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MCVl350加工中心升級(jí)數(shù)控系統(tǒng)的選型
日期：2010年01月17 來源：沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：加工中心
1．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的選擇原則
為了使數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床相匹配，在選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵循以下幾條基本原則。
(1)根據(jù)數(shù)控機(jī)床類型選擇相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)。加工中心根據(jù)以上對(duì)MCVl350機(jī)床結(jié)構(gòu)的介紹，沈陽第一機(jī)床廠可知該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)選擇銑、鉆加工類別的加工中心數(shù)控系統(tǒng)。
(2)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的性能差別很大，價(jià)格上可相差數(shù)倍。選用時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的性能和價(jià)格等做一個(gè)綜合分析。
(3)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的性能選擇數(shù)控系統(tǒng)功能。一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)具有許多功能，有的屬于基本功能，系統(tǒng)中本來已經(jīng)具備；有的屬于選擇功能，用戶選擇后由供方提供。數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠對(duì)具有基本功能的系統(tǒng)定價(jià)便宜，而對(duì)有選擇功能要求的系統(tǒng)卻較貴。所以，對(duì)于選擇功能一定要根據(jù)機(jī)床性能需要加以選擇，否則會(huì)使產(chǎn)品成本大幅度增加。
(4)訂購系統(tǒng)時(shí)要考慮周全。訂購時(shí)沈陽第一機(jī)床廠把需要的系統(tǒng)功能考慮全面，對(duì)于那些價(jià)格增加不多，但對(duì)使用會(huì)帶來許多方便的功能，應(yīng)該適當(dāng)配置齊全，加工中心附件也應(yīng)成套配置，保證機(jī)床到廠后可立即投入生產(chǎn)。切忌因漏訂功能而使機(jī)床功能降級(jí)或不能使用。用戶選用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)種類不易過多、過雜，否則會(huì)給使用和維修帶來極大困難。
2．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的選型
根據(jù)所提出的改造要求及數(shù)控系統(tǒng)的選擇原則來選擇數(shù)控系統(tǒng)。通過認(rèn)真的市場(chǎng)調(diào)查和比較，發(fā)現(xiàn)日本安川公司(YASKAWA)的J50M CNC系統(tǒng)適合車間開放式的環(huán)境，可以在空氣濕度較大的生產(chǎn)車間使用。安川公司生產(chǎn)的J50M型CNC與安川的伺服系統(tǒng)及稀土永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸電動(dòng)機(jī)具有可靠性高、性能較好、能長(zhǎng)久免維護(hù)使用，與其他同類進(jìn)口系統(tǒng)相比價(jià)格較低，對(duì)環(huán)境要求相對(duì)較低。沈陽第一機(jī)床廠因此，選用安川的CNC系統(tǒng)與其伺服系統(tǒng)相配套，既經(jīng)濟(jì)又具有良好的性能。
安川J50M數(shù)控系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu)。加工中心該數(shù)控系統(tǒng)包括數(shù)控裝置(CNC)、內(nèi)裝式可編程序控制器(JANCD—CP50)、伺服驅(qū)動(dòng)裝置和檢測(cè)裝置(編碼器)。其中，CNC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是大板式結(jié)構(gòu)，PLC板(即圖中的JANCD—CP50板)、CPU板(即圖中的JANCD—CP50板)、軸控制板(即圖中JANCD—SR50---2)、電源模塊(CPS一18FB)、電池(JANCD—B851)、風(fēng)扇(FAN)都插在底板(JANCD—B850)上。另外，在CPU板上擴(kuò)展一塊軸控制板(JANCD—SPSl)，PLC板上擴(kuò)展一程序存儲(chǔ)器塊(JANCD—MM51)。CNC、可編程序控制器及機(jī)床三者之間通過輸入／輸出接口來交換信息，其中JANCD—SP51為基本輸A,／輸出模塊接口，沈陽第一機(jī)床廠不夠使用時(shí)可擴(kuò)展。
3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的特征和性能
(1)控制軸。X、Y、Z與A(旋轉(zhuǎn)軸)組成四軸控制系統(tǒng)。加工中心A控制軸用于控制新增回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它與X軸平行。A軸地址由參數(shù)#6023指定。A軸可以被切換掉。
