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　　摘 要：責(zé)任編輯探討怎樣借助中達(dá)中聯(lián)PUTNC-HCL-T增強(qiáng)型滾珠軸承數(shù)控系統(tǒng)，并相互配合華邦 ASD系列產(chǎn)品溝通交流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)、華邦VFD-VE系列產(chǎn)品高性能磁束向量掌控溝通交流逆變器、CS7切入點(diǎn)專供編解碼器的一體化掌控平臺(tái)化解方案來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)中檔滾珠軸承向具有車、銑A43EI235E加工機(jī)能中高端研磨中心的機(jī)能轉(zhuǎn)變。

　　關(guān)鍵詞：CNCA43EI235E加工 中檔滾珠軸承 車銑A43EI235E 切入點(diǎn)C軸機(jī)能

　　1 引言

隨著機(jī)械冷加工領(lǐng)域零件產(chǎn)品的多樣化少量化以及日趨復(fù)雜化，金屬研磨制造業(yè)對(duì)能加工出高質(zhì)量、高精度、高工作效率、低成本產(chǎn)品的CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控）機(jī)床的需求日益減少。同時(shí)作為數(shù)控機(jī)床制造商，怎樣在現(xiàn)有制造潛能的基礎(chǔ)上能簡(jiǎn)單、實(shí)用、高效、經(jīng)濟(jì)地制造出具有A43EI235E加工潛能的CNC機(jī)床，在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存并發(fā)展，也是產(chǎn)品研發(fā)的主要目標(biāo)和方向。為此機(jī)床的設(shè)計(jì)與制造者們一直在做出不懈的努力。

　　一個(gè)零件產(chǎn)品的制造，一般來(lái)說(shuō)須要多道成品方能順利完成，相同的工藝方法有著相同的加工原理和特點(diǎn)，相同的加工成品有著相同的加工目的和明確要求，因而它們各自須要用著相同的加工設(shè)備來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

在現(xiàn)代的制造工藝中，一個(gè)零件的制造往往就須要有多種、多臺(tái)相同的加工設(shè)備來(lái)順利完成。這不僅減少了設(shè)備的臺(tái)數(shù)和制造廠房的占地面積，進(jìn)而減少了企業(yè)的投入，而且由于制造過(guò)程中零件需在工藝和成品設(shè)備間等待、運(yùn)輸、檢查和重新定位裝夾等因素，既影響加工精度，也必然減少了不少制造遠(yuǎn)距時(shí)間。統(tǒng)計(jì)表明，這部分非加工時(shí)間將占到零件制造總周期性的70%~95%左右，進(jìn)而大大地制約了制造工作效率的提高。

　　隨著金屬研磨制造業(yè)蓬勃發(fā)展，對(duì)于現(xiàn)代加工方式，甚至是采用一般的集中式cnc加工方式都可能已不能滿足機(jī)床用戶對(duì)復(fù)雜零件的加工明確要求。取而代之的就是把相同加工技術(shù)集中在同一個(gè)臺(tái)機(jī)床邊順利完成的張禎的A43EI235E加工方式，并已成為未來(lái)機(jī)床發(fā)展的重要方向。

CNCA43EI235E加工就是把幾種相同的加工工藝，放在同一個(gè)臺(tái)數(shù)控機(jī)床邊來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)零件的加工，例如在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床邊能展開(kāi)研磨加工、銑床加工、鉆頭加工等。CNCA43EI235E加工是近年來(lái)金屬研磨加工領(lǐng)域中最流行的先進(jìn)制造技術(shù)之一。具有A43EI235E加工潛能CNC機(jī)床的最大的優(yōu)點(diǎn)就是能透過(guò)一場(chǎng)零件裝夾，即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)零件多種相同工藝的加工，進(jìn)而達(dá)到減少機(jī)床和夾具，免去成品間的搬運(yùn)和儲(chǔ)存，提高零件加工精度，縮短制造周期性和節(jié)約作業(yè)面積的目的，為采用者帶來(lái)效益。

