一種雙主軸數(shù)控機床控制電路設計

潘喜利 段玉成

摘要：本項目涉及的是一種雙主軸數(shù)控機床控制電路設計，該電路設計具有電主軸和超聲波主軸功能的雙主軸數(shù)控機床。首先介紹了項目的需求，然后提出了電氣設計原理和具體設計方案，并提供了電氣原圖，最后進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：雙主軸;超聲波主軸;電路設計

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）12-0003-01u7

1 項目簡介

本項目涉及一種雙主軸數(shù)控機床控制電路，具有電主軸和超聲波主軸切削加工功能的雙主軸數(shù)控機床，該設備不僅保留原來電主軸加工功能，而且為了滿足紙基蜂窩芯材料加工需求而增加了超聲波主軸切削功能。項目性價比高，提高了數(shù)控機床超聲波主軸應用水平，增強了我國在超聲波切割領(lǐng)域的實踐應用能力[1]。

2 電氣原理設計

在華中HNC-848C數(shù)控系統(tǒng)中，安裝電主軸和超聲波主軸兩套不同加工模式的系統(tǒng)軟件，通過開機來選擇所需要的加工模式。選擇電主軸加工時，滿足原機床所有加工功能;選擇超聲波主軸加工時，滿足超聲波主軸對紙基蜂窩芯材料加工的要求;配置杭州電子科技大學研發(fā)的一套超聲波主軸系統(tǒng)，通過數(shù)控系統(tǒng)對超聲波的啟停、故障處理、頻率、振幅、電壓、電流、功率、溫度等進行實時控制，以達到最佳加工效果[2-3]。

3 電氣圖設計

如圖1所示，雙主軸數(shù)控機床采用國產(chǎn)華中HNC-848C數(shù)控系統(tǒng)，其中HNC-848C數(shù)控系統(tǒng)為總線式系統(tǒng)。系統(tǒng)端口的NCP通過面板通訊線和MCP/NC鍵盤上的NCP連接，以及系統(tǒng)端口的PORT0端口通過NCUC總線和MCP/NC鍵盤上的XS6A端口連接;MCP/NC鍵盤上XS6B端口通過NCUC總線和I/O模塊上的X2A端口連接，I/O模塊上的X2B端口通過NCUC總線和X軸伺服驅(qū)動器HSV-180UD-050上的IN端口連接，X軸伺服驅(qū)動器HSV-180UD-050上的OUTN端口通過NCUC總線和Y軸伺服驅(qū)動器HSV-180UD-050上的IN端口連接。

同理，通過NCUC總線依次連接Z軸伺服驅(qū)動器HSV-180UD-100、A軸伺服驅(qū)動器HSV-180UD-050、A軸伺服驅(qū)動器HSV-180UD-050、C軸伺服驅(qū)動器HSV-180UD-050、電主軸驅(qū)動器HSV-180UD-200、B/S軸（超聲波主軸）驅(qū)動器HSV-180UD-050，并通過B/S軸（超聲波主軸）驅(qū)動器HSV-180UD-050上的OUT端口通過NCUC總線連接到系統(tǒng)的PORT3端口，完成整個系統(tǒng)與機床軸控制驅(qū)動之間的連接。

HNC-848C數(shù)控系統(tǒng)采用華中HPW-145U型UPS電源供電，UPS電源通過J4端口分別與系統(tǒng)的2個POWER端口連接，為數(shù)控系統(tǒng)提供24V電源，并在數(shù)控系統(tǒng)斷電后起到繼續(xù)供電保存系統(tǒng)參數(shù)的作用;數(shù)控系統(tǒng)和超聲波發(fā)生器通過R232串行通訊口連接，實現(xiàn)R232協(xié)議方式通訊;各個軸的驅(qū)動器均通過其XT2端口給相應電機提供UVW三相交流電源，各個軸電機的反饋信號均通過其編碼器與相應的軸驅(qū)動器的XS5連接[4]。

通過以上設計即可在實現(xiàn)一套數(shù)控系統(tǒng)中，能完成電主軸與超聲波主軸兩種不同類型主軸的加工能力，同時滿足了企業(yè)對紙基蜂窩芯材料和常規(guī)金屬材料加工的需求。

4 結(jié)語

在華中HNC-848C數(shù)控系統(tǒng)中，安裝電主軸和超聲波主軸兩套不同加工模式的系統(tǒng)軟件，數(shù)控機床上電后，通過開機畫面來選擇所需要的加工模式，從而實現(xiàn)數(shù)控主軸系統(tǒng)的選擇，即其中某一種主軸系統(tǒng)滿足當前的加工需求。最終可在一種數(shù)控系統(tǒng)中實現(xiàn)電主軸和超聲波主軸的雙重功效，同時滿足了企業(yè)對紙基蜂窩芯材料和常規(guī)金屬材料加工的需求[5]。

參考文獻

[1] 王麗芳.立轉(zhuǎn)臺在臥式數(shù)控機床上RTCP功能的應用[J].金屬加工（冷加工），2019（06）：81-83.

[2] 劉永彬，劉金棟.空心車軸自動加工線數(shù)控車床選型及應用[J].制造技術(shù)與機床，2019（08）：42-45.

[3] 龔璇.數(shù)控系統(tǒng)雙主軸運動功能的設計與開發(fā)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（11）：29+57.

[4] 梁媛，孫建業(yè)，郭曉麗.車銑加工中心的主軸控制研究[J].制造技術(shù)與機床，2009（08）：40-41.

[5] 劉洋.雙主軸雙刀架數(shù)控機床開放式系統(tǒng)設計與可靠性分析[D].長春工業(yè)大學，2018.

Control Circuit Design of? a Double Spindle CNC Machine Tool

PAN Xi-li，DUAN Yu-cheng

（School of? Automotive Engineering， Xiangyang Vocational and Technical College， Xiangyang? Hubei? 441050）

Abstract：This project relates to the control circuit design of a double spindle CNC machine tool， which has the function of electric spindle and ultrasonic spindle. First of all， the requirements of the project are introduced， then the electrical design principle and specific design scheme are proposed， and the electrical original drawing is provided， finally， the summary is made.

Key words：double spindle; ultrasonic spindle; circuit design