NUM1050是一種開放式的、功能強(qiáng)大的數(shù)控系統(tǒng)，采用64位的CPU，處理速度快、位置控制精度高。系統(tǒng)既可進(jìn)行簡(jiǎn)單的RS232C串口通信，也可進(jìn)行復(fù)雜FIPWAY網(wǎng)絡(luò)通信。系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置及傳輸、機(jī)床零件程序的裝卸載都相當(dāng)便捷。下面簡(jiǎn)單介紹用NUM1050和NUMDRIVE對(duì)一臺(tái)三坐標(biāo)龍門銑床進(jìn)行的電氣控制。

1 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)組成

該機(jī)床有3個(gè)直線坐標(biāo)，X坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)龍門架，其行程達(dá)10.5m，3個(gè)坐標(biāo)采用HEIDEHAIN直線光柵尺(1Vpp正弦波)全閉環(huán)反饋方式，機(jī)床主軸為電主軸。針對(duì)該機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為它的電氣控制系統(tǒng)配置了NUMI050數(shù)控系統(tǒng)、NUMDRIVE數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、MDLU數(shù)字進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊；考慮到機(jī)床的DNC控制及FMS進(jìn)線的功能，配置了插人式的FIPWAY網(wǎng)絡(luò)通信模塊；3個(gè)進(jìn)給坐標(biāo)分別安裝了BPH電動(dòng)機(jī)(X:36N"m,200r/min,Y:17N·m,200r/min,Z:17N·m,200r/min)，主軸裝備了施耐德變頻器。

2 NUM1050數(shù)控系統(tǒng)外圍接口模塊

NUM1050機(jī)床操作面板有多達(dá)39個(gè)自定義鍵。面板與系統(tǒng)采用光纖連接。我們結(jié)合該機(jī)床控制操作的自身特點(diǎn)要求，在操作面板上定義了一些操作鍵，完全滿足了機(jī)床控制的要求。
NUM1050為用戶提供了各種輸人輸出模塊。其中32位輸入模塊，每位帶LED指示，它除接受一般的24VDC開關(guān)量外，還可以接三線式的接近傳感器信號(hào)。這樣對(duì)該機(jī)床的一些三線式接近開關(guān)，提供了方便可靠的連接。24位的輸出繼電器模塊，最大的輸出電流可達(dá)8A。完全滿足了該機(jī)床電氣系統(tǒng)中對(duì)電磁閥、接觸器的控制要求。

NUM1050本身具有一個(gè)模擬輸入輸出及外部中斷接口(IT/ANA)，為機(jī)床提供了一個(gè)靈活的模擬輸出口，便于與其它模塊相連。本機(jī)床應(yīng)用該接口，將它作為主軸變頻器的指令電壓輸出，成功地實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)對(duì)變頻電主軸的無級(jí)調(diào)速。

3 NUM1050數(shù)控系統(tǒng)的軟件開發(fā)工具

NUM1050數(shù)控系統(tǒng)為機(jī)床生產(chǎn)制造者提供了豐富的軟件資源和強(qiáng)大的軟件開發(fā)工具，如PLCTOOL,SETTOOL、MMITOOL和PCKITTOOL等。它們都是建立在WINDOWS平臺(tái)上，給機(jī)床電氣控制系統(tǒng)開發(fā)人員帶來了極大的方便。

NUM1050還為用戶提供了多種位置補(bǔ)償軟件，其中坐標(biāo)間位置矯正軟件(INTERAXIS CALIBRATION)就很有特色，它是針對(duì)龍門銑床而設(shè)計(jì)的一種位置補(bǔ)償軟件。由于龍門架上主軸的移動(dòng)，主軸的重量造成橫梁縱向變形，這種變形沿主軸運(yùn)動(dòng)方向呈非線性變化。通過該軟件，系統(tǒng)能根據(jù)主軸頭在橫梁上的移動(dòng)量，實(shí)時(shí)對(duì)Z向進(jìn)行位置補(bǔ)償，從而使機(jī)床取得良好的位置控制精度。

我們利用PLCTOOL軟件，在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)了該機(jī)床的PLC控制程序，并應(yīng)用SETTOOL對(duì)機(jī)床參數(shù)及伺服驅(qū)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了快速準(zhǔn)確的設(shè)置與調(diào)整，對(duì)機(jī)床有關(guān)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整設(shè)置(參考點(diǎn)、軟限位、機(jī)床最大進(jìn)給速度等)。利用激光干涉測(cè)距儀，對(duì)3坐標(biāo)的定位誤差進(jìn)行測(cè)定，運(yùn)用系統(tǒng)提供的“軸矯正”軟件進(jìn)行參數(shù)位置的矯正。

NUMDRIVE數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用參數(shù)對(duì)機(jī)床的反饋元件進(jìn)行配置，系統(tǒng)兼容各種位置測(cè)量反饋系統(tǒng)，如TTL型、1Vpp型、絕對(duì)位置編碼、串行SSI協(xié)議絕對(duì)位置編碼和串行EnDat協(xié)議絕對(duì)位置編碼等一系列的位置測(cè)量反饋元件。通過伺服參數(shù)的修改設(shè)置，可以方便地對(duì)PUD位置調(diào)節(jié)器的比例與積分因子進(jìn)行最佳的調(diào)整。數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中還有低通濾波器功能，以用于特殊的應(yīng)用場(chǎng)合。對(duì)系統(tǒng)修改參數(shù)，可方便地進(jìn)行機(jī)床半閉環(huán)與全閉環(huán)的切換。這種功能對(duì)機(jī)床的調(diào)試特別有用。該機(jī)床采用了1Vpp型直線光柵尺，不需要EXEC:信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，只對(duì)參數(shù)V0350進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)置，就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與測(cè)量系統(tǒng)的匹配。在調(diào)試機(jī)床Z向坐標(biāo)時(shí)，通過SETTOOL觀察其電流，及時(shí)調(diào)整Z向電動(dòng)機(jī)的上下行電流一致，并調(diào)整了Z向的伺服參數(shù)V051與V052，使Z向坐標(biāo)運(yùn)行平穩(wěn)定位準(zhǔn)確。系統(tǒng)能對(duì)光柵尺的反饋位置信號(hào)的品質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，信號(hào)出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警。利用SETTOOL內(nèi)置示波器觀察坐標(biāo)進(jìn)給速度與電流的波形，準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)位置調(diào)節(jié)的品質(zhì)，對(duì)3坐標(biāo)伺服的速度比例增益與速度積分增益進(jìn)行了調(diào)整。通過激光測(cè)出的坐標(biāo)全長(zhǎng)誤差，對(duì)光柵尺的長(zhǎng)度拉伸縮放調(diào)整。利用SETTOOL觀察3個(gè)坐標(biāo)的靜態(tài)電流，及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)與機(jī)械系統(tǒng)的匹配調(diào)整，使3坐標(biāo)的靜態(tài)電流最小。10m多的X向進(jìn)給在取消了位置誤差補(bǔ)償下，僅利用伺服系統(tǒng)的自身位置調(diào)節(jié)，就達(dá)到機(jī)床驗(yàn)收精度要求。總之，NUMDRIVE數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的位置靜動(dòng)態(tài)精度的調(diào)整極為方便高效。 (end)