基于三菱E60S系统的高速高精数控车床电气控制的设计

0 引言

　　随着制造业加工精度和效率要求的提高，对高速高精数控车床的需求也在日益扩大。目前，国内高速高精数控车床的关键配套件仍然依靠进口，特别是数控系统，其不仅占整机价格的比重最大，且在机床的电气控制系统中起着重要的作用。因此，性价比好的数控系统对降低高速高精数控车床整机的价格和提高整机的性价比尤为关键。本文以GSCK200A数控车床为例，介绍开发过程中数控系统选型和电气控制设计的要点，并对主要控制电路的设计思路作具体说明。

1 数控车床功能及控制要求分析

　　GSCK200A高速高精数控车床功能广泛，可以加工圆柱、圆锥、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂且精度高的工件。要达到高速高精加工，要求主轴转速和定位、X／z轴插补运动、刀具的换刀、卡盘夹紧和松夹、尾架进退等指标都要快和准，这些指标都和机床的控制系统有关。GsCK200A高速高精数控车床采用了便于排屑的倾斜45。硬导轨结构，该机床共由12大部分组成，其中包括液压系统和电气系统两大控制系统，该机床的结构组成图如图1所示。本文主要针对机床控制系统中的电气系统进行设计。

图1 GSCK200A高速高精数控车床结构原理图 

2 数控系统选型

　　实现上述控制要求，CNC数控系统是本车床控制系统设计的核心，有必要采用进口全功能CNC数控系统。我国大多数：果用的进口数控系统有德国西门子、日本FAUNC和三菱系统。FAUNC 0i Mate、西门子802D和三菱E60S是中档数控机床中比较经济性的数控系统，其中，FAuNC 0i Mate可控轴数为8，西门子802D可控轴数为5，三菱E60s可控轴数为5；三种数控系统的加工精度都可以达到微米级。且GSCK200A机床所要控制的轴数为3，两个进给轴和一个主轴，加工精度需达到微米级，因而，上述三种数控系统均可以满足该数控车床的功能、加工精度要求。FAUNC 0i Mate系统及其相应的电机总成和西门子802D系统及其相应的电机总成的价格都在8万元左右，而三菱E60s系统及其相应电机总成的价格在6万元左右，综合考虑GSCK200A高速高精数控车床性价比要求，本设计选用三菱E60S数控系统。E60S内含64位CPu，采用控制器与显示器一体化、X／Z轴伺服驱动器一体化的超小型设计，配置薄型伺服电机和高分辨率绝对编码器，内置简体／繁体中文和日文／英文标准4种操作界面，通过参数设置来控制车床或铣床，是车铣两用的高性能数控系统。