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復合式鏜銑加工中心的電氣部份
閱讀：136 發布時間：2020-8-12
復合式鏜銑加工中心將鏜削和高速銑削功能集中在一臺機床上，工件一次裝夾后能完成除安裝面外的側面和頂面的５ 個面加工，可減小工件的幾何誤差［１－２］，其具有高效率、高精度的特點。對于復雜的空間曲面，如坦克傳動箱體、汽車變速箱和飛機結構件等，可以通過一次安裝定位完成深孔鏜削及零件表面的銑削、鉆孔和攻絲等加工，從而達到減少機床和夾具、避免工序間的搬運和儲存、提高工件加工精度以及縮短加工周期和作業面積的目的［３］。
復合式鏜銑加工中心是既有鏜削功能又有銑削功能的加工設備，采用數控系統的雙軸組功能可以同時執行２個加工程序，互不影響，也可在加工時實時監控到２個軸組的加工狀態，通過２ 個軸組內的數據采集、比較和交換，實現２個程序同步運行。與 采用２套 ＣＮＣ 數控系統相比，該數控系統更經濟、快捷和準確。ＮＵＭ ＰＯＷＥＲ１０５０ 是開放式、全功能、全數字化的數控系統，可以完成多軸及多軸組的控制。
１ 機床結構和運動
機床采用框架式結構，為臥式鏜床和立式銑床復合的加工中心。其包括高速銑削電主軸、銑削滑鞍、水平運動滑臺（Ｘ 軸）、旋轉工作臺、鏜削主軸箱、鏜削滑鞍、斗笠式刀庫（Ａ 軸）和圓盤式刀庫。該機床的結構布局圖如圖１ 所示，機床包括１ 個旋轉軸
（Ａ 軸）和６ 個直線軸（Ｘ 軸、Ｙ１ 軸、Ｙ２ 軸、Ｚ１ 軸、
Ｚｓ１軸、Ｚ２ 軸），其中，Ｙ１、Ｚ１、Ｚｓ１ 是臥式鏜床的伺服軸，Ｚ１及其同步軸 Ｚｓ１ 共同控制垂直運動，雙電動機控制維持了鏜床滑枕在垂直方向的鏜削平衡， 減少了Ｚ軸方向的加工誤差；Ｙ２、Ｚ２ 是立式銑床的伺服軸。
機床水平運動滑臺（Ｘ 軸）上裝有高精度液壓等分圓盤工作臺，鏜削及銑削加工共用一個工作臺，系 統可通過外部參數在加工程序中進行切換，來決定 工作臺參與銑削或者鏜削；旋轉工作臺接受運動指令可做９０°等分運動，由變頻器控制的高速銑削電 主軸直接驅動圓柱立銑刀，實現無極調速；通過 Ｘ、
Ｙ２ 和 Ｚ２ 三軸聯動可完成箱體類零件平曲面的高速銑削加工。在框架的立柱上安裝由主驅動單元控制的鏜削主軸箱，在進行箱體深孔的鏜削加工時，鏜削主軸可以在 Ｙ１、Ｚ１方向運動，與分度工作臺進行聯動，可實現一次裝夾完成５個面的加工，從而提高加工精度和生產效率。
２ 機床電氣控制
全數字的 ＮＵＭ ＰＯＷＥＲ１０５０ 系統是專門為控制高速加工機床設計的，的數控系統之一 。其是一個多處理器的 ＣＮＣ［４］，具備杰出的實時處理能力，采用６４ 位 ＣＰＵ，系統掃描周期為２ ｍｓ，位置環刷新周期為０．２ ｍｓ，速度環為０．１ｍｓ，電流環只有０．０５ ｍｓ，處理速度快，位置控制精度高。全數字系統簡化了硬件連線，提高了系統的可靠性。高速的數字通信（４ Ｍｂｄ），更短的響應時間，更寬的響應帶寬，更高的測量反饋，特別適合用于高精度和高速的多軸數控機床。機床控制系統由帶有ＰＣ－ＢＡＳＥＤ 面板的 ＮＵＭ ＰＯＷＥＲ１０５０ 控制
系統、高性能的 ＭＢＬＤ 主軸驅動模塊和 ＭＤＬＵ 軸
驅動模塊組成，智能化驅動模塊通過 ＳＢＣＥ 數字總線與 ＣＮＣ 相連，ＦＳ１５ｌｉＰＣ 顯示器自身就是一臺多功能的集成工業 ＰＣ，不 再需要上位機，操 作面板ＭＰ０２與系統采用光纖連接，所有的驅動模塊共用一個電源模塊（集成在 ＭＢＬＤ 中）。ＮＵＭ ＰＯＷＥＲ１０５０提供一個模擬輸入／輸出端口（ＩＴ／ＡＮＡ），端口的模擬量輸出可作為控制變頻器的指令電壓，實現數控系統對高速銑削電主軸的無級調速控制。
圖２ 為鏜銑加工中心的電氣連接圖，直線軸反饋原件為海德漢１Ｖｐｐ 型直線光柵尺，不需要外部信號轉換單元，實現了機床的全閉環控制，提高了機床的加工精度。