數(shù)控機床主軸控制和數(shù)控機床編程及加工

數(shù)控機床主軸控制?就電氣控制而言，機床主軸的控制是有別于機床伺服軸的。一般情況下，機床主軸的控制系統(tǒng)為速度控制系統(tǒng)，而機床伺服軸的控制系統(tǒng)為位置控制系統(tǒng)。換句話說，主軸編碼器一般情況下不是用于位置反饋的（也不是用于速度反饋的），而僅作為速度測量元件使用，從主軸編碼器上所獲取的數(shù)據(jù)，一般有兩個用途，其一是用于主軸轉(zhuǎn)速顯示；其二是用于主軸與伺服軸配合運行的場合（如螺紋切削加工，恒線速加工，G95轉(zhuǎn)進給等）。注：當機床主軸驅(qū)動單元使用了帶速度反饋的驅(qū)動裝置以及標準主軸電機時，主軸可以根據(jù)需要工作在伺服狀態(tài)。此時，主軸編碼器作為位置反饋元件使用。

?機床主軸，一般用于給機床加工提供動力，通常主軸驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應的機床是車床類；主軸驅(qū)動切削工件旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應的機床是銑床類。主軸電機通常有普通電機與標準主軸電機兩種（與之對應的驅(qū)動裝置也分為開環(huán)與閉環(huán)兩種）。主軸驅(qū)動裝置，有普通變頻器和閉環(huán)主軸驅(qū)動裝置等，普通變頻器的生產(chǎn)廠家很多，目前市場上流行的有德國西門子公司、日本三肯、安川等。閉環(huán)主軸驅(qū)動裝置一般由各數(shù)控公司自行研制并生產(chǎn)，如西門子公司的611系列，日本發(fā)那克公司的α系列等。?1)變頻器的電氣控制原理圖?2)MM420變頻器電源及電機強電接線端子排列如下圖所示：?3)變頻器接線方框圖

