CA6140車床數(shù)控化改造

1、 摘要 數(shù)控機床作為機電一體化的典型產(chǎn)品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好的解決了現(xiàn)代機械制造中的結(jié)構(gòu)復雜.精密.批量小.多變零件的加工問題。且能穩(wěn)定加工質(zhì)量，大幅度提高生產(chǎn)效率。但數(shù)控機床價格昂貴，一次性投入對企業(yè)來說負擔很大。另一方面，在國內(nèi)還有大量的普通機床,只需對其進行一些相關(guān)的技術(shù)性改造就可以形成一定生產(chǎn)能力的經(jīng)濟型數(shù)控機床。不僅能節(jié)省很大一部分資金，還能提升其市場競爭力。具有極大的經(jīng)濟潛力。 對于職業(yè)院校的數(shù)控實訓教學而言，通過閑置的普通車床進行數(shù)控化改造，可盤活資產(chǎn)，實現(xiàn)資產(chǎn)優(yōu)化配置，同時對教師和學生而言也是一次很好的學習、鍛煉和提高的機會。對推動教學改革、專業(yè)轉(zhuǎn)型和課程開發(fā)

2、都有積極的意義。 我院現(xiàn)有閑置的普通車床為云南機床廠生產(chǎn)的CAY6140-1000，通過對該機床的結(jié)構(gòu)特點進行分析，對機械和電氣進行數(shù)控化改造，改造后的數(shù)控車床主要用于中小型軸類零件、盤類零件及螺紋的加工。 第一章 數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1數(shù)控車床工作原理及加工特點以數(shù)字形式進行信息控制的機床稱為數(shù)字控制機床，簡稱為數(shù)控機床。數(shù)字控制系統(tǒng)是相對于模擬系統(tǒng)而言：數(shù)字控制系統(tǒng)中的信息是數(shù)字量，而模擬控制系統(tǒng)中的信息是模擬量。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，硬件數(shù)控系統(tǒng)已被逐漸淘汰，取而代之的是計算機數(shù)控（CNC）系統(tǒng)。 圖1-1 數(shù)控車床1數(shù)控車床的工作原理數(shù)控車床加工零件時，首先應編制零件的數(shù)控程序

3、，這是數(shù)控機床的工作指令。將數(shù)控程序輸入數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變速、啟停，進給運動的方向、速度和位移大小，以及其他諸如擇刀、工件夾緊松開和冷卻潤滑的啟、停等動作，使刀具與工件及其輔助裝置嚴格地按照程序規(guī)定的順序、路程和參數(shù)進行工作，從而加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。2數(shù)控車床的加工特點 （1）高難度零件加工：“口小肚大”的內(nèi)成型面零件，有僅在普通車床上難以加工，還難以測量。 （2）高精度零件加工：高精度零件均可在高精度的特種數(shù)控車床上加工完成。 （3）高效率完成加工：為了提高車削加工的效率，通過增加車床的控制坐標軸，就能在一臺數(shù)控車床上同時加工出兩個多工序的相同或不同的

4、零件，也便于實現(xiàn)一批工序特別復雜零件車削全過程的自動化。1.2 數(shù)控車床的組成數(shù)控車床一般由輸入/輸出裝置、CNC裝置、伺服單元、驅(qū)動裝置、可編程控制器及電器控制裝置、輔助裝置、機床本體和測量裝置組成。圖3-1是數(shù)控車床的組成框圖。其中除機床本體之外的部分統(tǒng)稱為CNC系統(tǒng) 圖1-2 數(shù)控車床的組成 數(shù)控車床各個方面的性能比普通車床優(yōu)越，如：結(jié)構(gòu)剛性好，能適應高速和強力車削需要；可靠性好能適應精密加工和長時間連續(xù)工作主軸回轉(zhuǎn)精度，直接影響到零件的加工精度；數(shù)控車床的導軌結(jié)構(gòu)有傳統(tǒng)的滑動導軌（金屬型），也有新型的滑動導軌（貼塑導軌）。貼塑導軌的摩檫系數(shù)小，耐磨性、耐腐蝕性及吸振性好，潤滑條件優(yōu)越；

