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数控机床龙门坐标同步研究
作者:广州依纳  发表时间:2013-03-04  点击:96
本文简要介绍了采用SINUMERIK 840D系统及其SIMODRIVE 611D伺服驱动系统的数控机床同步轴的实施方案和调试方法。 关键词:同步轴;主导轴;跟随轴;数据块;参考点 一、 前言 由于机床本身结构的需要,BAO证机床的整体刚性以及长导轨的稳定性,因此对于同一个坐标采用同步电机驱动,是当今机床厂普遍采用的方法。有助于提高伺服系统的刚性,克服单丝杠引起的位置偏差,避免弹性变形,确保机床的高精度。 二、功能简介 同步轴功能一般用在2个或多个机械连接的机床坐标,该坐标没有JI械偏移;在编程的基础上,定义一个同步的坐标。 同步移动时,系统检测位置的当前值,是否在系统设定的误差范围之内。当同步附属轴偏离主动轴位置范围之外的话,系统会停止所有的坐标移动,有效防止由于不同步对机床机械部分进行的损坏。 同步轴功能的目的是为了严格检测坐标在导轨上的移动精度。 三、 应用 同步轴功能用于大型龙门铣床的龙门同步功能,每一边都由自己本身的位置测量循环系统。由于机械硬件连接需要,两个驱动B须有同步,已BAO证机械应力变形。一个同步组由一个主导轴和Z多2个从动轴组成。 四、硬件组织和同步定义 大型数控龙门铣床是由多个坐标单元组成(见下图)。每个坐标驱动都是单独的驱动系统,有自己的测量循环,组成一个完整的坐标系统。当机械坐标移动时,如图两组坐标X和X1,Z和Z1B须BAO证完全同步,否则会对机械部件造成损害。 http://www.inadaili.com/200841516251253.jpg4.1关键词含义: ①同步轴组 同步轴组由到少一对坐标组成,包含一个主动轴和一个从动轴,这些轴都为机械连接。移动时B须同时由NC控制移动。所不同的是两个坐标位置检测系统都是单独的。 ②主动轴 主动轴是NC控制的普通的机械坐标,可对其进行零件编程的直线或旋转轴。轴名是由同步组进行定义的。 ③从动轴 从东轴也是由NC进行控制,但它总是随着主动轴的移动进行移动。轴名也是由同步组进行定义的。 4.2坐标定义 坐标定义是由机床数据GANTRY_AXIS_TYPE来定义的:定义坐标是否属于同步组内,以及是主动轴还是从动轴。每组同步轴组都是由一个主动轴,和Z多2个从动轴组成。 4.3同步轴组的条件 同步轴组不能包含主轴 从动轴不能是定位轴 从动轴不能是另外一个同步轴组的轴名 同步轴组的坐标,每个坐标诸如匹配速度,加速度和动态响应时间等B须一致 4.3同步组实际坐标值误差监控 同步轴警示限制 主动轴与从动轴超出警示范围,NC系统输出报警信息:超出参考范围。同时PLC输出信号,使机床停止自动运行。 同步轴行程限制 同步轴组超出行程范围。 五、同步轴的参考点和同步设定 5.1主动轴的参考点设置方法 坐标的参考点设定由PLC的DB块进行,要根据坐标驱动类型,进行PLC的指定回参考点编程。启动该功能。启动方法为将PLC“Activate referencing” = 1 和“Active machine function REF” = 1) “Traversing key +/–” (DB31, ... ; DBX4.7/4.6)设置为1。 5.2从动轴的参考点设置方法 当主动轴回参考点完成后,从动轴将自动回参考点。从动轴的参考点是由主动轴决定的。不能单独进行从动轴的回参考电动作。 5.3回参考点后同步轴组将根据NC编程要求自动运行。 六、与同步相关的机床资料 6.1 MD NO. 37100 GANTRY_AXIS_TYPE 该机床数据是用来定义2组同步基本特性:该坐标是否属于同步组内坐标,是哪一个坐标(主动轴或从动轴)。具体位设置如下图: http://www.inadaili.com/2008415162531345.jpg对于840D系统,可以配置Z多3个同步组。一个同步组B须要由一个主动轴和Z少一个从动轴组成。同组的轴不能再重复使用,如果定义错误,控制系统将输出“INCORRECT GANTRY MACHINE DATA”信息,提示机床同步组配置错误。 该配置举例如下: 0没有同步轴 1同步轴组1中的主动轴 11同步轴组1中的从动轴 2 同步轴组2中的主动轴 12同步轴组2中的从动轴 3 同步轴组3中的主动轴 13同步轴组3中的从动轴 6.2 MD NO. 37110 GANTRY_POS_TOL_WARNING和37120 GANTRY_POS_TOL_ERROR 这两个数据是为机床同步服务,BAO证机床坐标的正常同步精度,以完成机床的同步运动,并相关的输出信息以提示是否超出机床同步的范围。 定义这些数据后,机床同步就可以试运行。 七、同步轴信号描述 7.1NC控制坐标轴的信号描述 1.开始同步组信号DB 31, ... DBX29.4 ; Start gantry synchronization 使机床同步开始运行,并BAO证同步误差在允许范围之内,否则此信号置0。 2.开始自动同步组信号DB 31, ... DBX29.5 ; Start automatic synchronization 开始自动运行同步组,与上个信号同类。 7.2来自坐标轴的信号描述 1.同步移动误差参考DB 31, ... DBX101.2 ; Gantry trip limit exceeded 系统发出的是否同步信号。由PLC接受并处理。 2.同步警示参考DB 31, ... DBX101.3; Gantry warning limit exceeded 同上。 3.同步轴同步开始DB 31, ... DBX101.4; Gantry synchronization ready to start 4.同步轴组正在同步DB 31, ... DBX101.5; Gantry grouping is synchronized 具体坐标同步信号如下表: http://www.inadaili.com/200841516261849.jpg八、建立一个同步轴组 群组定义:坐标1=主动轴 采用增量测量回馈循环 坐标3=从动轴 采用增量测量回馈循环 D一步:修改以下机床数据 http://www.inadaili.com/2008415162628567.jpg第二步:设置NCK PLC接口信号 PLC程序的设置: axis1 设置: DB31, ... ; DBX 29.4 = 0 DB31, ... ; DBX 29.5 = 1 Axis3置: DB31, ... ; DBX 29.4 = 0 机床准备好信号设置: DB31, ... ; DBB101 第三步:设定MD 37110: GANTRY_POS_TOL_WARNING和 37120: GANTRY_POS_TOL_ERROR 为坐标的Z大值 参考点设置MD 37130: GANTRY_POS_TOL_REF 此坐标数据的大小及关联如下:
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