基于職業教育數控機床裝調維修實訓的伺服系統研發

楊秀文

1 數控裝調維修發展現狀

數控加工在機械制造行業所占比重日益增大，數控機床在生產中的應用已經非常普及，數控機床的先進性、復雜性和智能性使其故障診斷與維修技術遠區別于傳統機床的維修技術，隨著數控技術的發展，數控機床故障的診斷與維修技術在數控生產中的重要性愈顯突出。

2 數控銑床伺服系統研發的意義

數控機床按伺服系統按控制方式可分為開環控制、閉環控制、半閉環控制三類。在數控加工生產中，中小型數控機床因其成本低，柔性強，靈活方便，使用非常廣泛，目前中小型數控銑床三坐標軸均采用半閉環控制，采用帶編碼器的伺服電機，伺服系統結構簡單。隨著市場競爭的日趨激烈，要求數控加工朝高效率高精度方向發展，目前中小數控銑床的半閉環控制技術使其產品的精度受到了限制，通過對機床原有半閉環控制系統研發改造，對提高中小型數控機床提高加工精度、增強競爭力具有重要意義。

作為培養數控裝調維修技術人員的重要平臺，高等職業教育中的數控機床裝調維修實訓要求設備先進化、多樣化，以適應數控維修技術培訓的要求。由于場地、資金等多方面因素，數控維修設備種類數量均有限制，對數控伺服系統進行改造研發，使一臺設備具有多種伺服控制系統具有重要意義。

3 伺服系統研發改造實施與調試

3.1 伺服系統研發總體思路

圖1 改造研發后數控機床伺服系統框圖

為滿足實訓要求，提高學生的綜合技能，與浙江天煌科技實業有限公司協同創新，決定對X、Y、Z三個進給軸均采用半閉環控制技術的THWMZT-1B型FANUC—0iMD系列數控銑床的第二坐標軸進行全閉環控制驅動研發改造，實現一臺數控銑床X軸、Z軸采用半閉環伺服控制，Y軸采用全閉環伺服控制，增加同一機床坐標軸伺服控制類型。系統框圖如圖1所示。

3.2 系統硬件研發

在工作臺Y軸方向加裝光柵尺，并增加光柵尺信號反饋采集模塊，根據機床特點，采用信諾KA600光柵尺。采用FANUC原裝SDU1 A02B-0303-C205分離型模塊。硬件連接圖如圖2所示。

圖2 Y軸伺服系統硬件連接圖

3.3 系統參數設置

系統原來三個坐標軸系統參數設置均為半閉環控制參數設置，為實現Y軸全閉環控制，需要進行Y軸伺服參數更改相關設置，更改參數如下。

（1） 將 Y 軸 的1815的#1參數由0設置為1，如圖3所示。

（2）設置Y軸的柔性齒輪比，分子分母分別設置為1；將Y軸的位置反饋脈沖數由12 500設置為5 000，如圖4所示。

（3）將軸設定中Y軸的分離式檢測器接口單元1的連接器號M1由0設為2，如圖5所示。

圖3 設定設置1815的#1參數

圖4 柔性齒輪比、位置反饋脈沖書設定

設置過之后出現如圖6報警，啟動數控系統即可。

3.4 調試機床

（1）將運行方式切換到手輪狀態，選擇小倍率緩慢移動Y軸，運行過程中電機出現竄動或出現其他情形（異響等）及時停止并排除故障再運行。

圖5 Y軸M1設定

圖6 數控系統報警提示

（2）確認機床最大行程在光柵尺行程內，并回參考點。

（3）讓Y軸執行G00檢驗命令值是否與實際值相等。

4 結束語

通過對生產型半閉環伺服驅動系統數控機床改造，提高了數控機床加工精度，增強了企業生產競爭力。職業院校數控機床裝調維修實訓設備通過系統改造，增加了技能訓練項目，使數控機床裝調設備既能滿足多種伺服驅動系統訓練的要求，又能極大地降低設備購置成本。這一技術必然具有極大的市場，也是數控裝調實訓設備發展的趨勢。

參考文獻：

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