謝曼

摘要：本文以GS30數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)為例，對其工藝改進(jìn)方案總體設(shè)計、控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計方案進(jìn)行闡述，并介紹GS30型數(shù)控車床的驗收內(nèi)容，希望能夠為GS30數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)的的應(yīng)用與發(fā)展帶來一點理論支持。

關(guān)鍵詞：GS30數(shù)控車床；電氣控制系統(tǒng)；改造設(shè)計

中圖分類號：TG333.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）09-0016-02

1 GS30雙主軸數(shù)控車床工藝改進(jìn)方案總體設(shè)計

工作原理。840D數(shù)控系統(tǒng)選擇的CPU結(jié)構(gòu)為人機(jī)通信CPU、數(shù)字控制CPU以及可編程邏輯控制器CPU等三個[1]。

人機(jī)通信CPU屬于PUC單元的CPU，其作用在于人機(jī)界面軟件中人與機(jī)床的通信發(fā)揮作用，其涉及到的內(nèi)容也比較廣泛，例如由用戶文件管理、機(jī)床參數(shù)設(shè)置、加工程序等等。PUC單元內(nèi)帶的硬盤可以對相關(guān)參數(shù)與程序進(jìn)行存儲與備份。

2 控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計方案

2.1 改進(jìn)的總體技術(shù)方案

機(jī)床主要分為兩個部分，即機(jī)械與電氣，在總體方案的設(shè)計中，必須對這兩個方面予以充分分析，確保機(jī)床功能得以實現(xiàn)，充分了解與分析數(shù)控車船現(xiàn)狀，鑒于此，關(guān)于GS30型數(shù)控車床的技術(shù)改進(jìn)，主要就是涉及到電氣與機(jī)械兩個方面，如下圖1為總體技術(shù)方案[2]。

2.2 電氣部分改進(jìn)

控制系統(tǒng)的改進(jìn)十分必要，因此，我們可以考慮選用840D數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)源自于西門子公司，在機(jī)床位置控制方面具有較強(qiáng)的適用性。該系統(tǒng)不管是硬件還是軟件，都與本機(jī)床原有控制功能需求相符。

液晶顯示器尺寸為10.4寸，操作面板為薄型MCP，鍵盤選擇全功能CNC。

PUC帶有硬盤功能，通過PUC，用戶在獲取中文顯示界面時能夠得到比較友好的體驗，當(dāng)然，PUC的功能并不局限于此，例如還有加工循環(huán)、圖形模擬、圖形編程等等。

為了使各軸功率、扭矩與實際要求相符合，將原系統(tǒng)改為NCU單元+611D驅(qū)動+IFT伺服電機(jī)+1PH7主軸電機(jī)[3]。

對X軸、U軸光柵尺與Z軸、W軸編碼器等進(jìn)行更換，為數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行提供支持。

采用半閉環(huán)控制來代替副主軸的開環(huán)控制，使同步軸功能得以實現(xiàn)。

2.3 機(jī)械部分改進(jìn)

數(shù)控車床的組成部分為4個，分別是控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)以及機(jī)床本體，如下圖2所示。

3 GS30型雙主軸數(shù)控機(jī)床驗收

所謂的數(shù)控機(jī)床驗收，其實就死對相關(guān)高精度儀器加以運(yùn)用，檢測其電氣、機(jī)械以及其他方面的綜合性能，基于有效分析，對機(jī)床各方面性能進(jìn)行評定。數(shù)控機(jī)床驗收的內(nèi)容也比較多，例如切削精度、定位精度以及幾何精度等等。

關(guān)于機(jī)床切削精度檢驗，其影響因素比較多，例如幾何精度、定位精度、材料等都可能對其產(chǎn)生影響。以機(jī)床切削精度檢測為例，在檢測過程中往往有很多種方法，例如單項加工、標(biāo)準(zhǔn)綜合性試件加工等等，同理，加工內(nèi)容也包括很多方面，例如直線加工、斜線加工、平面加工以及圓弧加工等等。此外，機(jī)床綜合性能也涉及到很多方面，其中電氣、安全、潤滑等裝置都在機(jī)械綜合性能的檢測范圍內(nèi)。對于GS30雙主軸數(shù)控車床而言，在驗收過程中應(yīng)做好六點工作，具體闡述如下：

第一，功能驗證。這一部分主要涉及到兩個方面，即手動與數(shù)控功能的驗證。前者一般選擇兩種方法，即手動或MDI，基于此對機(jī)床M、S、I功能進(jìn)行驗證。而后者則是對數(shù)控程序加以運(yùn)用，對機(jī)床各部件進(jìn)行控制，以此來驗證其功能。

第二，機(jī)床幾何精度。在機(jī)床驗收中，不同項目會有一個允許偏差，基于此，就可以對機(jī)床幾何精度進(jìn)行檢測。在檢測過程中，需要對大理石檢驗方箱、千分表、磁力表座等加以運(yùn)用。

第三，定位精度與重復(fù)定位精度。該部分需要對激光干涉儀加以應(yīng)用，按照50mm的間距檢測X、Z、U、W等四個軸。

第四，試切件精度驗證。這一部分內(nèi)容主要涉及到兩個方面的檢測，即機(jī)床綜合性能與精度。

第五，24h考機(jī)運(yùn)行。該項工作是主要是對機(jī)床進(jìn)行檢查，需要注意的是，在檢查中應(yīng)關(guān)注機(jī)械動作的穩(wěn)定性與可靠性兩個方面[4]。

第六，資料驗收與歸檔。資料涉及到的內(nèi)容也比較多，例如SIEMEN840D系統(tǒng)操作說明、相關(guān)說明書、參數(shù)圖、電氣圖以及檢驗報告等等?；谏鲜鲰椖康臋z驗，即可獲得GS3-型雙主軸數(shù)控車床的功能參數(shù)，并與標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)控臥式車床進(jìn)度檢驗》（GB/T16462-1996）要求進(jìn)行對比。根據(jù)結(jié)果，可知數(shù)控車床相較于以往，不管是定位精度、幾何進(jìn)度等方面都得到了一定的提升，機(jī)械與電控系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與可靠性得到增強(qiáng)，資料完整，與改進(jìn)目標(biāo)相符合，符合整體驗收要求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉波.GS30數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計[J].機(jī)電信息，2012，（6）：72-73.

[2]任宏亮.有關(guān)數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)的改造與設(shè)計[J].科學(xué)與財富，2013，（4）：60-60，15.

[3]趙妍.電氣自動化數(shù)控車床電氣控制設(shè)計[J].商品與質(zhì)量，2016，（48）：337.

[4]蔣磊，刁立信，李海明等.電氣自動化數(shù)控車床電氣控制設(shè)計[J].硅谷，2014，（22）：15-15，27.endprint