HEIDENHAIN TNC620在立式加工中心VS500上的应用

2013-04-10罗丽

河南科技 2013年3期

关键词：参考点主轴继电器

罗丽

(宜宾普什机床有限公司，四川宜宾 644007)

1 引言

宜宾普什机床有限公司最新研制的小型立式加工中心VS500，采用高刚性、高精度设计，生产效率高，各项指标均达到目前国内同类机床的最高标准，其标配技术参数如下:

X/Y/Z轴移动行程:500/400/300 mm

机械主轴最高转速:18000rpm

快速进给速度:48000mm/min

换刀时间T-T:1.3s

定位精度:0.006mm

重复定位精度:0.004mm

最大加速度:0.8g

2 控制系统及元件选型

硬件设计的好坏决定控制系统能否适合于高速、高精、高表面质量加工，TNC 620系统采用全新的微处理器结构具有非常强大的计算能力，可控制3+1轴，其硬件配置如下:

主机:MC6110

紧凑型控制单元:UEC111

手轮:HR130

机床操作面板:MB620

主轴电机:QAN200M 18000rpm

进给轴电机:X、Y轴:QSY 130E EcoDyn

Z轴:QSY 155B EcoDyn

刀具测头:TT140

3 系统结构

主机MC6110包括15英寸显示器、TNC操作面板、赛扬400MHz处理器、512MB内存及其他接口，电源24V由UEC111提供。

紧凑型控制单元UEC111是带内置PLC输入和输出的控制单元，还带内置制动电阻的变频器，它为主机和其他HSCI部件提供24V电源。

变频器包括X15～X19速度编码器接口、X201～X205位置编码器接口、电源电路、X80～X84进给轴和主轴电机连线接口、制动电阻器、X71主轴安全继电器、X72进给轴安全继电器。

系统PL内置在UEC111中，包括X112工件测头接口、X113刀具测头接口、X4、X5 PLC输入接口、X6PLC输出接口。

UEC111电源制动方式为非再生型回馈，输入电压3×400 V(±10%)，50～60 Hz，三相电源经磁环滤波抑制系统的电压波动，以提高伺服性能。直流母线电压为565V，同时输出直流24V供主机和机床操作面板使用。

图1 系统连接电路图Figure1 System Connection Diagram

变频器上设有各种状态指示灯，另有直流母线、主轴脉冲使能、进给脉冲使能三项继电器状态输出，系统连接电路如图1所示。

MB620机床操作面板:电源24V、8个PLC输入、8个PLC输出

4 调试

4.1 通电前检查

检查24Vdc回路有无短路。

检查接地是否可靠。

检查各插头、连接器连接是否正确、可靠。

如果通电前检查无误，则可以给系统加电。合上主电源开关，MC6110、UEC111、MB620均通电。

检查数控系统MC6110，能进入主界面，否则检查数控系统X101电源线，看是否有24Vdc电源。

检查UEC111电源模块状态。

UDC-LINK ON绿灯亮，母线电压正常。

AXES绿灯亮，伺服轴安全继电器吸合，伺服轴使能有效。

SPINDLE绿灯亮，主轴安全继电器吸合，主轴使能有效。

红灯“POWER FAIL”亮，表明动力电源没有输出;“NC RESET”、“SH1”、“SH2”灯亮表明系统处于原始状态或机床参数设定、外部连线错误。

4.2 系统常用参数设定及调整

HEIDENHAIN参数界面是以文件夹的形式表示的，因此不需要记住参数号，只需编辑状态下输入密码95148进入参数设置文件夹。

(1)主轴显示(静止时也显示角度)

System＞DisplaySettings＞CfgDisplayData＞spindlei

Display(100007)＞during closed loop and m5

(2)屏蔽轴

在调试、维护机床时，如果某轴的电机未连接，这时需要将此轴屏蔽，以免误动作。

System＞axes＞physicalaxis＞cfgaxis:

＞axismode(x.300105)＞notactive

＞Testmode(x.300106)＞false(任意一个都可以)

(3)回参考点设置

Axes＞parametersets＞px＞cfgreferencing:

＞refType(px.400401)是返回参考点的方式，直线进给轴选用Switch，changing Dir，即遇到回零挡块后反向寻找参考点;