　　根據(jù)圖1展示什羅克熔化熔化室零件加工圖，現(xiàn)代的加工方式須要下3道基本加工成品方能順利完成：采用CNC滾珠軸承或是小型液壓仿形滾珠軸承來(lái)加工外圓輪廓；采用杜博韋加裝游標(biāo)卡尺卡盤或是專供夾具同時(shí)實(shí)現(xiàn)來(lái)游標(biāo)卡尺鉆頭；采用杜博韋加裝專供的快換夾頭來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)側(cè)面的鉆頭和攻絲。

　　而在具有A43EI235E機(jī)能的CNC滾珠軸承上制造時(shí)，透過(guò)一場(chǎng)成品裝夾，簡(jiǎn)單的NC編程就能方便快速的同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所有加工步驟，極大的提高了加工工作效率。

　　圖1 什羅克熔化熔化室

　　3 車銑A43EI235E機(jī)能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)以及和中檔CNC滾珠軸承的差別

　　3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)的差別

以研磨為基礎(chǔ)的CNCA43EI235E加工滾珠軸承，通常是以一般CNC數(shù)控滾珠軸承為基礎(chǔ)，配上一個(gè)多個(gè)工位的刀架和動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)展而成，加工對(duì)象主要是軸類、盤套類等慢速體零件。除主要展開(kāi)研磨加工外，還能展開(kāi)部分的銑床、鉆頭和攻絲等加工。為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)滾珠軸承上透過(guò)一場(chǎng)裝夾，便可對(duì)慢速體零件展開(kāi)全部或大部分的加工，因而在它滾珠軸承的床身上，除了能加裝一般的研磨外，還要具有能加裝上車床、鉆頭和絲錐等轉(zhuǎn)動(dòng)的遠(yuǎn)距燃?xì)廨啓C(jī)，這點(diǎn)是具有車、銑A43EI235E機(jī)能CNC滾珠軸承機(jī)械結(jié)構(gòu)上區(qū)別于中檔滾珠軸承的顯著特征。

　　3.2 CNC掌控系統(tǒng)的差別

（1）C軸機(jī)能。對(duì)于具有車、銑A43EI235E機(jī)能CNC滾珠軸承，它掌控系統(tǒng)的切入點(diǎn)地下通道，除了能執(zhí)行S代碼切入點(diǎn)的機(jī)能，掌控機(jī)床切入點(diǎn)變速轉(zhuǎn)動(dòng)外，還要能同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)床切入點(diǎn)能精確游標(biāo)卡尺的C軸機(jī)能和C與Z軸、C與X軸的協(xié)同機(jī)能。具有這樣A43EI235E機(jī)能CNC滾珠軸承不僅能像一般數(shù)控滾珠軸承那樣能對(duì)慢速體零件的內(nèi)外表面（含圓柱面、錐面、曲面等）、端面展開(kāi)研磨加工，還能借助C-Z軸協(xié)同機(jī)能車螺紋，借助C軸游標(biāo)卡尺機(jī)能和X或Z軸上加裝的動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)展開(kāi)偏離慢速體零件中心線的鉆頭和銑床加工，進(jìn)而大大地?cái)U(kuò)展了數(shù)控滾珠軸承A43EI235E加工的潛能。

（2）多軸的掌控潛能。標(biāo)準(zhǔn)的中檔的CNC滾珠軸承一般來(lái)說(shuō)配置1路切入點(diǎn)地下通道（轉(zhuǎn)換器切入點(diǎn)或是逆變器切入點(diǎn)）和2路轉(zhuǎn)換器進(jìn)給軸地下通道（X軸、Z軸），而具有車、銑A43EI235E機(jī)能CNC滾珠軸承，還須要減少遠(yuǎn)距燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)鉆頭和銑床加工，因而就須要掌控器能提供更多的轉(zhuǎn)換器軸地下通道（如A軸、Y軸）來(lái)掌控遠(yuǎn)距燃?xì)廨啓C(jī)，滿足掌控的明確要求，如圖2所示。

