高速加工中心数控系统开发和应用

　　（一）计算轴连续馈入功率：

　　通过下表可计算出各轴的输出额定功率

　　根据电源模块工作特性，输出额定功率在1.8～8.8KW 的轴为 B 轴和刀库 STK 这 2 个轴，B轴的进给系数为 0.38，刀库的进给系数为 1；输出额定功率在 8.8～27KW 的轴为 X1、X0、Y、Z 这 4个轴，它的进给系数为 0.38；则所计算出来的进给轴连续馈入功率：

　　P2 =（3.570.38 +4.8 * 1 +（10.5 +10.5 +14.7 +10.5）70.38）71.1=26.05KW

　　而 主 轴 的 连 续 馈 入 功 率 ：P3 =1.25734 =42.5KW则总系统连续馈入功率 P4=P2+P3=68.55KW

　　（二）计算轴峰值馈入功率

　　通过下表可计算出各轴的峰值功率

　　总系统连续馈入功率 P6=P5+P3=126KW

　　分析：通过以上计算，可以看出：电源模块的选择应满足：

　　连续馈入功率> 68.55KW （P4）

　　峰值馈入功率> 126KW （P6）

　　结果：选择了电源模块的连续馈入功率为80KW，峰值馈入功率为 131KW，满足以上使用要求。

　　（三）检查允许的电子和功率供电能力

　　虽然通过以上计算，所选择的电源在强电回路满足使用要求，但还需进行其电子回路和功率部件回路供电能力的检查，如果能力不够，必须采取措施，保证系统可靠地运行。下面是电源供电能力的计算：

　　系统规定：T-EP 必须小于 8，T- AP 必须小于17，而以上计算结果均不满足这一条件，在该系统设计时，采用一块监控模块，来分担系统对电子回路和功率部件回路电源管理的压力。具体做法是电源模块在电子线路上只带主轴和 Y 轴，其余的轴由监控模块供电。如下表计算：

　　由电源模块带的轴配置计算：

　　由监控模块带的轴配置计算：

　　通过以上措施，完全满足系统要求，保证了系统可靠、稳定地运行。

　　需要说明的是：在 Y 轴电机和驱动的选型上，对其扭矩提升了一档，电机最大扭矩为70NM，驱动输出最大电流为 112A，较好地解决了以往 Y轴响应低的问题。

3 软件标准化设计:

　　软件设计主要是指 840D 数控系统的 PLC 程序设计，在该项目中，对其中关键程序进行了标准化设计，主要是将主轴和进给轴分别编写相应的标准功能块 FC，对西门子提供的手轮功能块做适应性的修改和扩展，为该系统软件标准化设计作出努力。主要的做法是：围绕轴使能、轴禁止、进给倍率、位置环激活等内容，用形参（符号）进行编程，组织其正确的逻辑关系和时序，当对轴编程时，只需调用此功能块，并对相应的形参赋值，以下为标准功能块的一部分：

　　FC100：
　　L #NUM_AXE
　　+ 30
　　T #NUMDB
　　OPN DB ［#NUMDB］
　　A M 0.1
　　= DBX 1.7 // 倍率激活
　　A #B65
　　= DBX 2.1 // 控制器使能
　　A #B663
　　= DBX 21.7 // 脉冲使能
　　A #FC_REF
　　= DBX 12.7 // 回零减速开关
　　A #FCHARD_P
　　= DBX 12.1 // 正向硬超程开关
　　A #FCHARD_M
　　= DBX 12.0 // 负向硬超程开关
　　以 上 #B65、#B663、#FC_REF、#FCHARD_P、#FCHARD_M均为符号，对它们进行相应的赋值，就可对各个轴进行控制，大大简化了控制程序，该程序运行良好。

此外，对移动手轮的控制程序进行优化和扩展，它可应用于所有该类型的手轮，对其它数控系统的应用也有借鉴意义，即移动手轮的控制程序已实现了标准化。