專利名稱：數(shù)控銑床的制作方法
數(shù)控銑床
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)控銑床。背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)控加工設(shè)備已很難適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求。工業(yè)上 需要微機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床以及適合加工復(fù)雜零件的性能，才能滿足發(fā)展的需要。例如PN-30 銑床，其核心部分機(jī)械系統(tǒng)、硬件控制電路和控制軟件已經(jīng)不能滿足目前數(shù)控加工的需要， 因此，使用交流伺服系統(tǒng)與數(shù)控技術(shù)對(duì)原設(shè)備進(jìn)行改造與設(shè)計(jì)，用較少的硬件及簡(jiǎn)潔的控 制軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)專用銑床的控制，將之改造成為符合現(xiàn)有的加工要求且成本較低的數(shù)控銑床 是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種經(jīng)過(guò)改造的數(shù)控銑 床，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本較低，且能達(dá)到加工高精密度零件的要求。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)控銑床，包含中央處理器、存儲(chǔ)器、顯示控制單元、輸入單元、輸出單元、系 統(tǒng)電源以及位置接口單元，所述中央處理器通過(guò)總線連接所述存儲(chǔ)器、顯示控制單元、輸入 單元、輸出單元、系統(tǒng)電源以及位置接口單元，所述位置接口單元連接伺服單元，所述伺服 單元控制x、y、z三軸伺服電機(jī)，其中x、y軸伺服電機(jī)的零速轉(zhuǎn)矩為5Nm、功率為1. 3KW，z軸 伺服電機(jī)的零速轉(zhuǎn)矩為7. 7Nm、功率為1. 6KW，且所述ζ軸伺服電機(jī)帶有失電制動(dòng)器。本發(fā)明的數(shù)控銑床還包含主軸電機(jī)、油泵、冷卻泵以及潤(rùn)滑泵，所述主軸電機(jī)、油 泵、冷卻泵以及潤(rùn)滑泵均由帶熱飽和的接觸器控制。所述伺服單元的輸入、輸出指令單位均為0. OOlmm,最高快速速度為4500mm/分 鐘，最高給進(jìn)速度為3000mm/分鐘。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明運(yùn)用現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng) 設(shè)備進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，改善并提升現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)性能，以適應(yīng)加工高精密度零件的需要。

圖1為本發(fā)明數(shù)控銑床的電氣控制結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明數(shù)控銑床的主回路示意圖；圖3為本發(fā)明伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器的接線示意圖；圖4為本發(fā)明部分輸入信號(hào)和輸出信號(hào)接口表；圖5為本發(fā)明報(bào)警的控制原理圖；圖6為本發(fā)明主軸控制原理圖；圖7為本發(fā)明輸出信號(hào)控制原理圖；圖8為本發(fā)明電機(jī)、油泵、冷卻泵、潤(rùn)滑泵信號(hào)輸出原理圖9為本發(fā)明主軸制動(dòng)原理圖。具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。如圖1所示，為本發(fā)明數(shù)控銑床的電氣控制結(jié)構(gòu)示意圖。一種數(shù)控銑床，包含中 央處理器、存儲(chǔ)器、顯示控制單元、輸入單元、輸出單元、系統(tǒng)電源以及位置接口單元，所述 中央處理器通過(guò)總線連接所述存儲(chǔ)器、顯示控制單元、輸入單元、輸出單元、系統(tǒng)電源以及 位置接口單元，所述位置接口單元連接伺服單元，所述伺服單元控制X、y、Z三軸伺服電機(jī)， 其中χ、y軸伺服電機(jī)的零速轉(zhuǎn)矩為5Nm、功率為1. 3KW，ζ軸伺服電機(jī)的零速轉(zhuǎn)矩為7. 7Nm、 功率為1.6KW，且所述ζ軸伺服電機(jī)帶有失電制動(dòng)器。其中，顯示控制單元連接CRT，輸入單 元包含鍵盤接口和輸入接口，鍵盤接口連接操作鍵盤，輸入接口與輸出單元的輸出接口都 與強(qiáng)電控制電路連接，系統(tǒng)電源220V。在本具體實(shí)施方式
