有关五轴联动数控车铣复合加工中心的优化分析

3、改造中的重点事项

　　3.1 改进控制方案

　　主轴控制实现变档三不到位的情况下实现主轴停止，可以采用自动停止的方式，即设定主轴换挡的时间，在设定的时间内主轴变速到位主轴停止，若不到位，超过设定换挡伺服时间主轴亦自动停止，而且在停止后还可以重新启动变速。不改变原设计外部控制线路，在程序内利用PLC的TIM时间指令实现自动变档停车问题，软件编程如下：
　　LD200.02主轴l挡
　　OR200.03主轴2挡
　　OR 200.04主轴3挡
　　AND 200.00
　　ANDNOTTIM005
　　ANDNOTTIM007
　　ANDN0T200.05
　　OUT201D1变档私服、
　　LD2O0.02
　　0R200.03
　　OR 200.O4
　　ANDNOTTIMO06
　　#8
　　LD2O0.O2
　　OR2O0.03
　　0R 200.04
　　ANDNOT201.Ol
　　TIM006
　　#60
　　LD2Ol0l
　　OR20l.O2
　　ANDNOT5.12
　　进 ANDNOT5.l3
　　ANDNOT5.14
　　OUT201.02伺服时间控制
　　UD200.02
　　OR2O0.003
　　OR2O0.004
　　AND201.02
　　TIM007变速停止时间
　　#600

　　3.2 自动换刀动作的PLC编程设计

　　此次改造使用的是西门子公司的S7-300 PLC模块。在PLC 程序设计中，自动换刀编程是重要的外围动作设计任务。该加工中心的刀具交换装置采用可双向旋转的盘式刀库，通过单臂双爪的机械手用16个步骤将刀库中的刀具装到主轴上，每个动作我们都用M 代码进行设定。为防止某个动作不到位，在编程过程中加入了到位信号互锁。另外，主轴换档、坐标运动、紧急停止、冷却液开关、转台夹紧、松开等其它动作的PLC编程设计跟一般卧式加工中心的类似，在此不再介绍。

　　3.3 机床参数的设置

　　在系统调试初期需要先对轴参数进行设置，而各轴需根据实际情况进行配置，在此以分别代表直线、旋转、主轴的X、B、SP三类典型轴为例，介绍部分轴参数的设置情况。以上轴数据设置好以后，还要对轴的基本配置参数、回参考点参数、报警监控参数、测量系统参数等进行相应的设置，此处就不再详细说明了。

4、改造效果

　　通过上述的优化改造之后，HTM63车铣复合加工中心在原有的基础上增加了一些新的功能，比如:刚性攻丝、主轴点动、图形模拟、DNC、手轮驱动等，使得操作起来更为便捷和简单。选用了611D伺服系统和SIEMENS 840D数控系统，构成了一个全数字式的自动化控制系统，确保了HTM63车铣复合加工中心的实际控制性能接近了当前国内一流的技术。改造之前HTM63车铣复合加工中心设备发生故障次数很频繁，经常都会停机进行长时间的修理，而且整个维修的费用比较大。经过上述的优化与改造之后，使得大大降低了HTM63车铣复合加工中心的电气故障率，其稳定性有了较为显著的提高。