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基於雙係（xì）統的 XHK716 加工中（zhōng）心改造（zào）

2019-3-27 來源：襄陽職業技術學院汽車工程學（xué）院作者：孫小芳潘喜利

摘要:在XHK716加工中心上實現FANUC-0I-MATE-MD和華中HNC-210B兩種數控係統在同一台設備上的切換,解決了（le）外部輸入、輸出信號兼容,剛（gāng）性攻絲,兩種數控係統之間互鎖等問題。

關（guān）鍵詞: 雙係統；加工中心；信號兼容；剛性攻絲；互鎖（suǒ）

目前,國內使用的數控加工設備,無論是加工,還是教學,每台設（shè）備隻（zhī）配備了一（yī）種數控係統,而在一（yī）台機（jī）床（chuáng）上配置一種數控係統,完全滿足不了教學需要,為（wéi）了到達教學目的,隻好購買兩台配備不同數控係統的機床來彌（mí）補教學中的缺陷。即使這（zhè）樣,購買兩（liǎng）台機床不僅成本增加,而且滿（mǎn）足不了兩種係統在同（tóng）一機（jī）床（chuáng）上進行直觀對比（bǐ）的（de）要求。采用雙係統就是在一台機床上配備（bèi）不同（tóng）類型的兩（liǎng）套數控（kòng）係統,用一台（tái）機床到達兩台機床的教學效果,大大減少（shǎo）成本開支,同時通（tōng）過（guò）在同一機床上直觀比較（jiào）國產數控係統（tǒng）與（yǔ）進口的數控係統在性能、功能等（děng）方（fāng）麵的差異,到達教學目（mù）的。

1 、設計思路

實現基於雙係統的XHK716加工中心改造,本課題研（yán）究的具體思路是:在XHK716加工中心上實現FANUC-0I-MATE-MD和華中HNC-210B兩種數控係統在同一台設備上（shàng）的切換（huàn）;外部輸（shū）入、輸出信號的兼（jiān）容;在兩種（zhǒng）數控（kòng）係統（tǒng）公用的模擬主軸上如何實現剛性攻（gōng）絲功能;兩種數控係統同（tóng）時工作時相互之間的互鎖等功能。最終（zhōng）實現兩種不同數控係統的（de）教學與生產的雙（shuāng）重功效,並且可使（shǐ）兩（liǎng）種數控（kòng）係統同時工作,其中一種用於加工,一種用於教學。

2 、項目設計

2.1 兩種係統的切換

雙係（xì）統采用進口的FANUC-0I-MATE-MD和華中HNC-210B係（xì）統,其中係（xì）統、三軸伺服（fú）驅動（dòng）、三軸伺服電機不（bú）共用。控製器件及主（zhǔ）軸部分全部共用,包括共用一（yī）個GM7登奇主（zhǔ）軸電機和HSV-18S主軸驅動器。共用的（de）主軸驅動（dòng）采用模擬信號控製,FANUC係統的主（zhǔ）軸轉速模擬信號通過XS40端口（kǒu）經（jīng）轉接板輸（shū）出到主軸（zhóu）驅動器的（de）XS4端口,主軸（zhóu）電機的編（biān）碼器反饋信號則通過轉接板反饋到係統的（de）XS41端口。華（huá）中係統的主軸轉速模擬信號通過XS91端口經轉接板輸出到主軸驅動器（qì）的XS4端口,主（zhǔ）軸電機（jī）的編（biān）碼器反饋信（xìn）號則通過轉接板反饋到係統的（de）XS9端口。

2.2 外部輸入（rù）、輸出信（xìn）號的兼容

FANUC係統PLC的I/O開關（guān）量輸入、輸出為PNP型,而華中HNC-210B開關量輸入、輸出（chū）為NPN型。為滿足外圍輸入、輸出信號通用,選用型號為HIO-3201的輸入（rù）轉接板,將外圍的PNP開關量（liàng）輸入信號轉換為NPN信號,提供給（gěi）華中HNC-210B係統的開關量輸入,同樣選用型號為HIO-3202輸出轉（zhuǎn）換板將華中HNC-210B的NPN輸出信號轉換（huàn）成PNP信號。使兩種係統可兼容同一類（lèi）型的I/O信號。

2.3 模擬主軸剛性（xìng）攻絲功能的實現（xiàn）

FANUC串行伺服主軸是由係統內部信號來實現主軸（zhóu）準確位置（zhì）控製, 完成剛性攻絲功能。為提高模擬電壓的精度（dù）, 巧妙地（dì）運用FANUC係統中T型換擋功能,設置相應的參數和編製對應的PMC程序,實（shí）現精準的剛性攻絲功能。華中（zhōng）HNC-210B的剛性攻絲,則采用主軸（zhóu）的脈衝量進（jìn）行位置控製,通過PLC的輸（shū）出信號接至主軸驅動器XS4的（de）6腳,並設置（zhì）主軸驅動器控製參數STA-8設為（wéi）1,來進行位置控製方式與速度控（kòng）製方式的切換。

2.4 兩種係統之間（jiān）的互鎖

通過采用在電路中設計互鎖電路（lù）有效地實現（xiàn）互鎖（suǒ）,使某一係統投入加工生產後,另一係統與機床的控製信號被完全屏（píng）蔽,隻作（zuò）模擬運行,對機床控製沒有任何影響,完全滿足兩種係統之間相互隔離,互（hù）不影響。

3 、雙係統加工中心係統（tǒng）連接圖

如圖1所（suǒ）示,是雙係統加工中（zhōng）心係統連（lián）接框圖。兩係（xì）統采用獨立的進給軸驅（qū）動器和軸伺服電機,公用（yòng）一個主軸驅動器和（hé）主軸電機,外圍的I/O通過互鎖轉（zhuǎn）換分別進入各自（zì）的數控係統對（duì）機床進行有（yǒu）效

控製,完全滿足生產加工、和教學雙重功效。

4 、結語（yǔ）

該設備試製成功後將具有廣闊的市場前景,可（kě）廣（guǎng）泛應用於培訓機構教學、生產加工,節約成本開支,操作方便簡捷。特別適用於既加工、又兼用教學的教（jiāo）育係統（tǒng）和職業技能培訓中心

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