三座标数控冲槽机电气数控系统开发

0 引言

　　本科题是为解决冲剪分厂的扇形片、圆片和铆孔冲片的生产瓶颈问题而进行的三坐标数控；中槽机电气及数控系统的研究，哈尔滨电机厂有限责任公司；中剪分厂十六吨数控冲槽机工作台的液压伺服系统精度问题已不能进行扇形冲片及圆形冲片的生产。而铆孔冲片的生产也经常出现问题。为了彻底解决这一难题，开始进行新型三坐标数控冲槽机数控和电气系统的研发工作。其内容包括上位机，下位机，伺服和驱动系统及机床电气。通过这次研发实现原有机床的全部功能。

1 概述

　　通过进行新型三坐标数控；中槽机数控和电气系统的研发工作，完成三坐标数控冲槽机研制并使其能够进行各种电机铁芯矽钢片的生产。这一台三坐标数控冲槽机的研发完全是从新设计一个三坐标冲槽机的数控系统。对所有功能、产品的要求和生产工艺的要求编写数控系统程序流程框图。三坐标数控冲槽机是专用数控的设备，它是专门为电机生产行业加工各种电机定子、转子铁芯冲片而使用的。在其生产工艺上与其它数控冲床有相当大的区别。所以普通的应用于冲床的数控系统根本满足不了它的需要。根据以上情况我们必须进行数控系统本身的研究。经过周密的调研及对产品和生产工艺认真分析研究并进行了大量的准备工作，完成了三坐标数控冲槽机数控电气系统的研制工作。

2 数控冲槽机电气数控系统开发内容

　　2.1 硬件设计

　　三坐标数控冲槽机数控系统采用当今世界上最著名的西门子公司的840D标准数控系统与台湾ADVANTECH(研华)公司的AWS一8430TP—G开放式高标准工业级工作站相结合的方式控制三坐标数控冲槽机的工作台运动。

　　该机床的系统控制采用层次的CNC系统思想，即AWS一8430TP-G工作站作为上位机，西门子840D的PCU50作为下位机的管理来完成对底层设备的管理和宏观控制。而三坐标数控；中槽机的位置控制、PLC控制由西门子840D数控系统的NCU573．2单元来完成。根据以上硬件设计原则，结合三坐标数控冲槽机数控系统的特点，提出了一种以西门子840D数控系统的NCU573．2单元器为控制核心，AWS一8430TP—G工作站为系统支撑单元的上下位机控制方式。

　　其中AWS一8430TP—G工作站作为系统的上位计算机，主要完成系统的管理、人机交互动态现实、预处理、参考计算及图象处理。上下位机之间采用当今最流行的工业控制总线PROFIBUS DP进行通讯，通过PROFIBUS DP总线将西门子840D系统的各个部分连接起来，NC CPU与PLC CPU之间的通讯采用双口动态存储器实现数据交换。

　　PCU 50单元：PCU50单元是西门子开发的作为人机交互界面的新一代的人机交互系统，它是安装在机床控制面板的背面三坐标数控冲槽机是专为生产电机定子及转子铁心冲片的专用数控机床，它有与其他标准数控机床及普通数控冲床，冲切机不同的特点。根据电机定子及转子铁心冲片的不同情况及技术工艺要求，所生产的电机定子及转子铁心冲片也不尽相同所以不能使用普通数控冲床或冲切机必须满足其工艺要求，进行各种冲片的工艺编程，来实时的象机床提供编程数据。这就需要有一个高性能的计算机来编制数据进行一边计算一边加工的功能，所以我们选择了台湾ADVANTECH(研华)公司的AWS一8430TP—G开放式高标准工业级工作站。它给我们提供了由用户进行开发的可能性，使我们可以采用高级语言进行特殊工艺的计算及编程，这样用户可以自己编制友好的用户界面来完成用户的程序，如果用标准的数控系统来编程是相当困难的。