中，還包含如下各部分的選擇(1)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型。現(xiàn)有技術(shù)中，如PN-30銑床設(shè)備的三個(gè)移動(dòng)方向是由步進(jìn)電 機(jī)控制的，考慮到加工零件的精度要求較高，在本發(fā)明中采用交流伺服系統(tǒng)。選擇具有低速 性好，過(guò)載能力強(qiáng)、介電強(qiáng)度和絕緣電阻高、安全性好等特點(diǎn)的電機(jī)，其電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲 線的平滑性好。這樣，電機(jī)主軸的大小改動(dòng)和安裝定位孔的改動(dòng)數(shù)據(jù)較小，主軸上的齒輪還 將用原步進(jìn)電機(jī)主軸上的齒輪。(2)伺服電機(jī)功率大小的選擇伺服電機(jī)功率的確定，必須綜合考慮負(fù)荷慣量，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，加減速轉(zhuǎn)矩，有效轉(zhuǎn)矩 等一系列的數(shù)據(jù)，依據(jù)原來(lái)PN-30銑床上的步進(jìn)電機(jī)的電流大小來(lái)大致測(cè)算所選伺服電機(jī) 的大小，在6A左右。因?yàn)樗欧姍C(jī)的控制三相電壓是220V。所以功率選擇為1.3KW。它的 零速轉(zhuǎn)矩為5Nm，考慮到Z軸(即工作臺(tái)面上下方向)工作臺(tái)面的自重，故選擇Z軸的伺服 電機(jī)功率大些，為1.6KW，轉(zhuǎn)矩為7. 7Nm，并且為了防止工作臺(tái)面不在失電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生下移 的現(xiàn)象，所以該Z軸電機(jī)選擇了帶有失電制動(dòng)器的伺服電機(jī)。(3)伺服系統(tǒng)的選型和數(shù)控系統(tǒng)的選型根據(jù)零件的加工要求，數(shù)控系統(tǒng)需要具有直線、圓弧插補(bǔ)功能，且三軸連動(dòng)，輸入、 輸出指令單位均為0. 001mm，最高快速速度為4500mm/min (每分鐘4500毫米)。最高進(jìn)給 速度為3000mm/min，并且具有刀具補(bǔ)償及其它如手動(dòng)，自動(dòng)控制主軸正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停止，冷卻 液?jiǎn)⑼５容o助功能。伺服驅(qū)動(dòng)器要具有集成度高，體積小，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，并且安裝比較簡(jiǎn)單，對(duì)溫 度的要求低等特點(diǎn)。(4)變壓器及穩(wěn)壓源的選擇由于所選的伺服電機(jī)的輸入電壓為50HZ，220V而不是380V，故根據(jù)三相電機(jī)的功 率選擇變壓器，為了減少電擊和受電源、電磁場(chǎng)干擾的可能性，需采用隔離變壓器給驅(qū)動(dòng)器 供電，選擇容量為3. OKVA的三相隔離變壓器。另外，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部自帶MV電源，但電流太小，只有1A。而控制主軸變速的三相 電磁離合器和控制銑刀夾緊電磁閥的線圈電壓均為直流MV。所以另外選擇一直流電壓源， 電流為5A。還選擇變壓器。380V輸入，220V、36V、24V輸出。24V用于照明燈，36V用于主軸停轉(zhuǎn)時(shí)采用的能耗制動(dòng)電壓，220V用于控制回路的輸入電壓。如圖2所示，為主回路示意圖。根據(jù)銑床的特性應(yīng)有主軸電機(jī)、油泵、冷卻泵、潤(rùn)滑 泵。根據(jù)原機(jī)床的結(jié)構(gòu)，潤(rùn)滑泵需要三只即主軸齒輪箱的潤(rùn)滑和各絲桿的潤(rùn)滑。主軸馬達(dá) 需要正反轉(zhuǎn)，電機(jī)和泵的工作運(yùn)行均由帶熱飽和的接觸器來(lái)控制。如圖3所示為伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器的接線示意圖。其中，伺服驅(qū)動(dòng)器的R、S、T、 PE、U、V、W端子線徑必須大于等于1.5mm平方，r，t端子線徑必須大于等于IOmm平方，接地 線應(yīng)盡可能粗一點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)器與伺服電機(jī)在PE端子一點(diǎn)接地，接地電阻小于100歐姆，而控制 器信號(hào)CNl和反饋信號(hào)CN2的線徑必須大于等于0. 