(2)緩沖寄存器在正常操作中，為了繼續(xù)下面的操作，需要優(yōu)先讀取一個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行補(bǔ)償量的計(jì)算。在刀具半徑補(bǔ)償C模式下需要優(yōu)先讀取兩個(gè)或多達(dá)4個(gè)數(shù)據(jù)塊來進(jìn)行刀具補(bǔ)償值的計(jì)算，以便執(zhí)行下一步的操作。因此，需要具有多個(gè)緩沖寄存器塊，一個(gè)塊中最大可包含128個(gè)字符。
(3)快速移動(dòng)速率�？焖僖苿�(dòng)用于定位控制(GOO)及手動(dòng)快進(jìn)(RAPID)，每根軸的快速移動(dòng)速率可以設(shè)置為0．001mm／min適合的倍數(shù)，最大編程快移速率為30000mm／min。沈陽第一機(jī)床廠可以通過參數(shù)設(shè)置一個(gè)最基本的最大快移速率為F0，如果要變速，可以按百分比選擇各種不同的速度，加工中心快速移動(dòng)速度可以修調(diào)至原設(shè)置速度F0的0％、25％、50％、100％。根據(jù)本機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，手動(dòng)最大快移速率設(shè)置為500mm／min。
(4)進(jìn)給速度(F功能)。實(shí)際的最大進(jìn)給速度要根據(jù)機(jī)床機(jī)械和伺服系統(tǒng)的性能來確定，可通過參數(shù)設(shè)置將系統(tǒng)的進(jìn)給速度限制在設(shè)置值內(nèi)。本機(jī)床x、Y、Z、A軸的最大進(jìn)給速度設(shè)置為20mm／min。多軸連動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度是指各軸的合成速度。特殊命令F1～F9的實(shí)際進(jìn)給功能可以通過說明書中指定參數(shù)設(shè)定。沈陽第一機(jī)床廠進(jìn)給速度可以修調(diào)至原編程速度F的0％—200％，其間隔為10％。
(5)自動(dòng)加、減速。加工中心實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制(GOO)和手動(dòng)快進(jìn)(RAPID)、手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給(JOG)，手柄進(jìn)給(HANDLE)加、減速特性。
(6)準(zhǔn)備功能(G功能)。略。
(7)輔助功能(M功能)。輔助功能分三類：
1)用于內(nèi)部處理，解碼信號(hào)輸出，3位數(shù)的BCD碼輸出。
MOO程序停止；
M01選擇停止；
M02程序結(jié)束(重置)；
M03主軸正轉(zhuǎn)；
M04主軸反轉(zhuǎn)；
M05主軸停止；
M06換刀(宏程序)；
M08切削液開(宏程序)；
M09切削液關(guān)(宏程序)；
M30紙帶結(jié)束。
2)僅用于內(nèi)部處理。
M90程序中斷關(guān)；
M91程序中斷開；
M92多個(gè)活動(dòng)中的寄存器關(guān)；
M93多個(gè)活動(dòng)中的寄存器開；
M94鏡像模式關(guān)；
M95鏡像模式開；
M96刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，加工中心圓角過渡計(jì)算方式；
M97刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，交點(diǎn)計(jì)算方式；
M98子程序調(diào)用；
M99子程序結(jié)束；
M100，M199用于增加功能。
3)專用于三位數(shù)的BCD碼輸出。
(8)主軸速度(S功能)。主軸速度由SOO—S99個(gè)地址指定，沈陽第一機(jī)床廠每個(gè)代碼對(duì)應(yīng)一個(gè)速度(r／min)，其值可根據(jù)機(jī)床主軸的電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。加工中心一個(gè)S代碼在程序中出現(xiàn)后一直保持有效，直到下一個(gè)S代碼出現(xiàn)。即使程序中出現(xiàn)主軸停止代碼(M05)，它的控制作用仍然保持不變，此后主軸停止取消(M03、M04)后仍然以此速度旋轉(zhuǎn)。
(9)刀具功能。刀具號(hào)碼用TOO-T99表示，可對(duì)應(yīng)100把刀具。傳送到機(jī)器內(nèi)部是以兩位BCD碼發(fā)送的。移動(dòng)命令和換刀命令出現(xiàn)在同一個(gè)塊內(nèi)時(shí)，加工中心兩命令同時(shí)執(zhí)行，還是移動(dòng)完成后再執(zhí)行換刀命令可由用戶自己設(shè)置。T代碼是一種模式，用于機(jī)床自動(dòng)換刀時(shí)選擇刀具，一經(jīng)給定后一直保持到下一個(gè)T命令出現(xiàn)時(shí)都有效。它與正在使用的刀具的長(zhǎng)度和半徑無關(guān)。
(10)其他功能。后沖補(bǔ)償功能：每個(gè)軸的后沖補(bǔ)償值在0-±8191P(脈沖)中；沈陽第一機(jī)床廠具有手動(dòng)快進(jìn)、手動(dòng)工進(jìn)、步進(jìn)功能；內(nèi)部程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)最大程序號(hào)為99個(gè)，加工中心程序號(hào)用4位數(shù)字表示，程序可由鍵盤或紙帶輸入，程序可根據(jù)標(biāo)記跳轉(zhuǎn)。
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