KND-K1000T四轴车床数控系统在交流主轴伺服驱动系统的应用

KND-K1000T四轴车床数控系统在交流主轴伺服驱动系统的应用焦宇敏(黄山第一机床厂，245000)摘要：本文以KND-K1000T四轴车床数控系统为例介绍了其在交流主轴伺服驱动系统的应用，扩展了国产数控系统中的应用范围。关键词：位置控制；交流主轴伺服驱动；主轴定向；刚性攻丝中图分类号：TP271+.82文献标识码：B文章编号：1004-0420(2010)04-0015-02交流主轴伺服驱动系统具有较高的调速性能、高精度的插补控制和精确的位置控制，在一些高档数控车床中得到广泛运用,与之配套使用的国产车床数控系统比较少,主要以FANUC、SIEMENS等国外数控系统为主,这就制约了高档数控车床的发展。本文将介绍KND-K1000T四轴车床数控系统在这方面的应用。1系统主要功能KND-K1000T四轴车床数控系统是一款开放式PLC系统,用户可根据需要修改标准PLC程序，该系统标准PLC程序适用于双主轴系统。1.1第一主轴的功能1.1.1第一主轴的主轴定向功能M19为启动主轴定向指令,M19_FIN_X(X1.6)为主轴定向完成输入信号,M19_EXP_Y(Y0.5)为主轴定向输出信号。当系统没有收到主轴伺服驱动器的主轴定向完成信号时，M19指令不会执行完毕。1.1.2第一主轴的刚性攻丝功能M28为启动刚性攻丝指令；M29为停止刚性攻丝指令；G93_Y(Y0.6)为刚性攻丝输出指令。采用M28作为刚性攻丝的起始指令，当执行M28时，输出刚性攻丝信号，通知主轴驱动器执行刚性攻丝操作。采用M29作为刚性攻丝的结束指令。当执行M29时刚性攻丝信号停止输出，主轴驱动器恢复原先的正常工作。在执行刚性攻丝时可以设置独立的主轴最高转速（D88中设置），同时可以指令S转速。当执行M29时，采用最后指令的S代码值的转速进行旋转。进入位置控制模式后，可以指令G84进行脉冲刚性攻丝。例：S500M03；……M28;S800;G93Z-40F8;G01;M29;S4000;……M60;……G01X_Y_Z_C_F_;……G84X_C_Z_P_R_F_L_;……M30注：1.当输入了S800,没有输入S4000时，执行完M29时主轴的转速为S800；2.当输入了S4000,不论是否输入S800,执行完M29时主轴的转速都为S4000；3.当S800和S4000都没有输入时，执行M28后主轴以D88中设定的最高转速旋转，执行M29后，主轴以S500的转速旋转；4.主轴转速的倍率在执行刚性攻丝时无效。1.1.3第一主轴控制的M代码M03-主轴正转,M04-主轴反转,M05-主轴停止,M60-位置控制模式,M61-速度控制模式。1.1.4第一主轴的速度、位置控制模式切换功能当执行M60时,通过参数K4.3选择是否输出使能信号M03_Y,进行主轴定位，输出位置控制模式信号，当收到主轴定位完成信号后，M60执行完毕。当执行M61时，切断使能输出和位置控制模式信号输出，完成速度控制模式的转换。MAR_CHG_Y（Y1.7）:速度、位置控制模式切换输出信号。1.2第二主轴的功能1.2.1第二主轴控制的M代码第二主轴功能由Y轴实现,第二主轴控制相关M代码与第一主轴相同。1.2.2第二主轴的位置模式第二主轴在位置工作模式下,通过相关G代码,可完成与X/Z轴的插补功能。所发脉冲频率受电子齿轮比影响。1.2.3第二主轴的速度模式第二主轴在速度工作模式下，通过指令主轴转速和使能信号，通过Y轴接口输出脉冲，使伺服电机按指令S转速旋转，所发频率受电子齿轮比影响。1.2.4第二主轴的速度、位置控制模式切换功能当执行M60时,输出位置控制模式信号，完成位置控制模式的转换。当执行M61时，切断位置控制模式信号输出，完成速度控制模式的转换。SMAR_CHG_Y(Y100.4)速度、位置模式切换输出信号。1.3第一、第二主轴的选择(表1）表1主轴选择表SSET2(G27.3)SSET1(G27.2)选中主轴00第一主轴01第二主轴1.4C轴功能1.4.1C轴夹紧、松开M代码M12-夹紧;M18-松开1.4.2C轴夹紧、松开控制开关为X100.0(CCTL_X)；X100.1(CJ_X)-夹紧到位输入信号;X100.2(CS_X)-松开到位输入信号；Y100.2(CJ_Y)-夹紧输出信号;Y100.3(CS_Y)-松开输出信号。1.4.3C轴相关参数K6.5为选择是否检查C轴夹紧信号：0-不检查1-检查。K6.6为选择C轴输出信号控制方式：0-电平输出；1-脉冲输出。表2控制回路端子的一览表种类种类端子信号端子功能说明输出控制信号M1-M2主轴定向完成，M1-M2端子之间闭合输入控制信号P_内部直流24V电源对应的0VX1正转运行时闭合X2反转运行时闭合X3主轴定向时闭合X4刚性攻丝时闭合X8速度/位置切换，闭合时为位置状态P+_内部直流24V正极模拟量输入信号F2直流0V~10VFC模拟量输入公共端2蒙德MF交流主轴伺服驱动器原理图（见图1、表2)图1交流主轴伺服驱动器原理图3数控系统电气原理图（见图2）图2数控系统控制具体参数和编程方法参照数控系统使用说明和交流主轴伺服驱动器使用手册。4结束语将此系统运用在全功能数控车床和车削中心上，能够满足对回旋转体的圆柱面、圆弧面、圆锥面、切槽以及钻孔、扩孔、铰孔等进行批量、高效、高精度的自动加工。由于它功能全、生产效率高、加工范围广可以与进口数控系统相媲美。参考文献：[1]北京凯恩帝数控技术有限公司.K1000T_4YAXES数控系统使用说明[Z].[2]江门市蒙德电气有限公司.IMS-MF系列交流主轴伺服驱动器使用手册[Z].