海德漢數控系統在數控龍門鏜銑床上的應用

摘 要：文章介紹了GM2130型數控龍門鏜銑床結構，說明了海德漢數控系統可為該類機床電控系統提供一個完備的解決方案。

關鍵詞：海德漢數控系統；電控系統；數控龍門鏜銑床；變量控制

GM2130型數控龍門銑鏜床是我公司歷經多年研發制造成功的采用功能強大的、在歐洲被廣泛使用的海德漢數控系統等先進技術設計、制造的一種性能優良、加工工藝范圍廣泛、精度及生產效率高的加工設備。主要適用于航空航天、造船、機床、紡織機械、印刷機械、模具制造等行業。機床具有鉆、鏜、銑、擴、鉸、攻絲、直線插補、圓弧插補、螺旋線插補、三坐標聯動等功能。具有高精度、高速度、高柔性、環保型特點。海德漢數控系統為我廠生產的GM2130型數控龍門銑鏜床提供了完備的電控系統解決方案。

GM2130型數控龍門銑鏜床由：床身、工作臺、滑座、立柱、滑枕、橫梁、附件庫、按鈕站、附件庫操作單元、液壓站、電氣控制柜、海德漢光柵尺、編碼器等全閉環檢測機構等組成。機床坐標：機床采用迪卡爾坐標系：X、Y、Z、W四坐標形式，X軸為工作臺的縱向移動，Y軸為主軸箱橫向運動，Z軸為滑枕垂向移動，W軸為橫梁垂向移動。

我廠生產的GM2130型數控龍門銑鏜床電控系統應用了國內外先進技術：數控系統采用德國海德漢公司新型的iTNC530數控系統，它是面向車間應用的輪廓加工數控系統，操作人員可在機床上采用易用的對話格式編程語言編寫常規加工程序。

主傳動系統采用德國海德漢公司的QAN型交流伺服主軸電機，驅動電源采用UM系列數字變頻器驅動，經機械-電氣變速，使主軸獲得一定范圍內無級變速。主軸有二個檔位：I擋主軸轉速為：5-355r/min；II擋主軸轉速為：29-2000r/min。主軸位置編碼器采用德國海德漢公司的編碼器ROD486，為主軸準停和攻絲提供了保證。

滑枕Z軸驅動采用德國海德漢公司的QSY型交流伺服進給電機（Mz），驅動電源采用UM系列數字變頻器驅動，電機額定扭矩26NM，額定轉速3000r/min，電機內裝有制動器。Z軸進給位置反饋采用德國海德漢公司的LB382C光柵尺實現位置全閉環控制。進給：1-4000mm/min；快速：4000mm/min。

橫梁W、V軸進給驅動采用德國海德漢公司的QSY型交流伺服電機（MW、MV）。驅動電源采用UM系列數字變頻器驅動，電機額定扭矩28NM，額定轉速3000r/min，電機內裝有制動器。W、V軸保持電氣同步移動。W、V軸進給位置反饋分別采用德國海德漢公司的兩個ROD486 5000p/r線的編碼器，實現位置半閉環控制。進給：5-2000mm/min；快速：2000mm/min。

滑座Y軸進給驅動采用德國海德漢公司的QSY型交流伺服電機電機（My）。驅動電源UM系列數字變頻器驅動，電機額定扭矩28NM，額定轉速3000r/min。Y軸進給位置反饋采用德國海德漢公司的LB382C光柵尺實現位置全閉環控制。進給：5-10000mm/min；快速：10000mm/min。

工作臺（X軸）進給驅動采用德國海德漢（HEIDENHAIN）公司的QSY型交流伺服電機（Mx），用兩個相同的電機，實現雙電機消隙，驅動電源都為UM系列數字變頻器驅動，電機額定扭矩63NM，額定轉速3000r/min。X軸進給位置反饋采用德國海德漢公司的LB382C光柵尺實現位置全閉環控制。

附件庫小車控制（U軸）采用進給驅動采用德國海德漢公司的QSY型交流伺服電機電機（MU）。驅動電源采用UM系列數字變頻器驅動。

機床操作集中在落地移動式按鈕站、手提按鈕盒、附件庫控制單元及電柜門上。

控制柜為落地式聯體標準柜。內有數控系統、主軸系統、伺服系統及空開、變壓器、接觸器等控制元件?？刂乒裼覀扔兄麟娫撮_關，連鎖保護的兩個鑰匙旋鈕可以禁止無關人員合主電源開關。

按鈕站為落地移動式按鈕站，按鈕站上有顯示器BF150及TE530鍵盤、MB420機床操作面板，用戶機床操作面板；按鈕站是機床的主要操作部件。機床所有運動及控制均可通過按鈕站操縱。電子手輪HR410安裝在按鈕站側面，HR410上有手輪及運行方向鍵，有HR410有效鍵、坐標選擇鍵，可以控制各軸動作。

如果選用擺角銑頭等附件，海德漢具有先進的五軸聯動軟件包，通過購買該軟件包可實現擺角銑頭的五軸聯動功能。

通過數控系統方便的變量控制功能，可實現自動換附件、自動分度等功能。自動換附件時使用M代碼，MXX代碼與銑頭有特定對應關系：

各軸交換附件的位置可在下列參數中設置：

...

通過變量控制可簡化編程，實現自動換附件等復雜程序設計的簡化。

海德漢iTNC 530數控系統是精密機床、加工中心應用最廣的高檔系統之一，是一款面向用戶的開放的數控系統，PLC程序可以在顯示器上讀取和修改，用戶可以根據需要對系統進行二次開發，基本功能全，選向功能少，為用戶提供了完備的機床控制解決方案。

海德漢iTNC 620數控系統是一款適用于銑鏜類機床的緊湊型數控系統，盡管是緊湊型的，但它仍可支持5個控制軸，操作靈活，人機界面友好，可用于傾斜主軸頭和回轉工作臺的五軸加工等。

海德漢數控系統為我廠生產的GM2130型數控龍門銑鏜床提供了完備的電氣控制解決方案，它是一款面向用戶的，人機界面友好的高、精、尖數控系統，它功能齊全、完備，通過購買特定功能軟件包可實現復雜的五軸聯動等功能。經過我廠用戶反饋海德漢數控系統性能穩定，功能全面。

參考文獻

[1]iTNC530 User's Manual[Z].Heidenhain company，2007.

[2]iTNC530 軟件新功能[Z].Heidenhain company，2007.