海德汉数控系统在数控龙门镗铣床上的应用
2016-8-3 来源：齐齐哈尔二机床（集团）有限公司 作者：翟宏刚
摘要：文章介绍了GM2130 型数控龙门镗铣床结构，说明了海德汉数控系统可为该类机床电控系统提供一个完备的解决方案。
关键词：海德汉数控系统；电控系统；数控龙门镗铣床；变量控制
GM2130 型数控龙门铣镗床是我公司历经多年研发制造成功的采用功能强大的、在欧洲被广泛使用的海德汉数控系统等先进技术设计、制造的一种性能优良、加工工艺范围广泛、精度及生产效率高的加工设备。主要适用于航空航天、造船、机床、纺织机械、印刷机械、模具制造等行业。机床具有钻、镗、铣、扩、铰、攻丝、直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、三坐标联动等功能。具有高精度、高速度、高柔性、环保型特点。海德汉数控系统为我厂生产的GM2130 型数控龙门铣镗床提供了完备的电控系统解决方案。
GM2130 型数控龙门铣镗床由：床身、工作台、滑座、立柱、滑枕、横梁、附件库、按钮站、附件库操作单元、液压站、电气控制柜、海德汉光栅尺、编码器等全闭环检测机构等组成。机床坐标：机床采用迪卡尔坐标系：X、Y、Z、W 四坐标形式，X 轴为工作台的纵向移动，Y轴为主轴箱横向运动，Z 轴为滑枕垂向移动，W 轴为横梁垂向移动。我厂生产的GM2130 型数控龙门铣镗床电控系统应用了国内外先进技术：数控系统采用德国海德汉公司新型的iTNC530 数控系统，它是面向车间应用的轮廓加工数控系统，操作人员可在机床上采用易用的对话格式编程语言编写常规加工程序。
主传动系统采用德国海德汉公司的QAN 型交流伺服主轴电机，驱动电源采用UM 系列数字变频器驱动，经机械-电气变速，使主轴获得一定范围内无级变速。主轴有二个档位：I 挡主轴转速为：5-355r/min；II 挡主轴转速为： 29-2000r/min。主轴位置编码器采用德国海德汉公司的编码器ROD486，为主轴准停和攻丝提供了保证。滑枕Z 轴驱动采用德国海德汉公司的QSY 型交流伺服进给电机（Mz），驱动电源采用UM 系列数字变频器驱动，电机额定扭矩26NM，额定转速3000r/min，电机内装有制动器。Z 轴进给位置反馈采用德国海德汉公司的LB382C 光栅尺实现位置全闭环控制。进给：1-4000mm/min；快速：4000mm/min。
横梁W、V 轴进给驱动采用德国海德汉公司的QSY 型交流伺服电机（MW、MV）。驱动电源采用UM 系列数字变频器驱动，电机额定扭矩28NM，额定转速3000r/min，电机内装有制动器。W、V 轴保持电气同步移动。W、V 轴进给位置反馈分别采用德国海德汉公司的两个ROD486 5000p/r 线的编码器，实现位置半闭环控制。进给：5-2000mm/min；快速： 2000mm/min。
滑座Y 轴进给驱动采用德国海德汉公司的QSY 型交流伺服电机电机（My）。驱动电源UM 系列数字变频器驱动，电机额定扭矩28NM，额定转速3000r/min。Y 轴进给位置反馈采用德国海德汉公司的LB382C 光栅尺实现位置全闭环控制。进给：5-10000mm/min；快速： 10000mm/min。
工作台（X 轴）进给驱动采用德国海德汉（HEIDENHAIN）公司的QSY 型交流伺服电机（Mx），用两个相同的电机，实现双电机消隙，驱动电源都为UM 系列数字变频器驱动，电机额定扭矩63NM，额定转速3000r/min。X 轴进给位置反馈采用德国海德汉公司的LB382C 光栅尺实现位置全闭环控制。
附件库小车控制（U 轴）采用进给驱动采用德国海德汉公司的QSY 型交流伺服电机电机（MU）。驱动电源采用UM 系列数字变频器驱动。
机床操作集中在落地移动式按钮站、手提按钮盒、附件库控制单元及电柜门上。
控制柜为落地式联体标准柜。内有数控系统、主轴系统、伺服系统及空开、变压器、接触器等控制元件。控制柜右侧有主电源开关，连锁保护的两个钥匙旋钮可以禁止无关人员合主电源开关。
按钮站为落地移动式按钮站，按钮站上有显示器BF150 及TE530 键盘、MB420 机床操作面板，用户机床操作面板；按钮站是机床的主要操作部件。机床所有运动及控制均可通过按钮站操纵。电子手轮HR410 安装在按钮站侧面，HR410 上有手轮及运行方向键，有HR410 有效键、坐标选择键，可以控制各轴动作。
如果选用摆角铣头等附件，海德汉具有先进的五轴联动软件包，通过购买该软件包可实现摆角铣头的五轴联动功能。
通过数控系统方便的变量控制功能，可实现自动换附件、自动分度等功能。自动换附件时使用M 代码，MXX 代码与铣头有特定对应关系：
各轴交换附件的位置可在下列参数中设置：
MP4230.29 Y 轴AAC 等待位置；
MP4230.30 Z 轴AAC 等待位置；
MP4230.31 W 轴AAC 等待位置；
MP4230.32 Z 轴AAC 接近位置；
MP4230.33 Y 轴AAC 位置；
MP4230.34 W 轴AAC 位置；
MP4230.35 U 轴AAC 位置；
MP4230.36 Z 轴附件NO．1 AAC 位置；
MP4230.37 Z 轴附件NO．2 AAC 位置；
MP4230.38 Z 轴附件NO．3 AAC 位置；
...
通过变量控制可简化编程，实现自动换附件等复杂程序设计的简化。
海德汉iTNC 530 数控系统是精密机床、加工中心应用最广的高档系统之一，是一款面向用户的开放的数控系统，PLC 程序可以在显示器上读取和修改，用户可以根据需要对系统进行二次开发，基本功能全，选向功能少，为用户提供了完备的机床控制解决方案。
海德汉iTNC 620 数控系统是一款适用于铣镗类机床的紧凑型数控系统，尽管是紧凑型的，但它仍可支持5 个控制轴，操作灵活，人机界面友好，可用于倾斜主轴头和回转工作台的五轴加工等。
海德汉数控系统为我厂生产的GM2130 型数控龙门铣镗床提供了完备的电气控制解决方案，它是一款面向用户的，人机界面友好的高、精、尖数控系统，它功能齐全、完备，通过购买特定功能软件包可实现复杂的五轴联动等功能。经过我厂用户反馈海德汉数控系统性能稳定，功能全面。
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