GNC61数控系统在立式加工中心的应用


 1机床设计方案

 

1.1机床情况简介

 

该机床有X、F、Z这3个进给轴  ,1个主轴  ,1个容 量为12把刀的刀库  ,进给轴采用G0NA交流伺服电动 机驱动  ,主轴采用超同步异步伺服电动机  ,具体设计指 标见表1 。

表1

A/F/Z轴行程英文/mm

510/300/300

数控车床主轴鼻端至工作的柜面/mm

175/475

丝杠发动机转速/(r/min)

0 ~8 _

数控刀储刀/

12

可以选择大数控刀具上的直径为/mm

80

比较大普通刀具间距/mm

200

最多车床刀具量/kg

3

使刀具产生互换的方法

夹臂式

数控刀具上的金桥铜业跨接线的截面积大小

B130

夹头电动四轮机工作效率/kW

3.7

X/y/Z轴电动式机电机功率/kW

1.5/1. 5/3. 5

做工作不锈钢台面的尺寸/mm

600 x 320

工做台比较大荷重/kg

250

X/F/Z轴快移效率/( m/min)

60


1.2数控系统的选择


      GNC61光钎数据总线开启式高当加工中心设备集NC、PLC、HMI、数控加工中心小数字键盘、模式小数字键盘于一体机  ,模式与电机驱动器间主要包括以 光仟为物质的GLINK全加数串口通信方式方法展开接,协助模块化伺服驱动结构  ,实现了安全、可靠、最少化的布线GNC61光纤总线开放式高档数控系统的核心部件——数控系统主控单元,它集成了数控系统和PLC的控制  ,包括相应的数控软件和PLC控制软件  ,并带有手轮及测最接口、IO扩展接口、USB、以太网等设备总线接口  ,通过设备总线接口可实现工厂集成控制 。


1.3 GNC61数控系统的应用方案


     GNC61数控系统在此机床的应用原理图如图1所示 。GNC61数控系统具有系统键盘、机床键盘和手轮接口  ,可通过专用电缆与手轮连接 。机床键盘的所有信号(包括按键、主轴倍率、进给轴倍率信号和指示灯信号)均为数字量  ,通过大连光洋自主知识产权的GUNK协议总线与数控系统主控单元连接 。整个机床的逻辑控制部分是由PLC完成的  ,PLC程序在GNC61车方机设备中循环法运行  ,所有的发送/效果fi均 借助GL1NK协议格式传 。

模块化光纤总线式驱动器是大连光洋科技工程有 限公司推出的新一代交流伺服驱动产品 。可以实现高 精度、高性能的伺服控制功能 。它不仅能控制同步伺服 电动机  ,还能控制三相异步电动机、力矩电动机及直线 电动机 。采用光纤作为通信介质  ,具有适应能力强  ,不 怕外界强电磁场和强电场的干扰等优点 。采用共直流母 线技术  ,集中供电  ,电动机轴之间的能量共享、降低用户 用电成本l集成可编程PIX功能  ,可用于机床电气控制  , 代替了外置独立的PLC模块  ,大大减少了机床内部连线:

 

1.4系统配置清单

 

结合加工中心的设计方案想要,进行详尽的来计算型号选择  ,主要 的电力电气元件申报单如表2一样 。

 

 

表2

顺序号

品牌

产品具体型号查询

次数

1

数控加工中心程序

GNC61

1

2

X轴系列伺服电动式机

irr6064-6AF7l4XG0

1

3

F轴电机驱动器自行为

im〇64-6Ah7MXGO

1

4

Z轴伺服控制器电动四轮机

nT6084-8AF714XH0

1

5

S轴夹头電動机

CTB43ly7ZGA15-HF5G

1

6

A’轴电机控制器控制器

GDU025BMAF

1

7

K轴伺服线束动力器

GDU025BMAF

1

8

Z轴伺服线束驱动软件器

GDU050BMAF

1

9

S轴交流伺服电机能够器

GDU050BMAF

1

10

伺服控制器开关电源信息模块

GPS015BP

1

11

滤波器

GDPTO30EC-A

1

12

电抗器

ACK4-15-A

1

 

2整体按装

磨床转配及时后,进到到磨床调节节点  ,主要的调 试工作上平均分配这几位置:

 

2.1系统连接

 

正确的连接是系统调试顺利进行的基础 。系统的 连接包括系统各部件的连接(如个人计算机、牛耳排 线、24 V直流稳压电源、手轮)、光纤总线的连接、驱动 系统和伺服电动机连接等 。GNC61是基于GLINK总 线的数控系统 。输人输出信号是通过GUNK传送的  , 位置调节(速度给定和位置反馈信号)也是通过 GL1NK完成的  ,因而GUNK的正确连接非常重要 。

 

2.2系统上电

 

在确定系统的连接和供电部分没有错误后  ,将三 相交流电接人电源模块  ,合上系统的主电源开关  , GNC61数控系统以及驱动器均通电 。其中  ,GNC61主 控单元为24 V直流供电  ,伺服电源模块为3相380 V 供电 。第一次通电后要检测GNC61、何服电源及驱动 器状态是否正常 。若GNC61进人系统界面有报警显 示  ,则要根据报警信息确定报警原因后再进行系统 调试 。

 

