摘要：通過(guò)進(jìn)行新型三坐標數控沖槽機數控和電氣系統的研發(fā)工作，完成三坐標數控沖槽機研制并使其能夠進(jìn)行各種電機鐵芯矽鋼片的生產(chǎn)．現簡(jiǎn)要介紹其硬件設計和軟件設計．
關(guān)鍵詞：三坐標數控沖槽機：數控系統；電氣系統
0引言
本科題是為解決沖剪分廠(chǎng)的扇形片、圃片和鉚孔沖片的生產(chǎn)瓶頸問(wèn)題而進(jìn)行的三坐標數控沖槽機電氣及數控系統的研究，哈爾濱電機廠(chǎng)有限責任公司沖剪分廠(chǎng)十六噸數控沖槽機工作臺的液壓伺服系統精度問(wèn)題已不能進(jìn)行扇形沖片及圓形沖片的生產(chǎn)，而鉚孔沖片的生產(chǎn)也經(jīng)常出現問(wèn)題。為了徹底解決這一難題，開(kāi)始進(jìn)行新型三坐標數控沖槽機數控和電氣系統的研發(fā)工作。其內容包括上位機，下位機，伺服和驅動(dòng)系統及機床電氣。通過(guò)這次研發(fā)實(shí)現原有機床的全部功能。
1概述
通過(guò)進(jìn)行新型三坐標數控沖槽機數控和電氣系統的研發(fā)工作，拋丸機
拋丸機完成三坐標數控沖槽機研制并使其能夠進(jìn)行各種電機鐵芯矽鋼片的生產(chǎn)。這一臺三坐標數控沖槽機的研發(fā)完全是從新設計一個(gè)三坐標沖槽機的數控系統。對所有功能、產(chǎn)品的要求和生產(chǎn)工藝的要求編寫(xiě)數控系統程序流程框圖。三坐標數控沖槽機是專(zhuān)用數控的設備，它是專(zhuān)門(mén)為電機生產(chǎn)行業(yè)加工各種電機定子、轉子鐵芯沖片而使用的。在其生產(chǎn)工藝上與其它數控沖床有相當大的區別。所以普通的應用于沖床的數控系統根本滿(mǎn)足不了它的需要。根據以上情況我們必須進(jìn)行數控系統本身的研究。經(jīng)過(guò)周密的調研及對產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝認真分析研究并進(jìn)行了大量的準備工作，完成了三坐標數控沖槽機數控電氣系統的研制工作。
2研究?jì)冉?br />2.1硬件設計三坐標數控沖槽機數控系統
采用當今世界上最著(zhù)名的西門(mén)子公司的840D標準數控系統與臺灣ADVANTECH(研華)公司的AWS-8430TP-G開(kāi)放式高標準工業(yè)級工作站相結合的方式控制三坐標數控沖槽機的工作臺運動(dòng)。
該機床的系統控制采用層次的CNC系統思想，即AWS-8430TP-C工作站作為上位機，西門(mén)子840D的PCU50作為下位機的管理來(lái)完成對底層設備的管理和宏觀(guān)控制。而三坐標數控沖槽機的位置控制、PLC控制由西門(mén)子840D數控系統的NCU573.2單元來(lái)完成。根據以上硬件設計原則，結合三坐標數控沖櫓機救控系統的特點(diǎn)，提出了一種以西門(mén)子840D數控系統的NCU573.2單元器為控制核心,AWS-8430TP-G工作站為系統支撐單元的上下位機控制方式。
其中AWS-8430TP-G工作站作為系統的上位計算機，主要完成系統的管理、人機交互動(dòng)態(tài)現實(shí)、預處理、參考計算及圖象處理。上下位機之間采用當今最流行的工業(yè)控制總線(xiàn)PROFIBUS DP進(jìn)行通訊，通過(guò)PROFIBUS DP總線(xiàn)將西門(mén)子840D系統的各個(gè)部分連接起來(lái)．NC CPU與PLC CPU之間的通訊采用雙口動(dòng)態(tài)存儲器實(shí)現數據交換。
PCU 50單元PCU50單元是西門(mén)子開(kāi)發(fā)的作為人機交互界面的新一代的人機交互系統，它是安裝在機床控制面板的背面
