結(jié)合多擋位數(shù)控車床結(jié)構(gòu)特點，提出了主軸定位準(zhǔn)停的控制方法。在原機床的基礎(chǔ)上，進行電氣控制修改和PLC控制增加，修改變頻器參數(shù)，使機床在不同擋位都可實現(xiàn)定位準(zhǔn)停。

01序言

在經(jīng)濟型普通數(shù)控車床中，應(yīng)用最廣的是高低兩擋數(shù)控車床。這種數(shù)控車床通過主軸箱進行換擋變速，同時配有變頻調(diào)速電動機，實現(xiàn)主軸在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)無級調(diào)速，這樣既可以進行高擋位的高速切削，又可以在低擋位進行大轉(zhuǎn)矩切削。隨著日益復(fù)雜的工件加工要求和機器人上下料的普及，用戶希望這類車床可以實現(xiàn)主軸隨時定位準(zhǔn)確停止。但是由于主軸變頻器調(diào)速常為開環(huán)控制，無法實現(xiàn)主軸在每個擋位上準(zhǔn)確定向停止。

當(dāng)前，普通數(shù)控車床配合機械手自動化上下料加工比較多，尤其是遇到有位置加工要求的工件時，手動或點動旋轉(zhuǎn)主軸至特定位置等操作都存在不足。而采用伺服主軸控制，機床的價格成本比較高，因此采用得比較少。為此，結(jié)合高低擋位數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)特點，提出了一種變頻主軸定位停止的控制方法。該方法是在原機床的基礎(chǔ)上，不需要更換高擋變頻器和更昂貴的伺服系統(tǒng)，進行電氣控制修改和PLC控制增加，修改變頻器參數(shù)，就可以使機床在不同擋位都可實現(xiàn)定位停止。

02控制模式改造

以經(jīng)濟型車床CLK6140D/2高低二擋數(shù)控車床為例，變頻器為E580系列矢量型通用變頻器。原機床的控制模式如圖1所示。

圖1所示的控制方式為開環(huán)控制，數(shù)控系統(tǒng)將不同速度的指令轉(zhuǎn)化成不同大小的模擬電壓指令給變頻器，變頻器輸出不同的頻率使電動機進行相應(yīng)速度指令的旋轉(zhuǎn)。
為實現(xiàn)主軸定位停止，從電氣控制上進行創(chuàng)新設(shè)計，增加通用型可編程控制器、PG卡及繼電器。改造后加入定位停止的控制模式，如圖2所示。

在 圖 2 中，數(shù)控系統(tǒng)輸出高低擋定位信號（KA3、KA4閉合）給可編程控制器，經(jīng)過控制器內(nèi)部PLC處理，將各個參數(shù)信號賦予變頻器，變頻器控制電動機停止。同時，編碼器會將主軸停止位置反饋給變頻器，PG卡將位置反饋給數(shù)控系統(tǒng)，形成閉環(huán)矢量控制方式?？删幊炭刂破髯鳛橹虚g通信模塊，在變頻器與數(shù)控系統(tǒng)之間架起換擋、定位停止的橋梁，進行變頻器內(nèi)部參數(shù)的改變，無需進行大量的PLC程序設(shè)計。

03電氣控制原理

變頻器增加定位停止的電氣原理如圖3所示。斷路器Q F控制變頻器及電動機電源，數(shù)控系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量信號SVC、AGND接入變頻器A11、GND端子，通過改變變頻器頻率，主軸電動機以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。數(shù)控系統(tǒng)中的PLC程序控制繼電器KA1、KA2的線圈接通，使主軸正、反轉(zhuǎn)。變頻器發(fā)生故障，TA、TB端子輸出報警。為使主軸定位停止，增加KA3、KA4兩個繼電器控制高低擋的定位。

圖3中KA1、KA2常開點分別控制主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，KA3為擋位切換控制，KA4為主軸定位停止控制。該控制電路默認(rèn)為在高擋加工時進行定位停止，當(dāng)需切換為低擋進行定位時，繼電器KA3常開點閉合。無論在哪個擋位都需執(zhí)行定位停止指令M26，數(shù)控系統(tǒng)輸出信號，KA4常開點閉合，執(zhí)行定位停止取消指令M27，KA4斷開。

04PLC改造

具體操作如下。機床在高擋執(zhí)行M42加工時，程序中輸入M26定位停止指令，數(shù)控系統(tǒng)PLC輸出，KA4常開點閉合，可編程控制器與變頻器通信，主軸執(zhí)行定位停止。當(dāng)機床在低擋執(zhí)行M41加工時，數(shù)控系統(tǒng)PLC輸出，KA3、KA4常開點閉合，可編程控制器與變頻器通信，主軸執(zhí)行定位停止。980TDc系統(tǒng)PLC程序截取部分程序如圖4所示，其中Y3.3控制KA3線圈，低擋選擇時執(zhí)行；Y0.7控制KA4線圈，執(zhí)行M26定向選擇、M27定向取消。

結(jié)束語

該控制方法適用于車床變頻主軸的定位停止功能改造，在滿足加工要求的基礎(chǔ)上，無需淘汰原機床，也無需做大型改造，即可降低企業(yè)的改造成本。多擋位數(shù)控車床變頻主軸定位準(zhǔn)停功能的改造，不僅使機床在不同擋位都可實現(xiàn)定位準(zhǔn)停，而且可供廣大機械加工企業(yè)參考使用。

漢測測量設(shè)備潛心研發(fā)出高質(zhì)量高性價比的配套產(chǎn)品助力機床生產(chǎn)得到更好的發(fā)展，是一家專業(yè)的測量儀器生產(chǎn)廠家，除了機床測頭,模具測頭,探頭,機床探頭,高精度3D機床測頭,提供在機測量,還擁有機床對刀儀,數(shù)控機床探頭,數(shù)控對刀儀,同時有線測頭,紅外線測頭,測頭控制器,測頭軟件,探頭軟件,探頭電池,探頭刀柄,探頭刀柄,探頭控制器各個部件都能保證很好的質(zhì)量，通過漢測嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測流程。