5、機械傳動機構(gòu)比普通車床簡單，傳動鏈短；刀架是數(shù)控車床普遍采用的一種最簡單的自動換刀設備；輔助裝置:可配有對刀儀、位置檢測反饋裝置、自動編程系統(tǒng)及自動排屑裝置等。 1.程序編制及程序載體 數(shù)控程序是數(shù)控機床自動加工零件的工作指令。在對零件進行工藝分析的基礎(chǔ)上，確定零件坐標系上的相對位置，即零件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數(shù)；以及輔助裝置的動作。這樣得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數(shù)等加工的數(shù)控程序單，編制程序的工作可由人工進行，或者在數(shù)控機床以外用自動編程計算機系統(tǒng)來完成，比較先進的數(shù)控機床，可以在它的數(shù)控裝置上直接編程。 編好的數(shù)控程序，存放在便于輸入到數(shù)控裝置的一種存儲載體

6、上，它可以是穿孔紙帶、錄音磁卡、軟磁盤等，采用那種存儲載體，取決于數(shù)控裝置達到設計類型。 2.輸入裝置 它的作用是將程序載體上的數(shù)控代碼變成相應的電脈沖信號，傳送并存入數(shù)控裝置內(nèi)。根據(jù)程序存儲介質(zhì)的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、錄音機或軟盤驅(qū)動器。有些數(shù)控機床，不用任何程序存儲器，而是將數(shù)控程序單的內(nèi)容通過數(shù)控裝置上的鍵盤，用手工的方式（MDI方式）輸入，或者將數(shù)控程序由編程計算機由通信的方式傳到數(shù)控裝置。 3.數(shù)控裝置及強電控制裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心，它接受輸入裝置送來的脈沖信號，經(jīng)過算術(shù)裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令控制機床的各個部分，進行

7、規(guī)定的、有序的動作。這些控制信號中最基本的信號是：經(jīng)插補運算決定的各坐標軸（即作進給運動的各執(zhí)行部件）的進給速度、進給方式和位移方向和位移量指令，送伺服驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行部件作進給運動。其他還有主運動部件的變速、換向和啟停信號；選擇和交換刀具的刀具指令信號；控制冷卻、潤滑的啟停。工件和機床部件松開、夾緊、分度工作臺轉(zhuǎn)位等輔助指令信號等。 強電控制裝置是介于數(shù)控裝置和機床機械、液壓部件之間的控制系統(tǒng)。其主要作用是接受數(shù)控裝置輸出的主運動變速、刀具選擇轉(zhuǎn)換、輔助裝置動作多功能指令信號，經(jīng)必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后直接驅(qū)動相應的電器、液壓、氣動和機械部件，以完成指令所規(guī)定的動作。此外還有開關(guān)信號

8、經(jīng)它送到控制裝置進行處理。 4.伺服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測裝置 伺服驅(qū)動系統(tǒng)由伺服驅(qū)動電路和伺服驅(qū)動裝置組成，并與機床上的執(zhí)行部件和機械傳動部件組成數(shù)控機床的進給系統(tǒng)。它根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)來的速度和位移指令控制執(zhí)行部件的進給速度、方向和位移。每一個作進給運動的執(zhí)行部件，都配有一套伺服驅(qū)動系統(tǒng)。伺服驅(qū)動系統(tǒng)有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。在半閉環(huán)和閉環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)中，還得使用位置檢測裝置，間接或直接測量執(zhí)行部件的實際進給位移，與指令位移進行比較，按閉環(huán)原理，將其誤差轉(zhuǎn)換放大后控制執(zhí)行部件的進給運動。 5.機床的機械部件 數(shù)控機床的機械部件包括：主運動部件，進給執(zhí)行部件如工作臺，拖板及其傳動部件和床身立柱等支承

9、部件，此外，還有冷卻、潤滑轉(zhuǎn)位和夾緊等輔助裝置。數(shù)控機床機械部件的組成與普通機床相似，但傳動結(jié)構(gòu)要求更為簡單，在精度、剛度、抗震性等方面要求更高，而且傳動和變速系統(tǒng)要便于實現(xiàn)自動化控制。第二章 機床改造的總體方案設計21基本思路總體方案內(nèi)容包括：系統(tǒng)運動方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇，執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動方式的確定等。對于普通車場的經(jīng)濟型數(shù)控化改造，在考慮總體改造的方案時，應遵循的基本原則是在滿足改造要求的前提下，對機床的改動盡可能少，以降低成本。 圖2-1 基本思路圖22總體方案設計1主軸系統(tǒng)改造 保留了原來的主軸變速箱，不采用變頻器，使用皮帶主軸編碼器。該系統(tǒng)的主軸速度也是有級調(diào)速，共12個檔