12mm平方，并且最好選用屏蔽電纜線。 屏蔽層須接re端子，線的長(zhǎng)度不能超過(guò)5米，和動(dòng)力線路分開(kāi)布線。所有的這一切，均是為 了防止干擾，提高抗干擾能力，CNl, CN2均為25芯的接插件。如圖4所示為部分輸入信號(hào)和輸出信號(hào)接口表。XS40中的DECX，DECY，DECZ三個(gè) 輸入信號(hào)為減速開(kāi)關(guān)信號(hào)。該信號(hào)在返回機(jī)械參考點(diǎn)時(shí)使用，為常閉觸點(diǎn)。當(dāng)在面板上選 擇機(jī)械原點(diǎn)方式時(shí)，之后按相應(yīng)軸的手動(dòng)進(jìn)給鍵，則機(jī)床將以快速移動(dòng)速度向參考點(diǎn)方向 運(yùn)動(dòng)，當(dāng)返回參考點(diǎn)減速信號(hào)(DECX，DCXY，DCXZ)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)(壓上減速限位開(kāi)關(guān))，進(jìn)給 速度立即下降，之后機(jī)床以固定的低速繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)減速開(kāi)關(guān)釋放后，減速信號(hào)觸點(diǎn)重新閉 合，機(jī)床一直運(yùn)行到參考點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)，則運(yùn)動(dòng)停止，同時(shí)點(diǎn)亮操作面板上相應(yīng)軸的回零指示 燈，返回參考點(diǎn)操作也就結(jié)束。XS40中的ESP信號(hào)為緊急停止信號(hào)，也可作為超程報(bào)警信 號(hào)。在每一個(gè)軸的移動(dòng)方向上各安裝了二只限位開(kāi)關(guān)，一只限位開(kāi)關(guān)為減速移動(dòng)開(kāi) 關(guān)，平時(shí)為常開(kāi)，另一只限位開(kāi)關(guān)為超程開(kāi)關(guān)，也作為超程緊急停止開(kāi)關(guān)，在每一個(gè)軸的兩 個(gè)方向即正方向和負(fù)方向各安裝一個(gè)撞塊，無(wú)論哪一方向的撞塊壓上緊急停止開(kāi)關(guān)，控制 系統(tǒng)復(fù)位，是機(jī)床緊急停止，同時(shí)封鎖了運(yùn)動(dòng)指令的輸出?？刂圃韴D見(jiàn)圖5。XS39接口中的SOl S04為主軸速度信號(hào)，該組信號(hào)表示四檔主軸速度，同時(shí)只有 一個(gè)信號(hào)有效是電平信號(hào)，該機(jī)床由于只有三個(gè)電磁離合器，故選擇SO1 S03，當(dāng)SO1信號(hào) 有效時(shí)，中間繼電器KA8接通得電，由KA8的觸點(diǎn)控制電磁離合器Sl線圈得電壓為+24V，電 磁離合器吸合，當(dāng)主軸馬達(dá)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)離合器改變齒輪箱內(nèi)齒輪的變化，以不同的速度主 軸旋轉(zhuǎn)，原理圖為圖6，圖7。XS39接口中的M03，M04，M05分別為主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止信號(hào)，信號(hào)有效時(shí)分別控 制KAl、KA2、KAl3，再控制接觸器MCl、MC2，實(shí)現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn)。M08，M09，MlO，M32分別為 油泵、冷卻泵、潤(rùn)滑泵的信號(hào)輸出，見(jiàn)圖8。另外在XS39接口中有一個(gè)主軸制動(dòng)信號(hào)ZD。根據(jù)銑床的特點(diǎn)，主軸在M05信號(hào) 發(fā)出后，主軸需馬上停轉(zhuǎn)，故采用能耗制動(dòng)方式。當(dāng)ZD制動(dòng)信號(hào)有效時(shí)，ΚΑΙ, KA2失電，時(shí) 間繼電器RT得電，接觸器MC8得電，(因?yàn)殡娏鬏^大，采用大電流接觸器的觸點(diǎn)來(lái)輸出直流 電壓)，直流電壓加到主軸電機(jī)的U1，V1端子上進(jìn)行制動(dòng)，延時(shí)2秒后，RT延時(shí)打開(kāi)，MC8失 電，實(shí)現(xiàn)整個(gè)制動(dòng)過(guò)程，制動(dòng)原理圖見(jiàn)圖9。PN-30機(jī)床可以立銑頭和臥銑頭兩種方式轉(zhuǎn)換。