臥式加工中心數控系統的設計

齊博，陳宏超

（沈陽機床股份有限公司中捷立加分公司，遼寧 沈陽 110142）

臥式加工中心數控系統的設計

齊博，陳宏超

（沈陽機床股份有限公司中捷立加分公司，遼寧 沈陽 110142）

SINUMERIK802D數控系統是常見的定位于臥式加工中心的數控系統。因其具有中文系統，全數字驅動等特點被廣泛的應用于各類數控加工中心。本文以SINUMERIK802D系統的組成因素及連接方式為研究對象，重點介紹了該系統內置的PLC，并通過操作面板的PLC程序介紹其內置PLC的編制方法。

數控系統；組成；連接

1 SINUMERIK802D數控系統簡介

SINUMERIK802D因其具有中文系統，全數字驅動以及結構和調試簡單的特點被廣泛的應用臥式加工中心中。SINUMERIK802D系統內置PLC子系統滿足了客戶對機床進行邏輯控制的要求。其PLC系統采用標準的編程語言，并隨機帶有標準的PLC子程序庫和實例，縮短了設計周期，提高了制造廠生產的效率。

2 數控電氣系統的組成及連接

I/O裝置、數控單元、輔助測量裝置、可編程控制器PLC以及電氣控制裝置組成了最常見的數控系統（如圖1）。

圖1 數控系統的組成

（1）I/O裝置。輸入輸出裝置主要功能為對加工零件所使用程序的編制、存儲、打印和機床的加工的信息的顯示等。

（2）數控單元。數控系統的核心是數控單元,操作者可以通過機床控制面板、鍵盤和通信接口向數控系統指令或零部件的加工程序。數控系統收到數據后經過計算和處理,通過現場總線,將數字量通過I/O模塊向伺服驅動器發出邏輯控制指令，伺服驅動器控制伺服電機完成操作者發出的加工程序或控制指令。位置、角度、速度等機械量還有溫度、壓力、流量等物理量是數控系統所控制的部分。按其控制方式不同將其規劃為兩類：數據運算處理控制和時序邏輯控制。其中時序邏輯控制通常依靠PLC實現。

（3）伺服系統。數控系統與加工中心本身的電傳動聯系是依靠伺服系統實現。伺服電動機、伺服驅動控制系統及位置檢測反饋裝置是伺服系統的主要構成部分。伺服電動機和伺服驅動控制系統分別為執行元件和動力源。

（4）主傳動系統。主傳動系統是機床工作時傳遞轉矩的一個重要部件。通常有兩類：電氣無級調速及齒輪有級變速。

（5）強電控制柜。強電控制柜的組成部分主要有：①系統預設的繼電器。②接觸器。③變壓器。④電源開關接線端子。⑤各類電氣保護元器件等。

（6）輔助裝置。輔助裝置主要包括以下部分：①APC自動交換機構。②ATC刀具自動交換機構。③APC夾緊放松機構。④回轉工作臺。⑤液壓控制系統。⑥潤滑切削液裝置。⑦排屑裝置。⑧各種保護裝置等。

3 數控系統中的PLC程序設計

（1）PLC在數控系統中的作用。利用SINUMERIK802D系統內置PLC子系統。可以完成操作和機床控制面板的控制、冷卻控制、潤滑控制、坐標軸的控制以及換刀控制等常用的控制。數控系統調試的基礎是PLC應用程序的正確性。只有在確認程序和接線正確無誤后,才能調試伺服驅動器、機床的相關參數以及對刀庫的控制功能。以機床操作和控制面板為例介紹系統內置PLC的編程方法。

PLC應用程序將控制面板上的方式選擇以及手動操作等信息傳遞給數控單元；PLC應用程序還將從操作面板上獲得刀具冷卻、換刀以及導軌潤滑等信號傳遞給數控單元實現對機床的控制。

（2）數控系統PLC控制設計。SINUMERIK802D系統內置PLC子系統采用標準的PLC編程語言以及內部預設的程序段和實例，有效簡化了設計工作。縮短了整機的設計時間。

802D數控系統提供了具有接口信號的初始化、基本操作功能、急停處理和坐標軸使能等基本功能的程序模塊以及相關子程序庫。

由上述試驗數據可見，ICP-OES法的測定值與標準值相比較，在允許誤差范圍內，具有良好的準確度。

2.2 溶解樣品時酸的選擇

由于7A04試樣含有小于0.5%的硅元素，鹽酸可以完全溶解試樣，因硫酸黏度較大，影響霧化效率，故不推薦采用。

2.3 共存元素的影響

試樣和所選試液中有基體元素鋁和其它待測元素。選擇元素間干擾少的測量譜線，試驗表明基體元素鋁和其它待測元素對分析無明顯影響。

2.4 ICP-OES法的優勢與不足

2.4.1 優勢。通過上述數據可知，ICP-OES等離子體光譜法測定7A04鋁合金中鉻、銅、錳、鎂、鋅、鐵等元素，標準曲線線性良好，相關系數大于0.999，相對誤差小于3%，回收率在90%～110%之間，對標準樣品進行了測定，結果滿意。

在分析效率上，ICP-OES法消解一個鋁合金樣品，可同時測定多種元素，分析效率比國標法要快很多，同時所涉及的藥品種類很少。

2.4.2 不足。高純氬氣的成本較高，溶解樣品時對酸的選擇具有一定局限性，要盡量選擇鹽酸或是硝酸，少用或是不用硫酸和磷酸。后期儀器的維護成本較大，對霧化器、霧化室、矩管等核心部件維護要求較高，更換成本較大。

[1]顧紅燕，ICAP6000/7000系列ICP-AES培訓教材.

[2]美國熱電公司，元素分析2007年用戶會論文集.

TG659

A

1671-0711（2016）10（下）-0133-02