海德漢數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控龍門鏜銑床上的應(yīng)用

摘 要：文章介紹了GM2130型數(shù)控龍門鏜銑床結(jié)構(gòu)，說明了海德漢數(shù)控系統(tǒng)可為該類機(jī)床電控系統(tǒng)提供一個(gè)完備的解決方案。

關(guān)鍵詞：海德漢數(shù)控系統(tǒng)；電控系統(tǒng)；數(shù)控龍門鏜銑床；變量控制

GM2130型數(shù)控龍門銑鏜床是我公司歷經(jīng)多年研發(fā)制造成功的采用功能強(qiáng)大的、在歐洲被廣泛使用的海德漢數(shù)控系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的一種性能優(yōu)良、加工工藝范圍廣泛、精度及生產(chǎn)效率高的加工設(shè)備。主要適用于航空航天、造船、機(jī)床、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、模具制造等行業(yè)。機(jī)床具有鉆、鏜、銑、擴(kuò)、鉸、攻絲、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、螺旋線插補(bǔ)、三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)等功能。具有高精度、高速度、高柔性、環(huán)保型特點(diǎn)。海德漢數(shù)控系統(tǒng)為我廠生產(chǎn)的GM2130型數(shù)控龍門銑鏜床提供了完備的電控系統(tǒng)解決方案。

GM2130型數(shù)控龍門銑鏜床由：床身、工作臺、滑座、立柱、滑枕、橫梁、附件庫、按鈕站、附件庫操作單元、液壓站、電氣控制柜、海德漢光柵尺、編碼器等全閉環(huán)檢測機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)床坐標(biāo)：機(jī)床采用迪卡爾坐標(biāo)系：X、Y、Z、W四坐標(biāo)形式，X軸為工作臺的縱向移動(dòng)，Y軸為主軸箱橫向運(yùn)動(dòng)，Z軸為滑枕垂向移動(dòng)，W軸為橫梁垂向移動(dòng)。

我廠生產(chǎn)的GM2130型數(shù)控龍門銑鏜床電控系統(tǒng)應(yīng)用了國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)：數(shù)控系統(tǒng)采用德國海德漢公司新型的iTNC530數(shù)控系統(tǒng)，它是面向車間應(yīng)用的輪廓加工數(shù)控系統(tǒng)，操作人員可在機(jī)床上采用易用的對話格式編程語言編寫常規(guī)加工程序。

主傳動(dòng)系統(tǒng)采用德國海德漢公司的QAN型交流伺服主軸電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電源采用UM系列數(shù)字變頻器驅(qū)動(dòng)，經(jīng)機(jī)械-電氣變速，使主軸獲得一定范圍內(nèi)無級變速。主軸有二個(gè)檔位：I擋主軸轉(zhuǎn)速為：5-355r/min；II擋主軸轉(zhuǎn)速為：29-2000r/min。主軸位置編碼器采用德國海德漢公司的編碼器ROD486，為主軸準(zhǔn)停和攻絲提供了保證。

滑枕Z軸驅(qū)動(dòng)采用德國海德漢公司的QSY型交流伺服進(jìn)給電機(jī)（Mz），驅(qū)動(dòng)電源采用UM系列數(shù)字變頻器驅(qū)動(dòng)，電機(jī)額定扭矩26NM，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，電機(jī)內(nèi)裝有制動(dòng)器。Z軸進(jìn)給位置反饋采用德國海德漢公司的LB382C光柵尺實(shí)現(xiàn)位置全閉環(huán)控制。進(jìn)給：1-4000mm/min；快速：4000mm/min。

橫梁W、V軸進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用德國海德漢公司的QSY型交流伺服電機(jī)（MW、MV）。驅(qū)動(dòng)電源采用UM系列數(shù)字變頻器驅(qū)動(dòng)，電機(jī)額定扭矩28NM，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，電機(jī)內(nèi)裝有制動(dòng)器。W、V軸保持電氣同步移動(dòng)。W、V軸進(jìn)給位置反饋分別采用德國海德漢公司的兩個(gè)ROD486 5000p/r線的編碼器，實(shí)現(xiàn)位置半閉環(huán)控制。進(jìn)給：5-2000mm/min；快速：2000mm/min。