刀具的鎖緊由液壓控制，不受數(shù)控 系統(tǒng)控制，在主軸頭旁安裝兩按鈕，由中間繼電器KA11、KA12來(lái)控制夾緊電磁閥Jl和J2， 并且在主軸停止時(shí)才能有效。見(jiàn)圖6。在980M C數(shù)據(jù)系統(tǒng)中有手輪接口 XS38。手輪安裝在操作面板上，刻度的最小移動(dòng)量為0. OOlmm,由系統(tǒng)中穩(wěn)壓源+5V控制，在手輪方式下時(shí)，可以任意選擇任一軸進(jìn)行快速 或慢速移動(dòng)，并且在超程時(shí)，復(fù)位后，也要靠手輪來(lái)移動(dòng)三軸離開(kāi)超程位置，因此，在該設(shè)備 中，也選擇了手輪。由于Z軸伺服電機(jī)中有一組制動(dòng)線圈，在Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器準(zhǔn)備好的情況下，制動(dòng)線 圈得電，釋放剎車。通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器中的CN中的1號(hào)(伺服準(zhǔn)備好)信號(hào)來(lái)控制KA15，由 KA15來(lái)控制止動(dòng)線圈，使電機(jī)釋放剎車，見(jiàn)圖5。在環(huán)境溫度較高的情況下，伺服驅(qū)動(dòng)器在工作時(shí)，自身產(chǎn)生很高的溫度，如長(zhǎng)期工 作，溫度持續(xù)升高，影響驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定性，故在電氣控制箱內(nèi)安裝了 4只風(fēng)扇，2只排風(fēng)，另2 只吹風(fēng)，使電柜內(nèi)始終有對(duì)流風(fēng)，保證伺服驅(qū)動(dòng)器在正常溫度范圍內(nèi)工作。以上幾個(gè)部分，已經(jīng)構(gòu)成了整個(gè)機(jī)床的電氣控制原理，把所有的電器元器件都安 裝在一板上，布線時(shí)為防止干擾，動(dòng)力線和控制線盡可能地分開(kāi)。為了使驅(qū)動(dòng)器特性、機(jī)床規(guī)格、功能等具有最大限度地發(fā)揮出來(lái)，需對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行 參數(shù)設(shè)定，否則伺服電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還有對(duì)數(shù)控系統(tǒng)也進(jìn)行了許多參數(shù)設(shè)定，才能真正 體現(xiàn)某些特殊的功能，參數(shù)的設(shè)定只有在調(diào)試過(guò)程中，通過(guò)對(duì)各功能的測(cè)試，進(jìn)行設(shè)定和修 改。在調(diào)試之前，首先要對(duì)伺服和數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)輸入各類參數(shù)。伺服系統(tǒng)參數(shù)No. 3參數(shù)功能的作用有多種，具體為“0”顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，“1”顯示當(dāng)前位置低4 位，“2”顯示當(dāng)前位置高4位，“3”顯示位置指令低4位，“4”顯示位置指令高4位，“5”顯 示位置偏差低4位，“6”顯示位置偏差高4位，“7”顯示位置電機(jī)轉(zhuǎn)矩，“8”顯示位置電機(jī)電 流，“9”顯示直線速度，“ 10”顯示控制方式，“11”顯示位置指令脈沖頻率，“ 12”顯示速度指 令，“ 13”顯示轉(zhuǎn)矩指令，“ 14”顯示轉(zhuǎn)子絕對(duì)位置，“ 15”顯示輸入端子狀態(tài)，“ 16”顯示輸出 端子狀態(tài)，“17”顯示編碼器輸入信號(hào)，“ 18”顯示運(yùn)行狀態(tài)，“ 19”顯示報(bào)警代碼?，F(xiàn)在選擇 “0”，即顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速。No. 4參數(shù)功能是設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的控制方式，具體為“0”表示位置控制方式，“2”表 示試運(yùn)行控制方式，“3”表示JOG點(diǎn)動(dòng)控制方式，“4”表示電機(jī)零點(diǎn)測(cè)試方式，“5”表示電機(jī) 測(cè)試方式，現(xiàn)在選擇“ 2 ”，試運(yùn)行控制方式。No. 5參數(shù)是速度比例增益參數(shù)。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生 振蕩的條件下，盡量設(shè)定的較大，設(shè)定為“巧5”，范圍為5 300。