10、位24級，速度可以從40rpm到1200rpm，不過每一檔的速度可以根據(jù)需要通過設置變頻器來實現(xiàn)?？梢杂脭?shù)字量控制電機的正，反轉(zhuǎn)，停止及各檔速度。本系統(tǒng)采用手工機械調(diào)速，所有的速度均由G代碼中的S命令來控制。軟件可以讀取G代碼。2進給系統(tǒng)的設計 考慮到該數(shù)控系統(tǒng)是開環(huán)控制，沒有位置反饋，故進給系統(tǒng)盡可能的要減少中間傳動環(huán)節(jié)。本車床的X，Z兩軸進給系統(tǒng)去掉了原來的進給系統(tǒng)的中間傳動環(huán)節(jié)，直接采用了伺服電機剛性聯(lián)軸器絲桿的傳動方案。保留原來的絲桿，增加少量的機械附件，就可安裝伺服電機及絲桿螺母副。根據(jù)計算，伺服電機的扭矩是5 Nm。我們選用伺服電機是FANUC公司的86BYG250C-SAFRBC

11、-0302，步距角選用0.9/1.8，扭矩是7.5Nm。驅(qū)動器的型號是SH20806，輸入電壓是45V。 3刀架結(jié)構(gòu) 本次改造仍采用旋轉(zhuǎn)式刀架，拆除原手動刀架和小托板，安裝由數(shù)控系統(tǒng)控制的四工位電動刀架，根據(jù)車床的型號及主軸中心高度，我們將實訓車間的閑置的CAK6140數(shù)控車床上能正常使用的LD4B-CK6140型電動刀架，該刀架內(nèi)帶120W三相交流異步電動機用于驅(qū)動正轉(zhuǎn)換刀。4控制部分中硬件的改造 （1）PC機可采用工控PC機，可滿足該控制系統(tǒng)的控制要求。 （2）運動控制卡。我們采用了由ADVANTECH公司生產(chǎn)的PCL運動控制卡。該卡是一種高速三軸伺服電機運動控制卡，它有16位的數(shù)字輸入、

12、輸出口，可實現(xiàn)三軸聯(lián)動。因此，它可以滿足車床X，Z軸聯(lián)動，實現(xiàn)直線，圓弧插補。（3）光電耦合電路是從學院閑置數(shù)控機床中拆得的，它的作用是能夠隔離外部干擾信號對運動控制卡的信號沖擊，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（4）機床本體是由C6140改造而來，拆除原來的光桿，溜板箱等，保留原來的三爪卡盤等。 （5）伺服電機及其驅(qū)動器是采用FANUC公司的。驅(qū)動器的輸入電壓式45V，考慮伺服電機的步距角和絲桿的螺距，本系統(tǒng)X軸的脈沖當量是0.00125，Z軸的脈沖當量是0.0025。完全能夠達到0.005mm的加工精度要求。（6）各種限位開關(guān)，減速開關(guān)，回零開關(guān)均安裝在機床本體上，限位開關(guān)是起這硬件硬限位的作用，當車床

13、加工工件超出加工范圍時，車床自動停止加工。減速開關(guān)的作用是當車床刀架回零并走到車床零點附近時，減速開關(guān)被開啟并通知車床減速走到零位置。 5控制系統(tǒng)的軟件部分 該車床控制系統(tǒng)的軟件部分采用VC6.0編寫，該軟件的加工界面如圖。其功能主要有讀取零件的加工G代碼，編輯和編譯G代碼，仿真加工（包括加工前仿真和與加工同步仿真，回參考點，手工對刀，加工中斷，超程軟限位等功能。它可處理進給速度，主軸速度及轉(zhuǎn)速方向，刀具信息，M功能等多種加工信息。該軟件的操作平臺是Windows98。該軟件的操作過程是首先讀入*.NC或*.TXT的G代碼文件；然后進行編譯，編譯器能給出不符合本軟件的語法錯誤提示；有錯誤可也立