　　圖2多軸加工

　　4 如前所述中達(dá)中聯(lián)智能化平臺(tái)的車銑A43EI235E加工化解方案

　　綜合上述的分析，我們了解到從中檔滾珠軸承向具有A43EI235E加工潛能的CNC滾珠軸承的轉(zhuǎn)變是須要在機(jī)床電氣掌控架構(gòu)和機(jī)械設(shè)計(jì)兩個(gè)方面同時(shí)入手來(lái)滿足的明確要求的，對(duì)于后者因?yàn)槊總€(gè)機(jī)床制造商的機(jī)臺(tái)設(shè)計(jì)不盡相同，而借助中達(dá)中聯(lián)CNC系統(tǒng)的PLC的開(kāi)放性完全能滿足相同的機(jī)械設(shè)計(jì)需求，責(zé)任編輯對(duì)機(jī)械部分不再做探討，主要介紹中達(dá)中聯(lián)在電氣掌控方面能提供的整體化解方案。

機(jī)電智能化產(chǎn)業(yè)制品豐富的中達(dá)中聯(lián)除能提供PUTNC-H4CL-T增強(qiáng)型滾珠軸承數(shù)控系統(tǒng)來(lái)滿足具車、銑A43EI235E機(jī)能的CNC滾珠軸承的掌控明確要求外，還能提供華邦 ASD系列產(chǎn)品溝通交流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)、華邦VFD-VE系列產(chǎn)品溝通交流逆變器，CS7切入點(diǎn)專供編解碼器等全套工業(yè)智能化產(chǎn)品來(lái)滿足電氣掌控方面的需求，使機(jī)械制造商有潛能在現(xiàn)有制造潛能的基礎(chǔ)上能簡(jiǎn)單、實(shí)用、高效、經(jīng)濟(jì)地制造出具有A43EI235E加工潛能的CNC機(jī)床，進(jìn)而為機(jī)械制造商和最終用戶帶了更大的利益。

　　4.1 CNC 掌控系統(tǒng)介紹

如前所述金屬研磨制造業(yè)對(duì)具有A43EI235E加工潛能的CNC機(jī)床的市場(chǎng)需求和未來(lái)發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)，中達(dá)中聯(lián)在2006年底將PUTNC-H4CL-T增強(qiáng)型滾珠軸承數(shù)控系統(tǒng)推向市場(chǎng)（圖3）。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的PUTNC-H4CL-T增強(qiáng)型滾珠軸承數(shù)控系統(tǒng)采用了全新的硬體設(shè)計(jì)架構(gòu)，完全繼承了中達(dá)中聯(lián)數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作易用性的特點(diǎn)，使其性能更加出色。

　　PUTNC-H4CL-T技術(shù)特點(diǎn)：

　　圖3 PUTNC-H4CL-T滾珠軸承數(shù)控系統(tǒng)

　　圖3 PUTNC-H4CL-T數(shù)控系統(tǒng)

　　（1）開(kāi)放式的系統(tǒng)架構(gòu)，內(nèi)含嵌入式 PLC。 LCD界面可規(guī)劃 ，能滿足相同機(jī)械制造商的客制化需求。

　　（2）10.4寸彩色液晶顯示器，視野更大、更清晰。

　　（3）分體式操作平臺(tái)，采用更方便，操作更靈活。

　　（4）最大掌控轉(zhuǎn)換器地下通道數(shù)：4路轉(zhuǎn)換器軸（X、Z、Y、A）。

　　（5）切入點(diǎn)掌控地下通道數(shù)：能掌控1路轉(zhuǎn)換器切入點(diǎn)或變頻切入點(diǎn)，切入點(diǎn)掌控具有S切入點(diǎn)機(jī)能和C軸任意角度游標(biāo)卡尺機(jī)能。