2.3 PLC校正

 

PLC程序在数控机床系统中起着关键的作用  ,数 控机床正常的运转需要PLC程序的参与,PLC通过伺 服上的I/O 口及系统内部的子程序和程序接口向系统传来实行操作指令  ,启动服务器数控加工数控加工中心 。在GNC61整体 中  ,粉丝需自我价值开发PLC软件应用软件  ,在测试数车机 床以后  ,PLC子程序已编排完整  ,给出车床行驶的情形不 断改造PLC源程序  ,已完成铣床铣床的PLC小程序调校及数 控机器的调校 。

 

在数控机床调试过程中  ,GNC61系统中通过GPL- CIDE-2软件来编写及修改PLC控制程序 。同时GPL- CIDE-2软件提供了应用于PLC的子程序库  ,可视化界 面编译等模块  ,数控机床调试者可根据自己的需要调 用模块中程序  ,编写相对应的数控机床程序 。由于 ZK600数控机床为三轴立式数控机床  ,故其PLC程序 相对不是很复杂  ,动作执行功能块较少 。主要包括急 停功能块(SyEmergenc)、复位功能块SyReset)、主轴功 能块(Axis - Rotate)、手轮功能块(Axis-HandWhl)、机 床冷却模块(Cooling )、机床润滑模块(Lubricate )、刀 库模块(TOOL)、MST模块(MST_C〇〇l)、键盘模块 (Key-Board)和其他模块(比如机床限位模块  ,机床照 明及警示灯模块)等模块 。针对数控系统上各按键的 功能实现,主要是编写在PLC键盘模块子程序中;机 床NC编程中使用到的MST代码编写在MST模块子 程序中;数控机床中各输人输出信号编写在各对应的 功能块子程序中 。

 

ZK600立式加工中心PLC程序编写完成之后  ,将 其文件拷人GNC61数控系统中  ,然后通过编程软件 GPLCIDE-2加载到数控系统中  ,实现机床的操作 。加 载程序完成后  ,运用软件中的调试模式对PLC程序进 行调试 。

 

2.4驱动器调试

 

推动器是精机铣床中同一个比较重要的推动配件  ,其 耐热性的的好与坏可以密切关系着電動机是否是能够普通的转动 。 按装推动器须要动用光洋数字化产品开发的推动器按装软 件 。放人app软件界面后  ,点按装首选项  ,输人推动器重要性参 数  ,经由推动器按装app软件扭动電動机  ,进行调节推动器及电 win7驱程力重要性基本参数  ,到位推动器按装 。

 

1. 5 NC调整

 

PLC调试及驱动器调试完成后  ,进人到系统调 试界面中  ,首先要对系统上基本的数控机床参数进行 对应的设定及配置 。如:数控机床总线参数配置  ,各轴 状态配置  ,各轴位置环参数配置  ,各轴电动机性能配 置  ,各轴运动性能配置  ,回参考点配置  ,坐标系的配置  , 软限位参数设定等 。然后点击GNC61系统调试  ,进入 调试界面  ,根据系统上绘制各监视参数曲线及各轴运 动状态  ,调整相对应的参数设定值  ,完成对数控机床状 态的调试 。待调试完成后  ,数控机床进人到最佳的运行状态下 。

 

2.6刀库调试

 

GNC61数控系统通过M代码及T代码来实现数 控机床的换刀过程 。实现的代码为M06TXX,字母T 后面为需要换的刀号 。在调试刀库之前  ,需要向数控 系统刀库文件中输人本机床上使用的刀具信息(如刀 具类型  ,刀具号  ,刀座号)  ,系统会将根据设定输人的 刀具信息以及PLC程序传输的刀具信息进行相应的 换刀动作 。

 

GNC61数控系统中  ,用户可采用二种方式进行 换刀操作  ,一种为手动方式  ,一种为自动方式 。但是在 进行换刀之前  ,用户必须要对刀库进行回零动作  ,将刀 库上当前的刀位移植到1号刀位上方可进行相应的 操作 。

 

由于ZK600立式加工中心采用12把刀位的机械 性刀库  ,故在每次换刀的时候系统会根据当前的Z轴 位置判断是否能进行换刀操作  ,如果不能进行换刀动 作  ,用户需根据系统提示将Z轴移动到可换刀的位置 上 。待用户移到换刀点后  ,点击系统界面上的MDI按 键  ,输人M06TXX  ,再点击执行当前行段  ,数控机床便 自动进行相对应的换刀动作 。

 

自动换刀完成后  ,用户可通过数控系统键盘上制 定的换刀按键进行手动换刀 。在数控系统上通过按键 K1、K2、K3这3个按键进行相应的换刀动作 。

 

在调试刀库的时候,要注意数控机床实际运行的 距离和PLC程序中设定的距离是否一致  ,如发现各轴 运行位置异常  ,需及时调整各轴位置或PLC上设定的 程序  ,以便进行相应的换刀动作 。

 

3结语

该机床经过调试完全达到了设计指标  ,半年来运 行情况良好  ,加工性能稳定 。是大连光洋科技工程有 限公司GNC61数控系统在立式加工中心的一次成功 应用  。再次证明了大连光洋科技工程有限公司具备了 从系统的角度去规划、设计、分析、优化各种高档数控 机床的能力 。


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