14、即修改；然后按照毛胚的實際尺寸輸入，軟件進行加工前仿真。在確認沒有因G代碼引起的加工錯誤的情況下，可以開始機床加工。加工前得首先對刀，對刀的意義在于建立起工件坐標與車床坐標之間得關(guān)系。加工過程中，軟件界面的狀態(tài)欄還顯示出刀具當前的坐標，加工狀態(tài)，加工時間等信息。23改造要點將學院實習工廠現(xiàn)有一臺舊車床CA6140改造成接近當前數(shù)控車床主流產(chǎn)品技術(shù)指標的使用數(shù)控車床。改造后能實現(xiàn)車削外圓柱面、圓弧面等回轉(zhuǎn)表面?？v向進給精度±0.01mm,橫向精度±0.005mm，空載快速進給速速V=2m/min,主切削力p=2254N,橫向拖板刀架質(zhì)量W=465.5N,大拖板刀架質(zhì)量W=10

15、39N。不要求保留原有手動操作功能?？刂撇糠忠筮\動可靠，防塵，抗干擾，維修方便。改造成本低。 圖2-2 CA6140普通車床2.4 改造內(nèi)容改造后的數(shù)控車床應當把主軸傳動和進給傳動系統(tǒng)分離為兩個互不相關(guān)的系統(tǒng)，為了便于編程，保證加工精度，要求車床縱向脈沖當量為0.01，橫向脈沖當量為0.005，那么車床需要改造的部分有：掛輪架系統(tǒng)全部拆去；進給齒輪箱箱體內(nèi)的零件全部拆去；溜板箱部分應拆去箱體，光桿及操縱桿，并增加支撐架，利用原有絲桿。橫向溜板安裝伺服電機，并通過傳動齒輪將電機軸與橫向絲杠連接。刀架體應安裝縱、橫微調(diào)裝置以供鉸刀使用?？v向絲杠掛腳應安裝伺服電機，并通過傳動齒輪與縱向滾珠絲桿連接

16、，伺服電機與絲桿的連接方式要求連接可靠，傳動無間隙，無噪音。對于電氣部分，選用工控機和驅(qū)動電路對縱橫兩個伺服電機進行開環(huán)控制，系統(tǒng)中有復位電路，數(shù)碼顯示器接口電路，光電耦合器等。采用工控機和伺服電機驅(qū)動器來驅(qū)動電機，將整個控制系統(tǒng)放在控制柜中，由電纜把控制系統(tǒng)和伺服電機聯(lián)系起來。第三章 機械部分改造 31主傳動的改造主傳動系統(tǒng)是實現(xiàn)主運動的傳動系統(tǒng)，它的轉(zhuǎn)速高，傳遞功率大，是數(shù)控機床的關(guān)鍵部件之一。因此對它的精度、剛度、噪聲、溫升、熱變形都有嚴格要求。1主傳動的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床的主軸部件一般包括主軸、主軸軸承和傳動件等。對于加工中心，主軸部件還包括刀具自動夾緊裝置、主軸準停裝置和主軸孔的切屑消

17、除裝置。圖3-1 數(shù)控機床主軸軸承的配置形式 數(shù)控機床主軸軸承主要有以下幾種配置形式：（1）前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60度角接觸雙列向心推力球軸承，后支承采用向心推力球軸承，如圖3-1（a）所示。（2）前支承采用高精度雙列向心 推力球軸承，如圖3-1（b）所示。（3）前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承采用單列圓錐滾子軸承，如圖3-1（c）所示。 數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)承受主切削力，它的功率大小與回轉(zhuǎn)速度直接影響到機床的加工效率，其中主軸部件是保證機床加工精度和自動化程度的主要部件，它們對數(shù)控機床的性能有著決定性的影響。我們原計劃采用變頻驅(qū)動，實現(xiàn)無級變速。后經(jīng)過反復討論，認識到改造成本過高，

18、且實用價值不大，決定簡化主傳動改造程序，仍保留原有主軸箱齒輪傳動，分為二十四個檔位，滿足主軸高剛性和大扭矩要求。主軸電機從閑置的數(shù)控車床上拆轉(zhuǎn)，在改造過程中由于電機的帶輪與主軸帶輪不一致，所以必須重新加工制作一個新的電機帶輪。同時為改造后的車床能夠加工螺紋，在掛輪箱加裝主軸脈沖編碼器，以實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速的同步檢測。 圖3-2 主軸改造傳動示意圖2改造步驟（1）清理、修整主軸箱，查看傳動系統(tǒng)是否正常運動。 圖3-3 CA6140主軸箱（2）簡化改造程序，保留齒輪傳動。在掛輪箱加裝主軸脈沖編碼器，以實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速的同步檢測。32 進給傳動的改造1進給傳動結(jié)構(gòu)機械傳動是進給伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它包括減