　　（6）車、銑一體機(jī)的設(shè)計(jì)理念，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)C與Z軸、C與X軸的協(xié)同機(jī)能，能展開(kāi)螺旋槽銑床，高精度螺紋加工等豐富加工機(jī)能。

（7）相互配合車床、鉆頭和絲錐等轉(zhuǎn)動(dòng)的遠(yuǎn)距燃?xì)廨啓C(jī)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)剛性攻絲、、X軸向鉆頭、Z軸向鉆頭、偏心剛性攻絲等A43EI235E加工機(jī)能。

　　4.2 CNC系統(tǒng)的參數(shù)配置

　　采用PUTNC-H4CL-T滾珠軸承數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)界面，機(jī)床制造商能方便的透過(guò)相應(yīng)參數(shù)配置來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)切入點(diǎn)機(jī)能和遠(yuǎn)距動(dòng)力頭機(jī)能，而無(wú)須對(duì)CNC的PLC程序展開(kāi)。進(jìn)而能更輕松的構(gòu)建CNC滾珠軸承A43EI235E加工所需各項(xiàng)掌控機(jī)能，如圖4所示。

　　圖4數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)界面和切入點(diǎn)參數(shù)配置界面

　　4.3 CNC滾珠軸承A43EI235E加工的NC編程

對(duì)于PUTNC-H4CL-T滾珠軸承數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了專供的NC指令代碼，能方便的掌控切入點(diǎn)游標(biāo)卡尺、遠(yuǎn)距動(dòng)力頭轉(zhuǎn)動(dòng)、同時(shí)實(shí)現(xiàn)剛性攻絲、、X軸向鉆頭、Z軸向鉆頭、偏心剛性攻絲等A43EI235E加工機(jī)能。表1列舉了常用的NC指令代碼。

　　表1 A43EI235E加工常用NC編程代碼

　　5 華邦 ASD系列產(chǎn)品溝通交流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)

　　華邦A(yù)SD-A系列產(chǎn)品進(jìn)階型溝通交流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)和ASD-B標(biāo)準(zhǔn)型溝通交流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)是華邦電子分別于2003年和2005年面向市場(chǎng)推出的2款主流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品，能全方位滿足工業(yè)用戶的需求，特別在CNC機(jī)床的應(yīng)用上性能表現(xiàn)更加優(yōu)異。

　　華邦轉(zhuǎn)換器針對(duì)于CNC機(jī)床領(lǐng)域特點(diǎn)：

　　（1）內(nèi)建完整的三種（位置 / 速度 / 轉(zhuǎn)矩 模式）基本掌控機(jī)能，能方便的和上位掌控器連接。

　　（2）動(dòng)態(tài)響應(yīng)性好，轉(zhuǎn)換器整定時(shí)間1ms、空載狀態(tài)下-3000RPM~3000RPM的加速時(shí)間10ms。

（3）PDFF（ Pseudo-Derivative Feedback and Feedforward）強(qiáng)健式掌控架構(gòu)相應(yīng)更快速、對(duì)外部干擾有更強(qiáng)的抑制補(bǔ)償潛能，進(jìn)而能保證車刀研磨瞬間,或是其它外力突然介入時(shí)，轉(zhuǎn)換器定位或定速被影響很少，如圖5所示。

　　（4）轉(zhuǎn)換器的自動(dòng)增益調(diào)整機(jī)能，能自動(dòng)評(píng)估負(fù)載情況并合理設(shè)置轉(zhuǎn)換器增益，進(jìn)而使轉(zhuǎn)換器調(diào)試更簡(jiǎn)單、更快捷，且轉(zhuǎn)換器定位更精準(zhǔn)，無(wú)超越量和加速度過(guò)沖。

　　圖5 PDFF強(qiáng)健式掌控架構(gòu)

　　（5）提供共振抑制機(jī)能和低通濾波器機(jī)能，能有效彌補(bǔ)機(jī)械的不足和缺陷。

　　（6）華邦A(yù)SD-A系列產(chǎn)品進(jìn)階型溝通交流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)更具有游標(biāo)卡尺定位機(jī)能，相互配合CNC系統(tǒng)PLC的I/O規(guī)劃能輕松同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器刀庫(kù)掌控，參見(jiàn)圖6。