三坐標數控沖槽機是專(zhuān)為生產(chǎn)電機定子及轉子鐵心沖片的專(zhuān)用數控機床，它有與其他標準數控機床及普通數控沖床，沖切機不同的特點(diǎn)。根據電機定子及轉子鐵心沖片的不同情況及技術(shù)工藝要求，所生產(chǎn)的電機定子及轉子鐵心沖片也不盡相同所以不能使用普通數控沖床或沖切機必須滿(mǎn)足其工藝要求，進(jìn)行各種沖片的工藝編程，來(lái)實(shí)時(shí)的象機床提供編程數據。這就需要有一個(gè)高性能的計算機來(lái)編制數據進(jìn)行一邊計算一邊加工的功能，所以我們選擇了臺灣ADVANTECH(研華)公司的AWS-8430TP-G開(kāi)放式高標準工業(yè)級工作站。它給我們提供了由用戶(hù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的可能性，使我們可以采用高級語(yǔ)言進(jìn)行特殊工藝的計算及編程，這樣用戶(hù)可以自己編制友好的用戶(hù)界面來(lái)完成用戶(hù)的程序，如果用標準的數控系統來(lái)編程是相當困難的。
另外由于數控沖床
數控沖床加工的高速性需要有一個(gè)高性能的數控系統來(lái)滿(mǎn)足其加工的要求，所以我們采用當今最流行的西門(mén)子840D全數字數控系統并配以應用于沖床的高速軟件及數字伺服驅動(dòng)系統和高速大扭矩的交流伺服電動(dòng)機來(lái)滿(mǎn)足沖床加工的高速性。
驅動(dòng)組件的配置：西門(mén)子的DIMODRIVE模塊驅動(dòng)系統組件是由電源過(guò)濾器再生電阻電源模塊和驅動(dòng)模塊等。模塊的排列必須是按照從左至右的順序電源模塊總是排列在第一的位置然后是濾波和監控模塊，驅動(dòng)轉換系統是適應于各種工業(yè)環(huán)境的要求。
配合西門(mén)子高性能的lFT6交流進(jìn)給伺服電動(dòng)機完成高動(dòng)態(tài)響應的要求。機床的常規控制邏輯由西門(mén)子的S7 300 PLC實(shí)現，通過(guò)PLC的擴展單元把PLC CUP與擴展單元連接起來(lái)，恰好滿(mǎn)足了控制需要。
2.2軟件設計系統的研究?jì)热荨?br /> NC部分：三坐標聯(lián)動(dòng)數控系統的聯(lián)動(dòng)控制功能的研究。人機交互界面的研究。數據的管理和傳輸。機床參數的編制。
根據以上要求我們采用了VB語(yǔ)言進(jìn)行了程序的編制，然后通過(guò)串行通訊口實(shí)現數據的傳輸。這樣就實(shí)現了三坐標數控沖槽機NC系統的各種專(zhuān)用數控功能。
S7部分：改造后我們使用S7-300可編程邏輯控制器實(shí)現其上述功能其主要工作是實(shí)現三軸的聯(lián)動(dòng)和各種操作功能的實(shí)現。實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸。實(shí)現機床的各種開(kāi)關(guān)量控制及機床自動(dòng)生產(chǎn)的各種動(dòng)作邏輯關(guān)系的協(xié)調。
這臺數控沖槽機是三軸控制的其控制方式是沖頭按著(zhù)一定的沖次連續動(dòng)作，沖片在工作臺的拖盤(pán)上卡緊。工作臺做相對于沖頭的直線(xiàn)運動(dòng)定義為Y軸，拖盤(pán)做與Y軸垂直的橫向運動(dòng)定義為X軸。拖盤(pán)圍繞自身的軸心旋轉定義為Z軸。
3結論
該數控系統以通用工控機為上位機，840D數控系統為下位機，完成對NNS3數控沖槽機工作臺三坐標位置控制和各種輔助操作的動(dòng)作控制，實(shí)現了兩個(gè)級別的開(kāi)放度，上位機具有更好的人機交互能力和上層應用系統集成能力。便于生產(chǎn)廠(chǎng)家和用戶(hù)對系統功能進(jìn)行定制和參數調節，使系統具有更好的適應性。
經(jīng)過(guò)兩年的工作三坐標數控沖槽機電氣及數控系統的研究已經(jīng)全面完成。試運行以達到了預期的效果。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
