发格8070数控系统在多主轴平面钻床上的应用

一、问题的提出

　　制造大型化工丙烯酸设备，需要大型管板。管板尺寸直径7000mm左右，厚度140mm，钻孔直径31.95mm，总计25440孔，相邻孔精度误差在0.2mm以内，孔粗糙度达到6.31μm。由于管板尺寸大，孔较多，一般机床不能满足要求。国内加工主要通过人工划线或者制作大型模板进行点孔，然后利用摇臂钻进行人工加工，工人工作量大，效率低，光洁度差，精度低。国外有大型的多主轴钻床，但价格昂贵。

二、多主轴平面钻床的规划设计

　　1．结构特点

　　PLD8080A/12型龙门移动式数控钻床采用龙门移动、工作台固定式结构，主要用于大型管板的钻孔和扩孔。床身左右侧面上，各布置两条高承载力的直线滚动导轨副，并安装有高精度斜齿条，配合消隙斜齿轮进行双侧同步驱动，保证龙门精度，形成机床的X轴及同步轴X1。龙门采用钢板组焊而成，经人工时效处理；在龙门前侧安装高承载能力的直线滚动导轨副，其上安装横向滑板；横向滑板的运动采用伺服电机、滚珠丝杠副进行驱动，采用螺母旋转的方式，构成机床的Y1、Y2、Y3、Y4轴。进给轴采用比例方向阀控制液压滑套式自控行程动力头，分为4个钻削动力头组，每组包含3个钻削动力头，构成机床的Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9、Z10、Z11和Z12轴。机床结构见图1和图2。

　　2．数控系统的组建和上位机软件的设计

　　(1)数控系统的配置。机床需要18个进给轴，12个变频主轴。对数控系统的主要功能、报价、产品可靠性、技术服务等方面分析。发格8070 CNC系统是西班牙发格公司开发的高档数控系统，能进行NC程序和PLC程序双向的实时读写修改，有利于各种功能的实现。选择发格8070CNC系统，根据转矩、惯量和速度的要求，配置6个FXM55.20A.E1.000交流伺服电机和AXDl．25．S0-0驱动模块，采用SERCOS通讯标准；进给轴控制采用方向比例阀和编码器组合，选择远程模块，4路反馈输人3个，8路模拟量输出2个；根据PLC所需I/O点数量，配置144/48点，采用CAN通讯标准。

　　(2)数控系统的硬件连接。系统主要包括以发格8070 CNC为核心、各坐标轴的伺服驱动系统、进给轴的方向比例阀、外置编码器、变频主轴等。控制系统的硬件组成及连接如图3所示。

　　(3)上位机软件设计。开发出上位机软件，使产品实现了CAD/CAM直接转换，从而省去了编程和输入的繁琐，真正做到了CNC设备的无图纸化加工，能够使12个主轴的工作效率达到80％以上。