圖6 ASD-A系列產(chǎn)品內(nèi)置的伺服游標(biāo)卡尺機(jī)能

　　6 華邦VFD-VE系列產(chǎn)品高性能磁束向量掌控溝通交流逆變器

　　華邦VFD-VE系列產(chǎn)品是2007年為滿足高端市場(chǎng)推出的一款全新產(chǎn)品，其頻率輸出范圍為0~ 600 Hz，而V2H型的輸出更高達(dá)3600Hz，完全能滿足CNC機(jī)床高速切入點(diǎn)的掌控需求。借助獨(dú)特位置掌控機(jī)能，相互配合H4CL-T系統(tǒng)的C軸機(jī)能亦可同時(shí)實(shí)現(xiàn)切入點(diǎn)任意角度游標(biāo)卡尺機(jī)能。

　　VFD-VE系列產(chǎn)品溝通交流逆變器特點(diǎn)：

　　（1）內(nèi)置V/F，向量掌控。轉(zhuǎn)矩掌控，以及位置掌控機(jī)能。

　　（2）頻率輸出范圍為0~ 600 Hz，高端機(jī)型的輸出更高達(dá)3600Hz。

　　（3）速度掌控精度：FOC+PG閉回路掌控，可達(dá)+/-0.02%。

　　（4）低速力矩：0.5HZ可達(dá)150%。

（5）可做馬達(dá)參數(shù)和負(fù)載慣量估測(cè)以及高速弱磁曲線估測(cè)機(jī)能。

　　（6）機(jī)械煞車掌控機(jī)能、瞬時(shí)停電時(shí)減速機(jī)能。

　　（7）馬達(dá)溫度回授保護(hù)（PTC）機(jī)能。

　　7 華邦CS7切入點(diǎn)專供編解碼器

　　CS7切入點(diǎn)專供編解碼器特點(diǎn)：

　　（1）最高適應(yīng)轉(zhuǎn)速高達(dá)8000RPM，最高相應(yīng)頻率為300kHZ。

　　（2）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)能適應(yīng)重負(fù)載工作環(huán)境，耐震動(dòng)，耐高溫。

　　（3）航空接頭，防護(hù)等級(jí)為IP65,適用于高油氣環(huán)境。

　　（5）模塊化設(shè)計(jì)，多種規(guī)格可選，可靠性高。

　　8 結(jié)束語(yǔ)

A43EI235E加工技術(shù)是未來(lái)CNC機(jī)床發(fā)展的重要方向。中達(dá)中聯(lián)量身定度的整體智能化化解方案，對(duì)于機(jī)床制造商而言完全能滿足中檔機(jī)床向具有A43EI235E機(jī)能中高端機(jī)床的機(jī)能轉(zhuǎn)變。讓機(jī)床制造商能尋找到更高的目標(biāo)市場(chǎng)，產(chǎn)品更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

　　對(duì)于機(jī)床最終用戶而言，應(yīng)用了A43EI235E加工技術(shù)的CNC機(jī)床，結(jié)合中達(dá)中聯(lián)掌控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和易用性，制造工藝也將由現(xiàn)代集中式制造轉(zhuǎn)變?yōu)橄冗M(jìn)張禎制造式，產(chǎn)品質(zhì)量和零件的制造周期性也將有“質(zhì)”和“量’的飛躍,進(jìn)而為其創(chuàng)造出更大的效益。顯而易見(jiàn)，由于化解方案集成了單一品牌智能化平臺(tái)，使得如前所述中達(dá)中聯(lián)CNC機(jī)床的最終用戶容易獲得設(shè)備生命周期性總擁有利益TB0(Tota1Benefit 0f 0wnerShip)最大化的經(jīng)濟(jì)技術(shù)特點(diǎn)。

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