19、速齒輪、聯(lián)軸節(jié)、滾珠絲杠、絲杠支撐、導軌副傳動、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的蝸桿蝸輪等機械環(huán)節(jié)，它們的剛性、制造精度、摩擦阻尼特性等對執(zhí)行件能否實現(xiàn)每一脈沖的微量移動有重要影響，另外，進給傳動系統(tǒng)的驅(qū)動力矩很大，負載變化頻繁，故對剛性也有特殊要求。伺服進給系統(tǒng)的控制方式數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。現(xiàn)在市面上很多改造的車床的加工精度并不是很高，原因是通常的情況下均采用以步進電機驅(qū)動的開環(huán)控制。因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設計制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。開環(huán)控制多用于負載變化不大或要求不高的經(jīng)濟型數(shù)控設備中,而我們?yōu)榱耸垢脑旄荏w現(xiàn)水平，將采用伺服電機，進

20、行半閉環(huán)控制。根據(jù)機床的切削力、進給牽引力選用滾珠絲杠副，經(jīng)穩(wěn)定性及剛度驗算，縱向進給機構(gòu)脈沖當量確定為=0.0lmm/step；橫向進給機構(gòu)脈沖當量確定為=0.005 mm/step，均采用一級變速裝置。在縱向進給機構(gòu)的改造方面,拆去原機床的溜板箱、光杠與絲杠以及安裝座，配上滾珠絲杠及其相應的安裝裝置，在橫向進給機構(gòu)的改造方面,由于原橫向進給的絲杠空間有限，伺服電機放置機床左側(cè)?？v向驅(qū)動的步進電機及減速箱安裝在車床的床尾，并不占據(jù)絲杠空間。采用了滾珠絲杠可提高系統(tǒng)的精度和縱向進給整體剛度。2改造步驟（1）Z軸進給改造1）維修、清理Z軸進給絲杠。使其符合數(shù)控化改造的技術(shù)要求。圖3-4 CA61

21、40進給傳動 圖3-5 掛輪箱2）拆掛輪箱擋板。3）改造掛輪箱（由于掛輪箱與機床床身是焊接件，如將掛輪箱全部拆去，工作量很大，實在不易，故將掛輪箱中的部分齒輪進行了拆除，在不影響伺服電機帶動Z軸的傳動的前提對其進行了改造。） 圖3-6 拆卸掛輪箱 圖3-7 傳動花鍵4）在Z軸傳動軸中加花鍵軸。5）將帶輪加以設計改造，使之能和花鍵連接。 圖3-8 剛性聯(lián)軸器 圖3-9 帶輪與花鍵配合6）將帶輪裝配在花鍵上，確保其同軸度。7）將伺服電機裝配在固定板上，并將固定板裝配在主軸箱的左側(cè)。將伺服電機的帶輪和花鍵上的帶輪用皮帶連接好，試運轉(zhuǎn)，確保無誤。 圖3-10 加裝伺服電機（2）X軸進給改造1）測繪X軸

22、絲杠 圖3-11 清洗絲杠 圖3-12 測繪絲杠2）由于伺服電機安裝位置為X軸的后方，而原車床絲杠的力矩傳動來源于前方，故在改造過程中，凸顯絲杠長度不夠。3）設計改造方案（利用UG軟件，設計出一套改造方案，重新制作一根軸，與原絲杠配合，延長其長度，并和帶輪配合。）圖3-13 設計延長軸4）加工制作延長軸，達到尺寸要求 圖3-14 制作延長軸 圖3-15 制作剛性聯(lián)軸器5）設計并加工制作剛性聯(lián)軸器，確延長軸能與絲杠同軸。6）裝配延長軸與聯(lián)軸器，并將帶輪裝配至合理位置。圖3-16 延長軸與帶輪的裝配7）絲杠與延長軸連接裝配，并將電機支承座安裝上。 圖3-17 連接絲杠與延長軸 圖3-18 裝支承座