No. 6參數(shù)范圍為50 3000，設(shè)置為2000。該參數(shù)表示速度環(huán)調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間 常數(shù)，一般若情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越小，但在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定 的較大。No. 7參數(shù)范圍為1 300，設(shè)置為50，速度調(diào)節(jié)器輸入限幅，數(shù)值越小，調(diào)速越平穩(wěn)。No. 8參數(shù)范圍為20 220，設(shè)置為120，表示速度檢測(cè)低通濾波器的特性，數(shù)值 越小，電機(jī)產(chǎn)生的噪音越小，但如果數(shù)值太小，會(huì)造成響應(yīng)變慢，引起振蕩，故應(yīng)取中間值為且。No. 9參數(shù)范圍為1 1000，位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)定值越大，增益越高，剛 度越大，位置滯后量越小，但數(shù)值太大可以會(huì)引起振蕩或超調(diào)，建議選擇128。
No. 11參數(shù)范圍為1 1200，選擇16，表示位置環(huán)前饋量的低通濾波器截止頻率， 該濾波器的作用是增加復(fù)合位置控制的穩(wěn)定性。No. 12參數(shù)范圍為1 9999，設(shè)置為1，表示位置指令脈沖的分倍頻9即電子齒輪， 和No. 13參數(shù)一起組成電子齒輪比，因此No. 13參數(shù)也可設(shè)為1，在后面的調(diào)試中，再根據(jù)具 體的位置變化進(jìn)行調(diào)整。No. 15參數(shù)為位置指令脈沖方向取反，表電機(jī)的轉(zhuǎn)速方向。如果正常運(yùn)轉(zhuǎn)，選“0”， 如果說(shuō)要調(diào)整方向，取“ 1”，暫時(shí)設(shè)定為“0 ”，在高度過(guò)程中再調(diào)整。No. 16參數(shù)范圍為1 9999脈沖，表示控制下定位完成或脈沖范圍。當(dāng)位置偏差計(jì) 數(shù)器內(nèi)的剩余脈沖數(shù)小于或等于本參數(shù)設(shè)定值時(shí)，驅(qū)動(dòng)器認(rèn)為定位已完成，發(fā)出信號(hào)COIN ON否則COIN OFF。故設(shè)定值應(yīng)小一點(diǎn)，以8個(gè)脈沖為宜。No. 17參數(shù)為位置超差檢測(cè)范圍，范圍為0 9999X100脈沖，設(shè)定為200，在位置
控制方式下，當(dāng)位置偏差計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超過(guò)本參數(shù)值時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器給出位置超差報(bào)警。No. 18參數(shù)設(shè)置為0，0表示位置超差報(bào)警有效；1表示位置超差報(bào)警無(wú)效，停止檢 測(cè)；2表示停止檢測(cè)所有報(bào)警錯(cuò)誤。No. 21參數(shù)為JOG,即點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行速度，暫定為200r/min，范圍為-3000 3000r/
mirioNo. 22參數(shù)范圍為0 9999，設(shè)定M0，表示電流環(huán)調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間。如設(shè)置值 越大，積分速度越快，電流跟蹤誤差就越上，但積分時(shí)間太大，會(huì)發(fā)生噪聲和振蕩，與負(fù)載無(wú)關(guān)。No. 23參數(shù)范圍為0 4000，設(shè)定2500，表示伺服電機(jī)的最高限速，與旋轉(zhuǎn)方向 無(wú)關(guān)，如果設(shè)置超過(guò)額定轉(zhuǎn)速，則實(shí)際最高限速為額定轉(zhuǎn)速，我們選的電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速就是 2500r/min。No. M參數(shù)范圍為-3000 3000，表示電機(jī)在測(cè)試方式下的電機(jī)運(yùn)行速度，故選擇 低一些，設(shè)定為100。No.