滑座Y軸進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用德國海德漢公司的QSY型交流伺服電機(jī)電機(jī)（My）。驅(qū)動(dòng)電源UM系列數(shù)字變頻器驅(qū)動(dòng)，電機(jī)額定扭矩28NM，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。Y軸進(jìn)給位置反饋采用德國海德漢公司的LB382C光柵尺實(shí)現(xiàn)位置全閉環(huán)控制。進(jìn)給：5-10000mm/min；快速：10000mm/min。

工作臺（X軸）進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用德國海德漢（HEIDENHAIN）公司的QSY型交流伺服電機(jī)（Mx），用兩個(gè)相同的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)消隙，驅(qū)動(dòng)電源都為UM系列數(shù)字變頻器驅(qū)動(dòng)，電機(jī)額定扭矩63NM，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。X軸進(jìn)給位置反饋采用德國海德漢公司的LB382C光柵尺實(shí)現(xiàn)位置全閉環(huán)控制。

附件庫小車控制（U軸）采用進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用德國海德漢公司的QSY型交流伺服電機(jī)電機(jī)（MU）。驅(qū)動(dòng)電源采用UM系列數(shù)字變頻器驅(qū)動(dòng)。

機(jī)床操作集中在落地移動(dòng)式按鈕站、手提按鈕盒、附件庫控制單元及電柜門上。

控制柜為落地式聯(lián)體標(biāo)準(zhǔn)柜。內(nèi)有數(shù)控系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)及空開、變壓器、接觸器等控制元件?？刂乒裼覀?cè)有主電源開關(guān)，連鎖保護(hù)的兩個(gè)鑰匙旋鈕可以禁止無關(guān)人員合主電源開關(guān)。

按鈕站為落地移動(dòng)式按鈕站，按鈕站上有顯示器BF150及TE530鍵盤、MB420機(jī)床操作面板，用戶機(jī)床操作面板；按鈕站是機(jī)床的主要操作部件。機(jī)床所有運(yùn)動(dòng)及控制均可通過按鈕站操縱。電子手輪HR410安裝在按鈕站側(cè)面，HR410上有手輪及運(yùn)行方向鍵，有HR410有效鍵、坐標(biāo)選擇鍵，可以控制各軸動(dòng)作。

如果選用擺角銑頭等附件，海德漢具有先進(jìn)的五軸聯(lián)動(dòng)軟件包，通過購買該軟件包可實(shí)現(xiàn)擺角銑頭的五軸聯(lián)動(dòng)功能。

通過數(shù)控系統(tǒng)方便的變量控制功能，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換附件、自動(dòng)分度等功能。自動(dòng)換附件時(shí)使用M代碼，MXX代碼與銑頭有特定對應(yīng)關(guān)系：

各軸交換附件的位置可在下列參數(shù)中設(shè)置：

...

通過變量控制可簡化編程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換附件等復(fù)雜程序設(shè)計(jì)的簡化。

海德漢iTNC 530數(shù)控系統(tǒng)是精密機(jī)床、加工中心應(yīng)用最廣的高檔系統(tǒng)之一，是一款面向用戶的開放的數(shù)控系統(tǒng)，PLC程序可以在顯示器上讀取和修改，用戶可以根據(jù)需要對系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，基本功能全，選向功能少，為用戶提供了完備的機(jī)床控制解決方案。

海德漢iTNC 620數(shù)控系統(tǒng)是一款適用于銑鏜類機(jī)床的緊湊型數(shù)控系統(tǒng)，盡管是緊湊型的，但它仍可支持5個(gè)控制軸，操作靈活，人機(jī)界面友好，可用于傾斜主軸頭和回轉(zhuǎn)工作臺的五軸加工等。

海德漢數(shù)控系統(tǒng)為我廠生產(chǎn)的GM2130型數(shù)控龍門銑鏜床提供了完備的電氣控制解決方案，它是一款面向用戶的，人機(jī)界面友好的高、精、尖數(shù)控系統(tǒng)，它功能齊全、完備，通過購買特定功能軟件包可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的五軸聯(lián)動(dòng)等功能。經(jīng)過我廠用戶反饋海德漢數(shù)控系統(tǒng)性能穩(wěn)定，功能全面。

參考文獻(xiàn)

[1]iTNC530 User's Manual[Z].Heidenhain company，2007.

[2]iTNC530 軟件新功能[Z].Heidenhain company，2007.