?4)變頻器與611U伺服驅(qū)動的連接圖

?引腳說明引腳說明1P電源正9P電源正2M電源地10R3A11M電源地4*A12*R5空13空6B14空7*B15空8空4)X471主軸編碼器接口說明?6)伺服主軸的電氣控制原理圖?1)配置主軸?2)主軸使能控制??4）主軸點動?1）與變頻主軸相關機床數(shù)據(jù)的設定數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名值數(shù)據(jù)說明13060DRIVETELEGRAMTYPE[0]0總線地址12的報文類型13060DRIVETELEGRAMTYPE[4]0總線地址10的報文類型13070DRIVEFUNCTIONMASK[0]8000總線地址12的功能選項：模擬主軸30134ISUNIPOLAROUTPUT[0,AX3]0雙極性模擬量（出廠設定）1單極性模擬量（使能&方向）2單極性模擬量（+使能&-使能）30110CTRLOUTMODULENR[0,AX3]1給定值模塊號30120CTRLOUTNR[0,AX3]2給定值號信號端口30130CTRLOUTTYPE[0]0給定值輸出類型30200NUMENCS1編碼器數(shù)量30220ENCMODULENR[0,AX3]1編碼器模塊號30230ENCINPUTNR[0,AX3]2編碼器信號端口號?數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名值數(shù)據(jù)說明30240ENCTYPE[0]2編碼器類型31020ENCRESOL[0,AX3]實際值TTL編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)32023MAXAXVELO最大軸速度32023JOGVELORAPID點動方式快速速度32250RATEDOUTVAL[0,AX3]100額定輸出值（%）*32260RATEDVELO[4]實際值額定電機轉(zhuǎn)速(對應模擬電壓)*36200AXVELOLIMIT[0]...[5]速度監(jiān)控的門限值35110GEARSTEPMAXVELO[0]...[5]主軸各檔最高轉(zhuǎn)速35130GEARSTEPMAXVELOLIMIT[0]...[5]主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制?2）與變頻主軸相關伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)設置利用準備好的“驅(qū)動器調(diào)試電纜”將計算機與611UE的X471連接起來；從WINDOWS的“開始”中找到驅(qū)動器調(diào)試工具SimoComU，并啟動；選擇聯(lián)機方式；進入專家表（Ctrl+E），配置電機參數(shù)：P890=4編碼器信號源來自X472接口P922=104主軸信號的PROFIBUS報文類型P1007=編碼器線數(shù)外裝編碼器每的轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。應與主軸參數(shù)MD31020相同。在SimoComU的主畫面上選擇圖標存儲數(shù)據(jù)，選擇圖標上電復位?P922=0主軸信號的PROFIBUS報文類型P890=4編碼器信號源來自X472接口P915[8]=50103總線給定值配置：模擬輸出送到X441的端子75.A和15注意：參數(shù)的索引號[8]、[9]需要用鼠標右鍵激活顯示濾波器：在SimoComU的主畫面上選擇圖標存儲數(shù)據(jù)，選擇圖標上電復位?P922=0主軸信號的PROFIBUS報文類型，然后再SimoComU的上設定模擬輸出和數(shù)字量輸出，見下圖：?3)與伺服主軸相關的機床數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名值數(shù)據(jù)說明13060DRIVETELEGRAMTYPE[4]0報文類型(總線地址10)30110CTRLOUTMODULENR[0,AX3]5給定值模塊號30120CTRLOUTNR[0,AX3]2給定值號信號端口30130CTRLOUTTYPE[0]0給定值輸出類型30200NUMENCS1編碼器數(shù)量30220ENCMODULENR[0,AX3]5編碼器模塊號30230ENCINPUTNR[0,AX3]2編碼器信號端口號?數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名值數(shù)據(jù)說明30240ENCTYPE[0]2編碼器類型31020ENCRESOL[0,AX3]實際值TTL編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)32023MAXAXVELO最大軸速度32023JOGVELORAPID點動方式快速速度32110ENCFEEDBACKPOL[0,AX3]1,-1主軸反饋極性36200AXVELOLIMIT[0]...[5]速度監(jiān)控的門限值35000SPINDASSIGNTOMACHAX1定義機床軸為主軸35110GEARSTEPMAXVELO[0]...[5]主軸各檔最高轉(zhuǎn)速35130GEARSTEPMAXVELOLIMIT[0]...[5]主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制?4）與伺服主軸相關伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)設置利用準備好的“驅(qū)動器調(diào)試電纜”將計算機與611UE的X471連接起來；從WINDOWS的“開始”中找到驅(qū)動器調(diào)試工具SimoComU，并啟動；選擇聯(lián)機方式；配置好電機,進入專家表（Ctrl+E），配置電機參數(shù)：P922=104主軸信號的PROFIBUS報文類型P1007=編碼器線數(shù)外裝編碼器每的轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。應與主軸參數(shù)MD31020相同。在SimoComU的主畫面上選擇圖標存儲數(shù)據(jù)，選擇圖標上電復位?機械工程實驗教學中心數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學中心實驗目的通過數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機床完成相應的運動。數(shù)控編程的目的機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。數(shù)控編程的內(nèi)容機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗及試切數(shù)控機床機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標準硬件系統(tǒng)構成，不要求專用硬件或運動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關1有效M20√M21自定義開關1無效M21√8M22自定義開關2有效M22√M23自定義開關2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進行有關數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；每一個程序段完成一個加工步驟；每一個程序指令有程序段號和若干個指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復使用；最后一個程序段由指令代碼M02作為程序結束標志。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹

在運行加工程序之前，必須通過參數(shù)設置對機床和刀具進行調(diào)整，使其與加工要求相符，這樣才能正確地進行加工或模擬加工。OpenSoftCNC軟件系統(tǒng)的參數(shù)主要有以下內(nèi)容：①基本設置設置可修改的基本參數(shù)。②刀具設置設置刀具編號、類型和刀具補償?shù)葏?shù)。③軸參設置設置和查看坐標軸參數(shù)。④工件坐標設置設置G54—G59等工件坐標系的原點坐標。⑤