四參數(shù)范圍為0 9999，表示電流環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益，在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的 條件下，盡量設(shè)定的較大，但設(shè)定值越大，增益越高，會(huì)產(chǎn)生噪音和振蕩，故選擇3050。No. 33參數(shù)范圍為0 500，表示電機(jī)熱過(guò)載的轉(zhuǎn)矩起始檢測(cè)點(diǎn)。設(shè)定值是額定 轉(zhuǎn)矩的百分比，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩低于起始檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的電子熱繼電器不工作，不檢測(cè)電 機(jī)熱過(guò)載；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩高于起始檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的電子熱繼電器開(kāi)始工作，產(chǎn)生過(guò)載報(bào) 警，表示電機(jī)過(guò)熱過(guò)。故設(shè)定為180。No. 34參數(shù)范圍為0 300%，表示伺服電機(jī)的最大負(fù)載限制值。在任何時(shí)候，此 限制都有效，故設(shè)定為178。No. 35參數(shù)范圍為-300 0%，表示伺服電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制值，如設(shè)定值超過(guò)系統(tǒng) 允許的最大過(guò)載能力，則實(shí)際轉(zhuǎn)矩限制為系統(tǒng)許可的最大過(guò)載能力，故設(shè)定為_(kāi)172%。No. 36參數(shù)范圍為1 1500，表示電流指令低通濾波器的截止頻率。另外，還有許 多CNC的系統(tǒng)參數(shù)和診斷參數(shù)。在伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下確定三軸移動(dòng)方向及電子齒輪比的確定首先，根據(jù)銑床的特點(diǎn)，設(shè)定銑床水平面的左右方向?yàn)閄軸，前后方向?yàn)閅軸，工作 臺(tái)升降為Z軸，向加工工件靠近的方向?yàn)樨?fù)方向，離開(kāi)工件的方向?yàn)檎较?。按下單步方式鍵后，分別選擇移動(dòng)軸，當(dāng)選擇+X方向時(shí)，應(yīng)該工作臺(tái)水平面的左右方向向離開(kāi)工件的方 向移動(dòng)，如相反，則參數(shù)NO. 15(位置指令脈沖方向)設(shè)置為1，反之為0，經(jīng)對(duì)三軸的測(cè)試，X 軸和Z軸的方向相反，把X軸和Z軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)NO. 15設(shè)置為1，Y軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)NO. 15設(shè) 置為0。第二，所謂的電子齒輪比G就是指工作臺(tái)實(shí)際移動(dòng)的距離與所發(fā)出的多少脈沖數(shù) 之比，由于它的計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，牽涉到機(jī)床的許多機(jī)械參數(shù)，無(wú)法計(jì)算，故使用一個(gè)最直接 的方法來(lái)算出這個(gè)電子齒輪比。按下手輪方式鍵，選擇“ 1 ”移動(dòng)量，在工作臺(tái)的任一方向安裝一標(biāo)尺，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，顯 示器上顯示的數(shù)字為100. 00mm，而通過(guò)標(biāo)尺觀察，工作臺(tái)實(shí)際移動(dòng)了 20. 00mm，通過(guò)多次試 驗(yàn)，三個(gè)方向均為1 5的關(guān)系，故得出電子齒輪比為1 5，它由參數(shù)NO. 12和NO. 13設(shè) 定，N0. 12為電子齒輪比的分子，N0. 13為分母，故設(shè)定N0. 12為1，N0. 13為5，設(shè)定后再測(cè) 試，顯示器顯示的任一數(shù)字即為移動(dòng)的實(shí)際距離。其它電機(jī)和泵的測(cè)試1、在選擇錄入方式下，按“程序”鍵，分別鍵入S01，S02，S03指令，三個(gè)電磁離合器 吸合正常，在輸入SOl指令后，同時(shí)輸入M03指令，主軸電機(jī)起動(dòng)，銑刀運(yùn)轉(zhuǎn)正常，然后再鍵 入SO指令，電磁離合器松開(kāi)，同時(shí)輸入M05指令，主軸電機(jī)經(jīng)過(guò)2秒后，完全停止，說(shuō)明能耗 制動(dòng)起作用，同樣的操作下，分別試另二個(gè)離合器，主軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。