＞refPosition(零偏)(px.400403):参考点在机床坐标系中的位置;

＞refSwitchActive:参考点挡块生效时的电平值;

＞refFeedHigh:返回参考点挡块的速度;

＞refFeedLow:反向时寻找参考点时的速度;

＞refDirection:返回参考点挡块的方向。

(4)进给轴的速度

Axes＞parametersets＞px＞cfgfeedlimits:

＞minFeed(px.400301)该进给轴的最小速度，设定为0;

＞maxFeed(px.400302)是机床该轴执行G00时的速度;

＞rapidFeed(px.400303)是机床该轴在手动状态下的快速移动速度;

＞manualFeed(px.400304)是机床该轴在手动移动速度;

＞maxacceleration(px.400305)机床该轴最大加速度

(5)软极限设置

Axes＞parametersets＞px＞cfgpositionlimits:

＞swlimitswitchpos(px.400501)x轴正向软限位;

＞swlimitswitchneg(px.400502)x轴负向软限位;

(6)换刀点设置

System＞plc＞Cfgoemposition(104700):

＞np-dg-tc-pos-ax3-put in(Z轴)

＞np-dg-tc-pos-ax1(X轴)

＞np-dg-tc-pos-spindle(主轴换刀点角度)

System＞plc＞CfgOem Int(104600):

＞np_dg_S_orient_rpm＞500(主轴定向速度)

＞np_dg_S_jog_rpm＞500(主轴点动速度)

(7)反向间隙补偿

Axes＞parametersets＞px＞cfgaxiscomp:

＞active(px.401801)＞on激活反向间隙

＞comptype(px.401803)＞non-linear非线性补偿

(8)润滑设置

TNC620基本程序提供了机床润滑功能，满足下列条件之一时机床润滑就会被启动:

设定的进给轴润滑间隔移动距离被超过;

设定的润滑时间间隔到达;

轴润滑按键被按下;

机床按下电源开关启动时;

距离设置(可根据实际需要调节):

Axes＞parametersets＞px＞cfgpositionlimits＞lubricationdist (px.400503)润滑距离＞15000

时间设置(可根据实际需要调节):

System＞plc＞cfgoem Int(104600)＞

np_dg_lubrication_time＞60润滑时间

np_dg_max_lubrication_time＞120润滑时间上限

np_dg_min_lubrication_time＞30润滑时间下限

(9)伺服调整

a.电流环

Axes＞parametersets＞px＞cfgcurrentcontrol:

＞ictrlpropgain(px.401001)＞5

＞ictrlintgain(px.401002)＞1000

b.速度环

Axes＞parametersets＞px＞cfgspeedcontrol:

＞vctrlpropgain(px.400901)＞5

＞vctrlintgain(px.400902)＞1000

＞vctrlfiltfreq1(px.400908)＞5

＞vctrlfiltdamping(px.400910)＞1000

4.3 PLC程序

TNC620使用PLC基本程序由PLC-DesignNT创建，该程序已经集成了95%以上PLC的功能，PLCdesignNT软件是基于Windows的应用软件，具有齐全的程序编辑、调试功能，该软件主要用于开发当前HEIDENHAIN控制器的PLC程序，支持OEM进行PLC程序创建、编辑和集成以及传送，还可以创建PLC软键，传送PLC程序到控制器。

(1)根据图纸中定义的I/O地址及功能，在文件GLB_IO_ CONFIG.LIB中寻找相应的名称，编辑到GLB_IO_CONFIG.DEF，同时GLB_IO_CONFIG.LIB中相应的名称也要被注释掉。若需增加的I/O功能定义不是图纸直接定义的，则在GLB_IO_ CONFIG.LIB中添加就行，然后在相应各模块中编辑应用程序。

(2)PLC基本程序配置在oem.mcg文件中，根据需要将相应的模块激活即可。

如激活该系统润滑功能时:

DEFINE Cfg_Lubrication_axes=“active”

(3)有些功能与机床不相符的，可以在相应功能模块里稍做更改以适配到机床功能上。

(4)若有基本程序里没有的功能，可以编辑自己的功能模块文件。在这台机床上我们相应的增加了

OEM_FUNC.SRC功能文件模块。在OEM_FUNC.SRC文件里编入机床的冲铁屑、松刀吹气、门锁控制等功能。