卧式加工中心数控系统的设计

齐博，陈宏超

（沈阳机床股份有限公司中捷立加分公司，辽宁 沈阳 110142）

卧式加工中心数控系统的设计

齐博，陈宏超

（沈阳机床股份有限公司中捷立加分公司，辽宁 沈阳 110142）

SINUMERIK802D数控系统是常见的定位于卧式加工中心的数控系统。因其具有中文系统，全数字驱动等特点被广泛的应用于各类数控加工中心。本文以SINUMERIK802D系统的组成因素及连接方式为研究对象，重点介绍了该系统内置的PLC，并通过操作面板的PLC程序介绍其内置PLC的编制方法。

数控系统；组成；连接

1 SINUMERIK802D数控系统简介

SINUMERIK802D因其具有中文系统，全数字驱动以及结构和调试简单的特点被广泛的应用卧式加工中心中。SINUMERIK802D系统内置PLC子系统满足了客户对机床进行逻辑控制的要求。其PLC系统采用标准的编程语言，并随机带有标准的PLC子程序库和实例，缩短了设计周期，提高了制造厂生产的效率。

2 数控电气系统的组成及连接

I/O装置、数控单元、辅助测量装置、可编程控制器PLC以及电气控制装置组成了最常见的数控系统（如图1）。

图1 数控系统的组成

（1）I/O装置。输入输出装置主要功能为对加工零件所使用程序的编制、存储、打印和机床的加工的信息的显示等。

（2）数控单元。数控系统的核心是数控单元,操作者可以通过机床控制面板、键盘和通信接口向数控系统指令或零部件的加工程序。数控系统收到数据后经过计算和处理,通过现场总线,将数字量通过I/O模块向伺服驱动器发出逻辑控制指令，伺服驱动器控制伺服电机完成操作者发出的加工程序或控制指令。位置、角度、速度等机械量还有温度、压力、流量等物理量是数控系统所控制的部分。按其控制方式不同将其规划为两类：数据运算处理控制和时序逻辑控制。其中时序逻辑控制通常依靠PLC实现。

（3）伺服系统。数控系统与加工中心本身的电传动联系是依靠伺服系统实现。伺服电动机、伺服驱动控制系统及位置检测反馈装置是伺服系统的主要构成部分。伺服电动机和伺服驱动控制系统分别为执行元件和动力源。

（4）主传动系统。主传动系统是机床工作时传递转矩的一个重要部件。通常有两类：电气无级调速及齿轮有级变速。

（5）强电控制柜。强电控制柜的组成部分主要有：①系统预设的继电器。②接触器。③变压器。④电源开关接线端子。⑤各类电气保护元器件等。

（6）辅助装置。辅助装置主要包括以下部分：①APC自动交换机构。②ATC刀具自动交换机构。③APC夹紧放松机构。④回转工作台。⑤液压控制系统。⑥润滑切削液装置。⑦排屑装置。⑧各种保护装置等。

3 数控系统中的PLC程序设计

（1）PLC在数控系统中的作用。利用SINUMERIK802D系统内置PLC子系统。可以完成操作和机床控制面板的控制、冷却控制、润滑控制、坐标轴的控制以及换刀控制等常用的控制。数控系统调试的基础是PLC应用程序的正确性。只有在确认程序和接线正确无误后,才能调试伺服驱动器、机床的相关参数以及对刀库的控制功能。以机床操作和控制面板为例介绍系统内置PLC的编程方法。

PLC应用程序将控制面板上的方式选择以及手动操作等信息传递给数控单元；PLC应用程序还将从操作面板上获得刀具冷却、换刀以及导轨润滑等信号传递给数控单元实现对机床的控制。

（2）数控系统PLC控制设计。SINUMERIK802D系统内置PLC子系统采用标准的PLC编程语言以及内部预设的程序段和实例，有效简化了设计工作。缩短了整机的设计时间。

802D数控系统提供了具有接口信号的初始化、基本操作功能、急停处理和坐标轴使能等基本功能的程序模块以及相关子程序库。

由上述试验数据可见，ICP-OES法的测定值与标准值相比较，在允许误差范围内，具有良好的准确度。

2.2 溶解样品时酸的选择

由于7A04试样含有小于0.5%的硅元素，盐酸可以完全溶解试样，因硫酸黏度较大，影响雾化效率，故不推荐采用。

2.3 共存元素的影响

试样和所选试液中有基体元素铝和其它待测元素。选择元素间干扰少的测量谱线，试验表明基体元素铝和其它待测元素对分析无明显影响。

2.4 ICP-OES法的优势与不足

2.4.1 优势。通过上述数据可知，ICP-OES等离子体光谱法测定7A04铝合金中铬、铜、锰、镁、锌、铁等元素，标准曲线线性良好，相关系数大于0.999，相对误差小于3%，回收率在90%～110%之间，对标准样品进行了测定，结果满意。

在分析效率上，ICP-OES法消解一个铝合金样品，可同时测定多种元素，分析效率比国标法要快很多，同时所涉及的药品种类很少。

2.4.2 不足。高纯氩气的成本较高，溶解样品时对酸的选择具有一定局限性，要尽量选择盐酸或是硝酸，少用或是不用硫酸和磷酸。后期仪器的维护成本较大，对雾化器、雾化室、矩管等核心部件维护要求较高，更换成本较大。

[1]顾红燕，ICAP6000/7000系列ICP-AES培训教材.

[2]美国热电公司，元素分析2007年用户会论文集.

TG659

A

1671-0711（2016）10（下）-0133-02