淺談數(shù)控車床主軸控制技術(shù)流程

程壽國(guó)

摘要：以采用FANUC 0I MATE TC 數(shù)控系統(tǒng)和三菱S500變頻器的數(shù)控車床為例，闡述了主軸控制與維修考核要點(diǎn)，將數(shù)控原理與操作編程相結(jié)合，將控制原理與診斷維修相結(jié)合，通過考核驗(yàn)證等方法手段，可以提高機(jī)床維修等相關(guān)課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)床維修;主軸;變頻器

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）05-0012-01

長(zhǎng)期以來數(shù)控技術(shù)專業(yè)的主要培養(yǎng)方向被習(xí)慣性的認(rèn)為是數(shù)控機(jī)床的操作、編程與加工。數(shù)控機(jī)床維修方向的重視程度相對(duì)較弱。這其中的原因之一就是機(jī)床維修對(duì)知識(shí)面要求較廣。對(duì)機(jī)床的操作、編程、電氣和機(jī)械都有一定的要求。再加上對(duì)實(shí)踐時(shí)間和熟練程度方面的需要，職業(yè)學(xué)校的學(xué)生學(xué)習(xí)起來相對(duì)還是比較困難的。如何構(gòu)建一個(gè)夠用的數(shù)控維修知識(shí)體系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和可操作性是這類課程教學(xué)改革主要解決的問題之一。對(duì)于數(shù)控技術(shù)專業(yè)（加工方向）的高職生而言，數(shù)控機(jī)床變頻器故障維修顯然是做不到的[1]，應(yīng)該定位于模塊級(jí)維修而不是元件級(jí)或者芯片級(jí)。另一種情況是機(jī)床的維修往往指定其他情況正常去處理故障[2]，這樣處理具有一定的盲目性。下面數(shù)控車床的主軸控制與維修為例詳細(xì)介紹將數(shù)控原理與操作編程相結(jié)合的方法。

1 數(shù)控車床的主軸控制流程

通知這樣操作：輸入程序M03 S200，工作方式置于MDI方式，循環(huán)啟動(dòng)按下，觀察主軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)。在這個(gè)過程中CNC將速度指令S200處理完后發(fā)送到變頻器的5和2，這里可以通過萬用表測(cè)量到一個(gè)0～10V的電壓信號(hào);CNC將M03處理后發(fā)送到PLC，PLC中梯形圖對(duì)M03做譯碼等處理，最終的處理結(jié)果是輸出信號(hào)控制繼電器線圈，由繼電器線圈去控制連接在變頻器上的方向控制觸點(diǎn)KA5或KA6，變頻器接到速度信號(hào)和方向信號(hào)后才能夠執(zhí)行。數(shù)控車床的主軸控制如圖1所示。

2 機(jī)床電氣控制圖紙的使用

變頻器工作的條件非常多，要讓學(xué)生有條理的系統(tǒng)的理解掌握。通過從電氣控制原理圖中找到所有和主軸控制相關(guān)的元器件、控制電路等能讓學(xué)生有個(gè)清楚完整的認(rèn)識(shí)。將圖紙中的電器元件符號(hào)與機(jī)床、機(jī)床電柜中的實(shí)物對(duì)應(yīng)起來，可以更進(jìn)一步掌握機(jī)床主軸控制原理。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)能夠查找圖紙，思考控制原理，根據(jù)故障現(xiàn)象找到故障點(diǎn)進(jìn)行定位，再用萬用表等測(cè)量工具進(jìn)一步判斷就可以解決大部分常見故障。

3 數(shù)控車床的主軸控制中的可操作環(huán)節(jié)

數(shù)控車床的主軸控制中涉及機(jī)床操作面板，PLC，變頻器，接觸器和繼電器等電氣元件。機(jī)床操作面板、變頻器，接觸器和繼電器都可以與PLC建立聯(lián)系。機(jī)床操作面板，變頻器的報(bào)警信號(hào)是PLC的輸入信號(hào)，機(jī)床操作面板上的指示燈、繼電器的線圈是PLC的輸出信號(hào)控制的。變頻器的電源也是由PLC控制的繼電器的觸點(diǎn)控制接觸器KM3觸點(diǎn)通斷控制。配有操作面板的變頻器本身也有操作切換和參數(shù)設(shè)置功能，調(diào)試時(shí)和故障診斷時(shí)更加方便。

4 數(shù)控車床的主軸控制與維修的考核

在這里可以根據(jù)實(shí)踐條件設(shè)置考核題目，如：手動(dòng)控制變頻器實(shí)現(xiàn)主軸以195r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng);自動(dòng)控制（數(shù)控編程）機(jī)床實(shí)現(xiàn)主軸以506r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)題目要求對(duì)變頻器的操作比較熟練，同時(shí)數(shù)控編程和操作基本知識(shí)也要會(huì)。還要注意的是自動(dòng)控制的時(shí)候要把變頻器的操作模式進(jìn)行切換。關(guān)于PLC參數(shù)、數(shù)控機(jī)床參數(shù)、變頻器參數(shù)等其他內(nèi)容的考核最好也是建立在其他環(huán)節(jié)都正常的條件下進(jìn)行。

數(shù)控機(jī)床維修的學(xué)習(xí)，實(shí)踐環(huán)節(jié)非常重要。合理增加實(shí)踐操作環(huán)節(jié)比重，不斷思考考核方式和內(nèi)容提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成思考問題和分析機(jī)床故障的思維習(xí)慣，對(duì)數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。在有條件的情況下，學(xué)生為其他同學(xué)設(shè)置故障進(jìn)行練習(xí)后整個(gè)學(xué)習(xí)效果會(huì)有很大提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 范芳洪.數(shù)控機(jī)床變頻器故障維修[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2016（05）：129-132.

[2] 任重，周蘭.FANUC 0I-MD數(shù)控銑床主軸常見故障的原因分析和排除方法[J].機(jī)床與液壓，2015，43（04）：184-186.