一种双主轴数控机床控制电路设计

潘喜利 段玉成

摘要：本項目涉及的是一种双主轴数控机床控制电路设计，该电路设计具有电主轴和超声波主轴功能的双主轴数控机床。首先介绍了项目的需求，然后提出了电气设计原理和具体设计方案，并提供了电气原图，最后进行了总结。

关键词：双主轴;超声波主轴;电路设计

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）12-0003-01u7

1 项目简介

本项目涉及一种双主轴数控机床控制电路，具有电主轴和超声波主轴切削加工功能的双主轴数控机床，该设备不仅保留原来电主轴加工功能，而且为了满足纸基蜂窝芯材料加工需求而增加了超声波主轴切削功能。项目性价比高，提高了数控机床超声波主轴应用水平，增强了我国在超声波切割领域的实践应用能力[1]。

2 电气原理设计

在华中HNC-848C数控系统中，安装电主轴和超声波主轴两套不同加工模式的系统软件，通过开机来选择所需要的加工模式。选择电主轴加工时，满足原机床所有加工功能;选择超声波主轴加工时，满足超声波主轴对纸基蜂窝芯材料加工的要求;配置杭州电子科技大学研发的一套超声波主轴系统，通过数控系统对超声波的启停、故障处理、频率、振幅、电压、电流、功率、温度等进行实时控制，以达到最佳加工效果[2-3]。

3 电气图设计

如图1所示，双主轴数控机床采用国产华中HNC-848C数控系统，其中HNC-848C数控系统为总线式系统。系统端口的NCP通过面板通讯线和MCP/NC键盘上的NCP连接，以及系统端口的PORT0端口通过NCUC总线和MCP/NC键盘上的XS6A端口连接;MCP/NC键盘上XS6B端口通过NCUC总线和I/O模块上的X2A端口连接，I/O模块上的X2B端口通过NCUC总线和X轴伺服驱动器HSV-180UD-050上的IN端口连接，X轴伺服驱动器HSV-180UD-050上的OUTN端口通过NCUC总线和Y轴伺服驱动器HSV-180UD-050上的IN端口连接。

同理，通过NCUC总线依次连接Z轴伺服驱动器HSV-180UD-100、A轴伺服驱动器HSV-180UD-050、A轴伺服驱动器HSV-180UD-050、C轴伺服驱动器HSV-180UD-050、电主轴驱动器HSV-180UD-200、B/S轴（超声波主轴）驱动器HSV-180UD-050，并通过B/S轴（超声波主轴）驱动器HSV-180UD-050上的OUT端口通过NCUC总线连接到系统的PORT3端口，完成整个系统与机床轴控制驱动之间的连接。

HNC-848C数控系统采用华中HPW-145U型UPS电源供电，UPS电源通过J4端口分别与系统的2个POWER端口连接，为数控系统提供24V电源，并在数控系统断电后起到继续供电保存系统参数的作用;数控系统和超声波发生器通过R232串行通讯口连接，实现R232协议方式通讯;各个轴的驱动器均通过其XT2端口给相应电机提供UVW三相交流电源，各个轴电机的反馈信号均通过其编码器与相应的轴驱动器的XS5连接[4]。

通过以上设计即可在实现一套数控系统中，能完成电主轴与超声波主轴两种不同类型主轴的加工能力，同时满足了企业对纸基蜂窝芯材料和常规金属材料加工的需求。

4 结语

在华中HNC-848C数控系统中，安装电主轴和超声波主轴两套不同加工模式的系统软件，数控机床上电后，通过开机画面来选择所需要的加工模式，从而实现数控主轴系统的选择，即其中某一种主轴系统满足当前的加工需求。最终可在一种数控系统中实现电主轴和超声波主轴的双重功效，同时满足了企业对纸基蜂窝芯材料和常规金属材料加工的需求[5]。

参考文献

[1] 王丽芳.立转台在卧式数控机床上RTCP功能的应用[J].金属加工（冷加工），2019（06）：81-83.

[2] 刘永彬，刘金栋.空心车轴自动加工线数控车床选型及应用[J].制造技术与机床，2019（08）：42-45.

[3] 龚璇.数控系统双主轴运动功能的设计与开发[J].山东工业技术，2019（11）：29+57.

[4] 梁媛，孙建业，郭晓丽.车铣加工中心的主轴控制研究[J].制造技术与机床，2009（08）：40-41.

[5] 刘洋.双主轴双刀架数控机床开放式系统设计与可靠性分析[D].长春工业大学，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