淺談數控車床主軸控制技術流程

程壽國

摘要：以采用FANUC 0I MATE TC 數控系統和三菱S500變頻器的數控車床為例，闡述了主軸控制與維修考核要點，將數控原理與操作編程相結合，將控制原理與診斷維修相結合，通過考核驗證等方法手段，可以提高機床維修等相關課程的教學效果。

關鍵詞：機床維修;主軸;變頻器

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0012-01

長期以來數控技術專業的主要培養方向被習慣性的認為是數控機床的操作、編程與加工。數控機床維修方向的重視程度相對較弱。這其中的原因之一就是機床維修對知識面要求較廣。對機床的操作、編程、電氣和機械都有一定的要求。再加上對實踐時間和熟練程度方面的需要，職業學校的學生學習起來相對還是比較困難的。如何構建一個夠用的數控維修知識體系，提高學生的學習興趣和可操作性是這類課程教學改革主要解決的問題之一。對于數控技術專業（加工方向）的高職生而言，數控機床變頻器故障維修顯然是做不到的[1]，應該定位于模塊級維修而不是元件級或者芯片級。另一種情況是機床的維修往往指定其他情況正常去處理故障[2]，這樣處理具有一定的盲目性。下面數控車床的主軸控制與維修為例詳細介紹將數控原理與操作編程相結合的方法。

1 數控車床的主軸控制流程

通知這樣操作：輸入程序M03 S200，工作方式置于MDI方式，循環啟動按下，觀察主軸是否轉動。在這個過程中CNC將速度指令S200處理完后發送到變頻器的5和2，這里可以通過萬用表測量到一個0～10V的電壓信號;CNC將M03處理后發送到PLC，PLC中梯形圖對M03做譯碼等處理，最終的處理結果是輸出信號控制繼電器線圈，由繼電器線圈去控制連接在變頻器上的方向控制觸點KA5或KA6，變頻器接到速度信號和方向信號后才能夠執行。數控車床的主軸控制如圖1所示。

2 機床電氣控制圖紙的使用

變頻器工作的條件非常多，要讓學生有條理的系統的理解掌握。通過從電氣控制原理圖中找到所有和主軸控制相關的元器件、控制電路等能讓學生有個清楚完整的認識。將圖紙中的電器元件符號與機床、機床電柜中的實物對應起來，可以更進一步掌握機床主軸控制原理。當發生故障時能夠查找圖紙，思考控制原理，根據故障現象找到故障點進行定位，再用萬用表等測量工具進一步判斷就可以解決大部分常見故障。

3 數控車床的主軸控制中的可操作環節

數控車床的主軸控制中涉及機床操作面板，PLC，變頻器，接觸器和繼電器等電氣元件。機床操作面板、變頻器，接觸器和繼電器都可以與PLC建立聯系。機床操作面板，變頻器的報警信號是PLC的輸入信號，機床操作面板上的指示燈、繼電器的線圈是PLC的輸出信號控制的。變頻器的電源也是由PLC控制的繼電器的觸點控制接觸器KM3觸點通斷控制。配有操作面板的變頻器本身也有操作切換和參數設置功能，調試時和故障診斷時更加方便。

4 數控車床的主軸控制與維修的考核

在這里可以根據實踐條件設置考核題目，如：手動控制變頻器實現主軸以195r/min的轉速轉動;自動控制（數控編程）機床實現主軸以506r/min的轉速轉動。這個題目要求對變頻器的操作比較熟練，同時數控編程和操作基本知識也要會。還要注意的是自動控制的時候要把變頻器的操作模式進行切換。關于PLC參數、數控機床參數、變頻器參數等其他內容的考核最好也是建立在其他環節都正常的條件下進行。

數控機床維修的學習，實踐環節非常重要。合理增加實踐操作環節比重，不斷思考考核方式和內容提高學生學習興趣，養成思考問題和分析機床故障的思維習慣，對數控技術專業人才的培養至關重要。在有條件的情況下，學生為其他同學設置故障進行練習后整個學習效果會有很大提升。

參考文獻

[1] 范芳洪.數控機床變頻器故障維修[J].制造技術與機床，2016（05）：129-132.

[2] 任重，周蘭.FANUC 0I-MD數控銑床主軸常見故障的原因分析和排除方法[J].機床與液壓，2015，43（04）：184-186.