23、8）將壓力軸承和帶輪安裝在延長軸端部，調(diào)試好帶輪位置。9）拆數(shù)控車床上X軸上伺服電機。圖3-19 選擇伺服電機 圖3-20伺服電機與絲杠的裝配10）將伺服電機裝至支承座上。調(diào)試好皮帶輪位置，確保運轉(zhuǎn)正常。33 刀架的改造1、刀架結(jié)構(gòu)和改造思路拆除原手動刀架和小托板，安裝由數(shù)控系統(tǒng)控制的四工位電動刀架，根據(jù)車床的型號及主軸中心高度，我們將實訓車間的閑置的CAK6140數(shù)控車床上能正常使用的LD4B-CK6140型電動刀架，該刀架內(nèi)帶120W三相交流異步電動機用于驅(qū)動正轉(zhuǎn)換刀，內(nèi)置的4個霍爾元件檢測刀位位置，電動機反轉(zhuǎn)完成刀具定位鎖緊，安裝時，先拆除車床上的小拖板，置刀架于中拖板上，卸掉電機風罩，

24、逆時針方向轉(zhuǎn)動電機，使刀架轉(zhuǎn)動45º左右，裝上螺釘，然后固定刀架即可，安裝必須注意兩點：電動刀架的兩側(cè)與原車床縱、橫進給方向平行。電動刀架裝的位置不能過高，以免裝刀后，刀尖中心高于工件中心。2、改造步驟（1）清理、修整普通車床刀架 圖3-21 CA6140方刀架 圖3-22拆除方刀架（2）拆除原有舊刀架。并在溜板上鉆孔，（3）將四方刀架裝至溜板上，注意刀架的兩側(cè)與原車床縱、橫進給方向平行且高度不能高于卡盤中心。 圖3-23 裝電動刀架第四章 電氣部分改造4.1電氣控制系統(tǒng)改造 將普通車床改造成數(shù)控車床后，原普通車床電氣控制系統(tǒng)主電路部分可以視具體情況保留，但是控制電路必修更換，采用數(shù)

25、控系統(tǒng)進行控制。具體選用FANUC 數(shù)控系統(tǒng)進行控制。1 電氣控制系統(tǒng)連接（1）主軸電氣連接圖4-1 主軸電氣連接圖（2）數(shù)控系統(tǒng)連接 圖4-2 數(shù)控系統(tǒng)連接圖（3）伺服系統(tǒng)連接圖4-3 伺服系統(tǒng)連接圖（4）主軸電氣設計、改造因改造后無主軸編碼器，主軸定向是對主軸位置的簡單控制，使主軸和電機之間齒輪比為 1:1，通過修改PMC程序使主軸與進給軸實現(xiàn)聯(lián)動。圖4-4 PMC程序4.2 PMC程序設計與調(diào)試在數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)中除進給軸有CNC控制外，其它輔助功能包括主軸電機均由PMC進行控制。1存儲卡格式 PMC 的轉(zhuǎn)換通過存儲卡備份的 PMC 梯形圖稱之為存儲卡格式的PMC（Memory ca

26、rd format file）。 由于其為機器語言格式，不能由計算機的 Ladder 3 直接識別和讀取并進行修改和編輯， 所以必須進行格式轉(zhuǎn)換。同樣，當在計算機上編輯好的 PMC 程序也不能直接存儲到M-CARD 上，也必須通過格式轉(zhuǎn)換，然后才能裝載到 CNC 中。M-CARD 格式(.00)-計算機格式（.LAD）1）運行 LADDER軟件，在該軟件下新建一個類型與備份的 M-CARD 格式的 PMC 程序類型相同的空文件。圖4-5 新建文件2）選擇 FILE 中的 IMPORT（即導入 M-CARD 格式文件），軟件會提示導入的源文件格式，選擇 M-CARD 格式即可。圖4-6 導入 M

27、-CARD 格式文件3）在 LADDER軟件中打開要轉(zhuǎn)換的 PMC 程序，再選擇 FILE 中的 EXPORT。圖4-7 打開要轉(zhuǎn)換的 PMC 程序圖4-8 選擇 FILE 中的 EXPORT4）改造后的PMC程序圖4-9改造后的PMC程序第五章 系統(tǒng)與參數(shù)調(diào)試及結(jié)論5.1 硬件連接簡要介紹0IC/0I Mate TC的系統(tǒng)與各外部設備（輸入電源，放大器，I/O 等）之間的總體連接，放大器（i 系列電源模塊，主軸模塊，伺服模塊，is 系列放大器，iSVPM）之間的連接以及和電源，電機等的連接，和 RS232C 設備的連接。最后介紹了存儲卡的使用方法（數(shù)據(jù)備份，DNC 加工等）。目前北京FANU

