 键或JOG 键 则轴正向或负向移动 释放JOG 或JOG 键 则轴停止 移动的速度可通过进给倍率开关 FEEDRATEOVERRIDE 来调整 5 HANDLE方式选择HANDLE方式后 再进行坐标轴选择和手动倍率 HANDLEMULTIPLER 调整 顺时针或逆时针转动手摇脉冲发生器 MANUALPULSEGENERATOR 俗称电子手轮或手脉 则轴正向或负向移动 手轮上每格所代表的进给量由手动倍率来决定 1 10 100和1000分别代表1 m 10 m 100 m和1000 m 77 6 RAPID方式快速移动 当选择RAPID方式后 选择坐标轴 按JOG 或JOG 键则轴以G00的速度正向或负向移动 移动的速度由进给倍率开关来调整 7 ZRN方式回参考点方式 当选择ZRN方式后 选择坐标轴 并按JOG 键 则轴快速向参考点方向运动 当碰到参考点减速开关后 轴减速至参考点 同时 面板上的X Y Z的HOME指示灯点亮 CRT上显示参考点坐标值 回参考点结束后 按JOG 键 使轴脱离参考点 机床断点重新起动后 必须先进行回参考点操作 以建立机床坐标系 方能进行其他方面的操作 78 2 换刀控制 换刀控制是数控机床PLC控制中较复杂的一个内容 涉及到刀库的选刀及机械手的换刀控制 本机床采用主轴箱上下运动的自卸式换刀方式 图7 33所示为有关换刀控制的输入 输出信号 图7 34为换刀控制的直流 交流控制回路 79 图7 33换刀控制的输入 输出信号 80 图7 34换刀控制的直流 交流控制回路 81 参见图7 33 换刀过程如下 1 主轴箱在Z向运动至换刀点 SQ10 主轴定向 2 低速力矩电动机通过槽轮机构以实现刀盘的分度 将刀盘上接收现主轴中刀具的空刀座转到换刀所需的预定位置 82 3 刀库气缸活塞推出 将刀盘上的空刀座送至主轴下方 SQ7 并卡住刀柄定位槽 4 主轴拉杆上移 SQ9 主轴松刀 主轴箱上移 原主轴中刀具卸留在空刀座内 5 刀盘再次分度 将刀盘上被选定的下一把刀具转移到主轴正下方 6 主轴箱下移 SQ10 主轴拉杆下移 SQ8 主轴夹刀 83 7 刀库气缸后塞缩回 SQ6 刀盘复位 过程中的 2 和 5 步应用了PLC特殊指令中的ATC和ROT指令 其中ATC功能见表7 4 ROT指令是根据刀号搜索处理得到的结果来决定刀库的旋转方向及旋转步数的 本机床采用刀具随机换刀的方式 刀盘旋转时 通过刀盘上的行程开关 SQ5 对刀盘进行计数 84 表7 4ATC功能 85 7 4 4电源 机床从外部动力线获得三相交流电 380V 后 在电控柜中进行再分配 以获得AC100VCNC系统电源 三相AC220 230V驱动装置电源 单相AC110V交流接触器线圈电压及DC 24V稳压电源 同时进行电源保护 如熔断器 断路器等 图7 35为该机床电源配置图 86 图7 35机床电源配置图 87 本节作业 P2007 17 27 37 47 5 88 1 读图7 1结构图简述电气组成 答 如图7 1所示 电气系统由主轴编码器 编码器接口 RS2320 串行接口 机床电器接口 刀架接口 伺服驱动借口 交流伺服驱动器 伺服电动机 刀架电机 变频器 主轴电动机 行程开关 CPU等组成 89 图7 1电气系统框图 90 2 读图7 2 查阅有关手册 简述变频器基本使用和端子接线 91 图7 2CK6132主轴变频器控制原理图 92 答 变频器要接交流380v电源 接交流电动