其中在S03離合器 作用下，主軸是以最快速度1400轉(zhuǎn)/分運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)榇藭r(shí)電機(jī)主動(dòng)軸直接帶動(dòng)刀頭運(yùn)轉(zhuǎn)，而電 機(jī)是四極電機(jī)，最高速為1450轉(zhuǎn)/分，在SOl離合器作用下，速度最慢。2.鍵入M08指令后，冷卻泵旋轉(zhuǎn)，但出口處沒(méi)有冷卻油出來(lái)。更換二相電源線后再 試，出口處有冷卻油出來(lái)，冷卻泵正常。再鍵入M09指令后，冷卻泵停止。3.鍵入MlO指令后，MC5得電，齒輪潤(rùn)滑泵起動(dòng)，馬上可以看到在主軸齒輪箱時(shí)有 潤(rùn)滑油出來(lái)，再鍵入Mll指令后，齒輪潤(rùn)滑泵停止。4.鍵入M32指令后，MC7、MC6得電，二個(gè)絲桿齒輪潤(rùn)滑泵起動(dòng)，其中一只泵不出潤(rùn) 滑泵，更換相位后，出油，再鍵入M33指令后，泵停止，說(shuō)明正常。機(jī)械零點(diǎn)即參考點(diǎn)的測(cè)試機(jī)械零點(diǎn)對(duì)于數(shù)控設(shè)備來(lái)說(shuō)是一個(gè)很重要的概念，因?yàn)槊看伍_(kāi)機(jī)后，都要進(jìn)行機(jī) 械零點(diǎn)回歸這個(gè)動(dòng)作，并且作為加工零件的坐標(biāo)參考點(diǎn)。先對(duì)系統(tǒng)參數(shù)025、026、027進(jìn)行 快速速度的設(shè)定，它們分別代表X軸、Y軸、Z軸快速移動(dòng)速度。數(shù)值為3000毫米/分，再對(duì) 039號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，值為200毫米/分，它代表了三軸返回參考點(diǎn)時(shí)的低速。以上調(diào)試程序結(jié)束，說(shuō)明該機(jī)床可以進(jìn)行編程操作。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控銑床，包含中央處理器、存儲(chǔ)器、顯示控制單元、輸入單元、輸出單元、系 統(tǒng)電源以及位置接口單元，所述中央處理器通過(guò)總線連接所述存儲(chǔ)器、顯示控制單元、輸入 單元、輸出單元、系統(tǒng)電源以及位置接口單元，其特征在于，所述位置接口單元連接伺服單 元，所述伺服單元控制X、1、Z三軸伺服電機(jī)，其中X、y軸伺服電機(jī)的零速轉(zhuǎn)矩為5Nm、功率 為1. 3KW，ζ軸伺服電機(jī)的零速轉(zhuǎn)矩為7. 7Nm、功率為1. 6KW，且所述ζ軸伺服電機(jī)帶有失電 制動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控銑床，其特征在于，還包含主軸電機(jī)、油泵、冷卻泵以及 潤(rùn)滑泵，所述主軸電機(jī)、油泵、冷卻泵以及潤(rùn)滑泵均由帶熱飽和的接觸器控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控銑床，其特征在于，所述伺服單元的輸入、輸出指令單位 均為0. 001mm，最高快速速度為4500mm/分鐘，最高給進(jìn)速度為3000mm/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)控銑床，包含中央處理器、存儲(chǔ)器、顯示控制單元、輸入單元、輸出單元、系統(tǒng)電源以及位置接口單元，所述中央處理器通過(guò)總線連接所述存儲(chǔ)器、顯示控制單元、輸入單元、輸出單元、系統(tǒng)電源以及位置接口單元，所述位置接口單元連接伺服單元，所述伺服單元控制x、y、z三軸伺服電機(jī)，其中x、y軸伺服電機(jī)的零速轉(zhuǎn)矩為5nm、功率為1.3KW，z軸伺服電機(jī)的零速轉(zhuǎn)矩為7.7nm、功率為1.6KW，且所述z軸伺服電機(jī)帶有失電制動(dòng)器。本發(fā)明的數(shù)控銑床制造成本低，加工精度較高。
文檔編號(hào)B23C1/00GK102101189SQ200910201278
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者吉順如, 吳祖樺, 計(jì)春雷, 陳獻(xiàn)忠, 陶恂 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院