運用HNC-8B系統(tǒng)對數(shù)控銑床進行升級改造

       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)，對數(shù)控裝置進行改進和升級，進一步提高自己的加工能力，提高企業(yè)的競爭力，是一個現(xiàn)實而又緊迫的問題。
       一、數(shù)控銑床三軸升級四軸的必要性
       數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺作為機床的一個旋轉(zhuǎn)坐標軸由數(shù)控裝置控制，并且可以與其他坐標聯(lián)動，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�；剞D(zhuǎn)工作臺除了用來進行各種圓弧加工或與直線坐標進給聯(lián)動進行曲面加工以外，還可以實現(xiàn)精確的自動分度，因此回轉(zhuǎn)工作臺已成為加工中心一個不可缺少的部件。在數(shù)控銑床上添加數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，由三軸升級到四軸，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，有著廣闊的市場前景。
       二、 HNC-8型系統(tǒng)的特點和連接方式
       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)，基于具有自主知識產(chǎn)權(quán)的NCUC工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)。支持總線式全數(shù)字伺服驅(qū)動單元和絕對值式伺服電動機，支持總線式遠程I/O單元，集成手持單元接口，采用電子盤程序存儲方式，支持CF卡、USB、以太網(wǎng)等程序擴展和數(shù)據(jù)交換功能。采用8.4英寸LED液晶顯示屏，主要應用于數(shù)控車削中心、多軸、多通道等高檔數(shù)控機床。
       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)場總線，以串聯(lián)的方式通過IPC單元總線接口PORT0～PORT3 控制總線I/O單元、總線伺服驅(qū)動單元等總線設(shè)備，最多支持128個設(shè)備。如圖1 所示。

       
       HNC-8B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功能和UPS功能。
       HNC-8B系列數(shù)控裝置僅在手持單元接口（XS8）中有少量PLC輸入/輸出信號，因此需要通過總線I/O單元擴展外部PLC輸入/輸出信號。通過總線最多可擴展16個總線I/O單元，其中HIO-1000A 型I/O單元可提供1個通訊子模塊和8個功能子模塊插槽；HIO-1000A型I/O單元可提供1個通訊子模塊和5個功能子模塊插槽；功能子模塊包括開關(guān)量輸入/輸出子模塊、模擬量輸入/輸出子模塊、軸控制子模塊等。
       2、數(shù)控裝置與總線式伺服驅(qū)動單元的連接
       采用NCUC總線，以串聯(lián)的方式連接，如圖2所示。連接時一定要按照軸號的大小按照順序進行連接，否則會導致系統(tǒng)混亂。

       
       三、數(shù)控銑床四軸升級改造
       1、總線式伺服驅(qū)動器線路連接
       將電源接入伺服驅(qū)動器（HSV-180UD-025）的R、S、T端；將XS2端口1號接線端子連接到繼電器24V電源地，9號端子和X軸XS2端口的1號端子連接；U、V、W連接交流伺服電動機，XS5端口連接編碼器電纜；伺服驅(qū)動采用總線方式進行通訊，按照HNC-8B的接線要求，來自I/O 單元X2B端口總線接入伺服驅(qū)動器的XS3端口，總線電纜由XS4端口輸出至X軸伺服驅(qū)動XS3端口。為了保護驅(qū)動器的安全，連接時還要注意驅(qū)動器的制動電阻PE線連接。如圖3所示。

       
       2、正確設(shè)置NC及驅(qū)動參數(shù)
       （1）機床用戶參數(shù)設(shè)置
       參數(shù)010017（工位1顯示軸標志）由0x_7變?yōu)?x_f，這樣界面顯示由3軸變?yōu)?軸；
       參數(shù)010033（工位1負載電流顯示軸定制）加入3，變?yōu)?，1，2，3，5；
       通道參數(shù)：
       參數(shù)040004（A 坐標軸軸號）由-1變?yōu)?，定義A軸軸號為3。
       （2）坐標軸參數(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，如有機械齒輪比需再乘上齒輪比，用來設(shè)置伺服電動機每轉(zhuǎn)一圈機床移動的角度；
       參數(shù)130004 （電子齒輪比分母）：定義為23592960，設(shè)置電動機每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所需脈沖指令數(shù)；
       參數(shù)130034（最大快移速度）：軸的運動速度變?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）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，對于旋轉(zhuǎn)軸該參數(shù)應定義為1；
       參數(shù)510016（編碼器類型）：絕對式編碼器設(shè)置為3，如果為增量式編碼器，有零脈沖反饋信號，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、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。
       對于增加第四軸，首先應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，所以在本文中沒有I/O分配表。

       
       編輯第四軸正/負向轉(zhuǎn)動梯形圖，伺服使能允許的前提下，軸將向正/負向手動移動，如圖5所示。圖6為回轉(zhuǎn)工作臺的自動與手動松開/夾緊的程序。MGET為取M代碼功能指令，MACK 為M代碼應答功能指令。

       
       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行，還需完善第四軸回零功能和報警功能，這樣四軸升級改造的任務(wù)就全部完成。接著就可以試運行加工了。
       4、升級改造注意事項
       HNC-8系列數(shù)控系統(tǒng)輸入輸出480以上的端口，為系統(tǒng)自身定義的，用戶只能使用而不能自己定義，也無需定義，否則會影響數(shù)控機床的運行；對于夾緊和松開等輸入輸出點，用戶完全可以根據(jù)I/O點使用情況，自己定義，只要不與其他的I/O點相沖突即可。
       四、結(jié)語
       機床按上述步驟升級改造完成后，進行了工件試切加工，從加工結(jié)果來看，無論是加工效率還是加工質(zhì)量完全能夠達到要求。數(shù)控銑床升級改造獲得了成功。