隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控加工的要求也越來越高。企業(yè)如何利用現(xiàn)有基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)控裝置進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)，進(jìn)一步提高自己的加工能力，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，是一個(gè)現(xiàn)實(shí)而又緊迫的問題。

1 數(shù)控銑床三軸升級(jí)四軸的必要性

　　數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作為機(jī)床的一個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸由數(shù)控裝置控制，并且可以與其他坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，使主軸上的刀具能加工到工件除安裝面及頂面以外的周邊。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)除了用來進(jìn)行各種圓弧加工或與直線坐標(biāo)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)進(jìn)行曲面加工以外，還可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度。因此回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已成為加工中心一個(gè)不可缺少的部件。因此在數(shù)控銑床添加數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，由三軸升級(jí)到四軸，不僅能夠提高加工的效率和質(zhì)量，而且可以有效降低企業(yè)成本，有著廣闊的市場(chǎng)前景。

2 HNC-8型系統(tǒng)的特點(diǎn)和連接方式

　　HNC-8系列是全數(shù)字總線式高檔數(shù)控裝置，采用模塊化、開放式體系結(jié)構(gòu)，基于具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的NCUC工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。支持總線式全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元和絕對(duì)值式伺服電動(dòng)機(jī)，支持總線式遠(yuǎn)程I/O單元，集成手持單元接口，采用電子盤程序存儲(chǔ)方式，支持CF卡、USB、以太網(wǎng)等程序擴(kuò)展和數(shù)據(jù)交換功能。采用8.4英寸LED液晶顯示屏，主要應(yīng)用于數(shù)控車削中心、多軸、多通道等高檔數(shù)控機(jī)床。

　　2.1 HNC-8B系統(tǒng)連接

　　HNC-8B系列數(shù)控裝置采用NCUC工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，以串聯(lián)的方式通過IPC單元總線接口PORTO -PORTS控制總線vo單元、總線伺服驅(qū)動(dòng)單元等總線設(shè)備，最多支持128個(gè)設(shè)備。如圖1所示。

　　HNC-8系列數(shù)控裝置采用UPS電源(HPW -145U)供電，該電源具有掉電檢測(cè)功能和UPS功能。

　　HNC-8系列數(shù)控裝置僅在手持單元接口(XS8)中有少量PLC輸人/輸出信號(hào)，因此需要通過總線O/I單元擴(kuò)展外部PLC輸人/輸出信號(hào)。通過總線最多可擴(kuò)展16個(gè)總線I/O單元，其中HIO-1000A型I/O單元可提供1個(gè)通訊子模塊和8個(gè)功能子模塊插槽;HIO-1000B型I/O單元可提供1個(gè)通訊子模塊和5個(gè)功能子模塊插槽;功能子模塊包括開關(guān)量輸人/輸出子模塊、模擬量輸人/輸出子模塊、軸控制子模塊等。

　　2.2 數(shù)控裝置與總線式伺服驅(qū)動(dòng)單元的連接

　　采用NCUC總線，以串聯(lián)的方式連接，如圖2所示。連接時(shí)一定要按照軸號(hào)的大小按照順序進(jìn)行連接，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)混亂。

3 數(shù)控銑床四軸升級(jí)改造

　　3.1 總線式伺服驅(qū)動(dòng)器線路連接

　　將電源接人伺服驅(qū)動(dòng)器(HSV-180UD-025)的R,S,T端;將XS2端口1號(hào)接線端子連接到繼電器24V電源地，9號(hào)端子和X軸XS2端口的1號(hào)端子連接;U,V,W連接交流伺服電動(dòng)機(jī)，XSS端口連接編碼器電纜;伺服驅(qū)動(dòng)采用總線方式進(jìn)行通訊，按照HNC-8B的接線要求，來自I/O單元xaB端口總線接人伺服驅(qū)動(dòng)器的XS3端口，總線電纜由XS4端口輸出至X軸伺服驅(qū)動(dòng)XS3端口。為了保護(hù)驅(qū)動(dòng)器的安全，連接時(shí)還要注意驅(qū)動(dòng)器的制動(dòng)電阻PE線連接。如圖3所示。