28、C出廠的0iC/0i-Mate-C 包括加工中心/銑床用的0IMC/0i-Mate-MC 和車床用的 0iTC/ 0i-Mate-TC，各系統(tǒng)一般配置如下：系統(tǒng)型號用于機床放大器電機iC最多 4 軸iMC加工中心，銑床i 系列的放大器i,Is 系列iTC車床i 系列的放大器i,Is 系列0i Mate C最多 3 軸i Mate MC加工中心，銑床i 系列的放大器i, Is 系列i Mate TC車床i 系列的放大器i, Is 系列表5-11.硬件安裝和連接（1）在機床不通電的情況下，按照電氣設計圖紙將 CRT/MDI 單元，CNC 主機箱,伺服放大器，I/O 板，機床操作面板，伺服電機安裝到

29、正確位置。（2）基本電纜連接。圖5-1基本電纜連接圖2.伺服、主軸放大器的連接圖5-2伺服、主軸放大器的連接圖3. I/O 連接I/O 分為內(nèi)置 I/O 板和通過 I/O Link 連接的 I/O 卡或單元，包括機床操作面板用 的 I/O 卡、分布式 I/O 單元、手脈、PMM 等。圖5-3 I/O 連接圖4.電源的連接圖5-4電源的連接圖5.2 系統(tǒng)參數(shù)設置1、基本參數(shù)設定(1) 上電全清當系統(tǒng)第一次通電時，最好是先做個全清(上電時，同時按 MDI 面板上RESET+DEL)。全清后一般會出現(xiàn)如下報警：100參數(shù)可輸入?yún)?shù)寫保護打開（設定畫面第一項 PWE=1）。506/507 硬超程報警梯

30、形圖中沒有處理硬件限位信號，設定3004#5OTH 可消除。417伺服參數(shù)設定不正確,重新進行設定伺服參數(shù)，進行伺服參數(shù)初始化。5136FSSB 電機號碼太小FS設定沒有完成或根本沒有設定（如果需要系 統(tǒng)不帶電機調(diào)試時，把 1023 設定為-1，屏蔽伺服電機，可消除 5136 報警）。(2)伺服 FSSB 設定和伺服參數(shù)初始化1)參數(shù) 1902 的位0 = 02)在放大器設定畫面，指定各放大器連接的被控軸的軸號（，等）。3)按SETING軟鍵。（若顯示警告信息，請重新設定）。4)在軸設定畫面上，指定關(guān)于軸的信息，如分離型檢測器接口單元的連接器號。5)按SETING鍵（若顯示警告信息，重復上述步

31、驟）。此時，應關(guān)閉電源，然后開機，6)如果沒有出現(xiàn) 5138 報警，則設定完成。7)首先把 3111#0 SVS 設定為 1 顯現(xiàn)伺服設定和伺服調(diào)整畫面。翻到伺服參數(shù)設定 畫面，如下圖示，設定各項（如果是全閉環(huán)，先按半閉環(huán)設定）。圖5-5 參數(shù)設定圖(3)主軸設定在4133#參數(shù)中輸入電機代碼，把4019#7 設定為“1”進行自動初始化。斷電再上電后，系統(tǒng)會自動加載部分電機參數(shù)，如果在參數(shù)手冊上查不到代碼，則輸入最接近的電機代碼，初始化后根據(jù)主軸電機參數(shù)說明書 的參數(shù)表對照一下，有不同的部分加以修改，（沒有出現(xiàn)的不用更改）。修改后主 軸初始化結(jié)束。設定相關(guān)的電機速度（3741，3742，3743 等）參數(shù)，在 MDI 畫面 輸入“M03 S1”檢查電機的運行情況是否正常。(4)其他參數(shù)的設定。 包括運行速度，到位寬度，加、減速時間常數(shù)，軟限位、運行、停止時的位置偏差，和顯示有關(guān)的參數(shù)等。5.3伺服參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)連接并通電運行后，進行伺服參數(shù)調(diào)整，包括基本伺服參數(shù)的設定以及按機床的機械特性和加工要求