武汉华中数控股份有限公司 余楹飞/ 叶琦/ 王増然
基金项目：“高档数控系统在航空领域的示范应用”科技重大专项课题（2013ZX04012021）
摘要
华中8型是武汉华中数控股份有限公司开发的总线式数控系统，它基于具有完全自主知识产权的NCUC工业总线技术上，采用模块化、开放式体系结构的高可靠性设计，具有高速高精、多轴多通道、车铣复合控制、云数控、五轴加工等控制功能，具有极高的性价比。本文主要介绍了华中8型数控系统进给轴当主轴使用的功能。
关键词：数控系统、模块化、进给轴、主轴
Abstract
HNC-8 is a field-bus numerical control system developed by Wuhan Huazhong Numerical Control Co.Ltd. It is based on NCUC industrial bus technology with independent intellectual property rights, uses the high reliability design with modularization and open architecture, and is characterised as high cost-performance ratio with the control function of high-speed and high precision, multi-axes and multi-channels, turning-milling compound, cloud service of NC, 5-axis machining etc. This document specifies how to use the feed axis as the spindle in HNC-8.
Keywords: numerical control system, modularization, feed axis, spindle
一、 本文研究的目的和意义
国产数控系统在航空领域的应用水平相对较低，为了满足航空制造领域关键零部件的加工需求，国产数控系统应进行功能的深度开发，提升国产数控系统的功能、性能和可靠性水平。国产数控机床的主轴电机价格贵、力矩大、体积也大，一般情况下是速度控制。进给电机价格便宜、力矩小、体积也小，一般情况下是位置控制。华中8型数控系统开发的进给轴当主轴使用的功能有非常重要的意义：在主轴安装空间较小的机床上，进给轴电机体积小，可以替换主轴电机实现主轴电机的功能；进给轴电机价格便宜，用进给轴电机替换主轴电机可以降低成本；进给轴电机是位置控制模式，速度波动小，稳定性好，加工的零件光洁度好；在双主轴同步交换工件的过程中，进给轴电机的位置控制模式比主轴电机的速度控制模式精度更高，可以避免在交换工件的过程中扭伤工件。
二、 功能实现
1、参数设置
系统中需要设置的参数有：通道参数、坐标轴参数、设备接口参数。
（1）通道参数
将通道参数中参数号为040011的参数“主轴1轴号”设为3。此参数设为3后将和坐标轴参数中的逻辑轴3和设备接口参数中的“AX”配置的逻辑轴3达成映射关系。
（2）坐标轴参数
坐标轴参数中，逻辑轴3是主轴1的映射坐标轴。逻辑轴3中需要设置的参数见表1。
3中需要设置的参数见表1。
表1 逻辑轴3需要设置的参数
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参数号 |
参数名称 |
参数值 |
|
103000 |
显示轴名 |
A |
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103001 |
轴类型 |
9 |
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103004 |
电子齿轮比分子 |
360000 |
|
103005 |
电子齿轮比分母 |
10000 |
（3）设备接口参数
设备参数中识别的逻辑轴3中需要设置的参数见表2。
表2 设备接口参数中需要设置的参数
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参数号 |
参数名称 |
参数值 |
|
509010 |
工作模式 |
1 |
|
509011 |
逻辑轴号 |
3 |
|
509014 |
反馈位置循环方式 |
2 |
|
509015 |
反馈位置循环脉冲数 |
10000 |
|
509016 |
编码器类型 |
1 |
2、PLC设置
PLC中涉及到的F和G寄存器见表3。不同的逻辑轴号对应的F和G寄存器是不一样的。如逻辑轴3对应的定向完成是寄存器F【3*80+1.5】，即F241.5。逻辑轴2对应的正转寄存器G【2*80+1.6】，即G161.6。
表3 PLC中涉及到的F和G寄存器
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F【轴号*80+1.5】 |
定向完成 |
|
F【轴号*80+1.6】 |
零速到达 |
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F【轴号*80+1.7】 |
转速到达 |
|
G【轴号*80+1.5】 |
定向 |
|
G【轴号*80+1.6】 |
正转 |
|
G【轴号*80+1.7】 |
反转 |
PLC中需要修改的寄存器见表4。
表4 PLC中需要修改的寄存器
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修改前 |
修改后 |
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F403.8(定向完成) |
F241.5(定向完成) |
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F402.14(转速到达) |
F241.7(转速到达) |
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F402.15(零速到达) |
F241.6(零速到达) |
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G402.12（主轴定向） |
G241.5（主轴定向） |
将原PLC中图1的内容更改为图2的内容。
图1（更改前）
三、 结束语
华中8型高档型数控系统具有的进给轴当主轴使用的功能，可以满足用户不同的需求，在满足生产要求的前提下，可以有效的降低用户购买设备的成本，从而降低生产成本，提高产品的竞争力。此功能已经在华中数控系统用户处得到广泛的应用，特别是在磨床中应用较多。另外，在一些航空航天用户中，华中数控系统配置的双通道、双主轴高档数控机床可以满足航空航天领域关键零部件的加工需求，提升了国产数控系统的功能水平，提升了国产数控系统在航空领域的应用水平。
