双系统的XHK716 加工中心改造
目前,国内使用的数控加工设备,无论是加工,还是教学,每台设备只配备了一种数控系统,而在一台机床上配置一种数控系统, *不了教学需要,为了到达教学目的,只好购买两台配备不 同数控系统的机床来弥补教学中的缺陷。即使这样,购买两台机床不仅成本增加,而且满足不了两种系统在同一机床上进行直观对比的要求。采用双系统就是在一台机床上配备不同类型的两套数控系统,用一台机床到达两台机床的教学效果,大大减少成本开支,同时 通过在同一机床上直观比较国产数控系统与进口的数控系统在性能、功能等方面的差异,到达教学目的。[1]
1 设计思路
实现基于双系统的xhk716加工中心改造,本课题研究的具体思路是:在xhk716加工中心上实现fanuc-0i-mate-md和华中hnc-210b两种数控系统在同一台设备上的切换;外部输入、输出信号的兼容;在两种数控系统公用的模拟主轴上如何实现刚性攻丝功能;两种数控系统同时工作时相互之间的互锁等功能。终实现两种不同数控系统的教学与生产的双重功效,并且可使两种数控系统同时工作,其中一种用于加工,一种用于教学。[2-3]
2 项目设计
2.1 两种系统的切换
双系统采用进口的fanuc-0i-mate-md和华中hnc-210b系统,其中系统、三轴伺服驱动、三轴伺服电机不共用。控制器件及主轴部分全部共用,包括共用一个gm7登奇主轴电机和hsv-18s主轴驱动器。共用的主轴驱动采用模拟信号控制,fanuc系统的主轴转速模拟信号通过xs40端口经转接板输出到主轴驱动器的xs4端口,主轴电机的编码器反馈信号则通过转接板反馈到系统的xs41端口。华中系统的主轴转速模拟信号通过xs91端口经转接板输出到主轴驱动器的xs4端口,主轴电机的编码器反馈信号则通过转接板反馈到系统的xs9端口。
图1 双系统加工中心系统连接图
2.2 外部输入、输出信号的兼容
fanuc系统plc的i/o开关量输入、输出为pnp型,而华中 hnc-210b开关量输入、输出为npn型。为满足外围输入、输出信号通用,选用型号为hio-3201的输入转接板,将外围的pnp开关量输入信号转换为npn信号,提供给华中hnc-210b系统的开关量输入,同样选用型号为hio-3202输出转换板 将华中hnc-210b的npn输出信号转换成pnp信号。使两种系统可兼容同一类型的i/o信号。
2.3 模拟主轴刚性攻丝功能的实现
fanuc串行伺服主轴是由系统内部信号来实现主轴准确位置控制, 完成刚性攻丝功能。为提高模拟电压的精度, 巧妙地运用
fanuc系统中t型换挡功能,设置相应的参数和编制对应的pmc 程序,实现精准的刚性攻丝功能。华中hnc-210b的刚性攻丝,则采用主轴的脉冲量进行位置控制,通过plc的输出信号接至主轴驱动器xs4的6脚,并设置主轴驱动器控制参数sta-8设为1,来进行位置控制方式与速度控制方式的切换。
2.4 两种系统之间的互锁
通过采用在电路中设计互锁电路有效地实现互锁,使某一系统投入加工生产后,另一系统与机床的控制信号被*屏蔽,只作模拟运行,对机床控制没有任何影响,*两种系统之间相互隔离,互不影响。[3]
3 双系统加工中心系统连接图
如图1所示,是双系统加工中心系统连接框图。两系统采用独立的进给轴驱动器和轴伺服电机,公用一个主轴驱动器和主轴电机, 外围的i/o通过互锁转换分别进入各自的数控系统对机床进行有效控制,*生产加工、和教学双重功效。[5]
4 结语
该加工中心设备试制成功后将具有广阔的市场前景,可广泛应用于培训机构教学、生产加工,节约成本开支,操作方便简捷。特别适用于既 加工、又兼用教学的教育系统和职业技能培训中心。
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图1 双系统加工中心系统连接图
2.2 外部输入、输出信号的兼容
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2.3 模拟主轴刚性攻丝功能的实现
fanuc串行伺服主轴是由系统内部信号来实现主轴准确位置控制, 完成刚性攻丝功能。为提高模拟电压的精度, 巧妙地运用
fanuc系统中t型换挡功能,设置相应的参数和编制对应的pmc 程序,实现精准的刚性攻丝功能。华中hnc-210b的刚性攻丝,则采用主轴的脉冲量进行位置控制,通过plc的输出信号接至主轴驱动器xs4的6脚,并设置主轴驱动器控制参数sta-8设为1,来进行位置控制方式与速度控制方式的切换。
2.4 两种系统之间的互锁
通过采用在电路中设计互锁电路有效地实现互锁,使某一系统投入加工生产后,另一系统与机床的控制信号被*屏蔽,只作模拟运行,对机床控制没有任何影响,*两种系统之间相互隔离,互不影响。[3]
3 双系统加工中心系统连接图
如图1所示,是双系统加工中心系统连接框图。两系统采用独立的进给轴驱动器和轴伺服电机,公用一个主轴驱动器和主轴电机, 外围的i/o通过互锁转换分别进入各自的数控系统对机床进行有效控制,*生产加工、和教学双重功效。[5]
4 结语
该加工中心设备试制成功后将具有广阔的市场前景,可广泛应用于培训机构教学、生产加工,节约成本开支,操作方便简捷。特别适用于既 加工、又兼用教学的教育系统和职业技能培训中心。
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