　　3.2正確設(shè)置NC及驅(qū)動(dòng)參數(shù)

　　3.2.1機(jī)床用戶參數(shù)設(shè)置

　　參數(shù)010017(工位1顯示軸標(biāo)志)由Ox_7變?yōu)镺x_f，這樣界面顯示由3軸變?yōu)?軸;

　　參數(shù)010033(工位1負(fù)載電流顯示軸定制)加入3，變?yōu)?,1,2,3,5;

　　通道參數(shù):
　　參數(shù)040004 ( A坐標(biāo)軸軸號(hào))由-1變?yōu)?，定義A軸軸號(hào)為3。

　　3.2.2坐標(biāo)軸參數(shù)設(shè)置

　　參數(shù)130001(軸類型):定義3，表示該軸為旋轉(zhuǎn)軸;

　　參數(shù)130004(電子齒輪比分子):定義為360，如有機(jī)械齒輪比需再乘上齒輪比，用來設(shè)置伺服電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈機(jī)床移動(dòng)的角度;

　　參數(shù)130004(電子齒輪比分母):定義為23592960，設(shè)置電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所需脈沖指令數(shù);

　　參數(shù)130034(最大快移速度):軸的運(yùn)動(dòng)速度變?yōu)槎葦?shù)，把最高速度設(shè)置為200，其他速度按前面比例減少;

　　參數(shù)130068(絲桿導(dǎo)程):定義為360;

　　參數(shù)130068(旋轉(zhuǎn)軸速度系數(shù)):設(shè)置為1，顯示為1^。/min。

　　3.2.3設(shè)備接口參數(shù)設(shè)置

　　參數(shù)510014反饋位置循環(huán)使能):設(shè)置為1，對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸該參數(shù)應(yīng)定義為1;

　　參數(shù)510016(編碼器類型):絕對(duì)式編碼器設(shè)置為3，如果為增量式編碼器，有零脈沖反饋信號(hào)，則設(shè)置為1或0;

　　所有參數(shù)設(shè)置完成并保存后，斷電重啟，參數(shù)則生效。

　3.3第四軸控制梯形圖編程

　　HNC-8型數(shù)控系統(tǒng)梯形圖編程原則，基本指令和fanuc數(shù)控系統(tǒng)的編程原則基本相同，但是在功能指令方面還是有一些區(qū)別的。

　　對(duì)于增加第四軸，首先應(yīng)該開啟邏輯軸使能和伺服使能，如圖4所示。梯形圖中有注釋，所以在論文中沒有I/O分配表。

　　編輯第四軸正/負(fù)向轉(zhuǎn)動(dòng)梯形圖，伺服使能允許的前提下，軸將向正/負(fù)向手動(dòng)移動(dòng);如圖5所示。

　　圖6為回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的自動(dòng)與手動(dòng)松開/夾緊的程序。MGET為取M代碼功能指令，MACK為M代碼應(yīng)答功能指令。

　　至此，梯形圖只是完成了第四軸控制的基本功能，如果要滿足第四軸正常運(yùn)行，還需完善第四軸回零功能和報(bào)警功能，這樣四軸升級(jí)改造的任務(wù)就全部完成。接著就可以試運(yùn)行加工了。

　　3.4升級(jí)改造注意事項(xiàng)

　　HNC-8系列數(shù)控系統(tǒng)輸人輸出480以上的端口，為系統(tǒng)自己定義的，用戶只能自己使用不能自己定義，也無需定義的，否則會(huì)影響數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行;對(duì)于夾緊和松開等輸人輸出點(diǎn)，用戶完全可以根據(jù)I/O點(diǎn)使用情況，自己定義，只要不與其他的I/O點(diǎn)相沖突就好。

4 結(jié)語

　　機(jī)床按上述步驟升級(jí)改造完成后，進(jìn)行了工件試切加工，從加工結(jié)果來看，無論是加工效率還是加工質(zhì)量完全能夠達(dá)到要求。數(shù)控銑床升級(jí)改造獲得了成功。