1 機(jī)床介紹

ZK2101A型數(shù)控深孔鉆床是一種采用外排屑鉆削法（槍鉆法）鉆削小孔徑的深孔鉆床 通過(guò)一次連續(xù)鉆削可以替代一般需要鉆 擴(kuò) 鉸工序才能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度 它既能承擔(dān)鉆削等直徑的深孔，又可以進(jìn)行盲孔或階梯孔的加工，增加特殊附件時(shí)，還能進(jìn)行槍鏜，以便進(jìn)一步提高工件的加工精度和表面粗糙度

2 原系統(tǒng)介紹

ZK2101A型數(shù)控深孔鉆床配置大連大森Ⅲ型 R2J50L數(shù)控系統(tǒng)，是一種采用并行方式的雙 16 位處理器的高速雙向處理的CNC，配有高速 高精度的安川交流伺服電機(jī)及高速微處理器的數(shù)字伺服系統(tǒng)， Z軸電機(jī)是其伺服電機(jī) 數(shù)控系統(tǒng)由LCD操作面板和控制單元組成，前者裝在操作站面板上，控制單元和調(diào)速裝置安裝在配電柜內(nèi) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1

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3 改造內(nèi)容

改造后的系統(tǒng)使用的是南京大地?cái)?shù)控系統(tǒng) 全數(shù)字式交流伺服單元及其配套的伺服電機(jī) 歐姆龍的 PLC以及工藝所需要的自制操作面板 分別從以下幾個(gè)方面進(jìn)行介紹：

3.1 南京大地?cái)?shù)控系統(tǒng)

南京大地?cái)?shù)控系統(tǒng)是一款帶全數(shù)字伺服或三相混合式步進(jìn)電機(jī)的普及型數(shù)控系統(tǒng)，控制電路采用 16 位高速微處理器 超大規(guī)模可編程器件和標(biāo)貼原件 多層印刷線路板，整個(gè)系統(tǒng)緊湊可靠

（1）其 X軸 Z軸精度都達(dá)到了 0.001 mm，真正的 級(jí)控制，運(yùn)行更平穩(wěn)

（2）顯示屏采用 6 英寸 LCD液晶屏，顯示無(wú)雪花，各窗口實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前機(jī)床運(yùn)行及所處狀態(tài)

（3） I/O口輸入 32 個(gè)，經(jīng)光電隔離，輸出 15 個(gè)，可直接驅(qū)動(dòng)24 V直流繼電器 每個(gè)輸出口均帶有自恢復(fù)熔絲，由于誤接線而損壞接口電路的情況可以避免

（4）標(biāo)準(zhǔn)手輪接口， X1， X10 和 X100 三檔倍率， X， Y， Z和第4軸選擇 0~10 V模擬量輸出

（5）標(biāo)準(zhǔn) RS232C異步串行口 數(shù)控系統(tǒng)之間或數(shù)控系統(tǒng)與PC機(jī)之間能互傳程序，也可用串行口進(jìn)行軟件升級(jí)

3.2 交流伺服單元

交流伺服單元是 SDXXX系列的交流伺服，其核心運(yùn)算模塊是 IRMCK201，它采用了復(fù)雜可編程器件 EPLD及三菱智能功率模塊，具有集成度高 體積小 響應(yīng)速度快 保護(hù)完善 可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)

3.3 可編程控制單元

可編程控制單元是歐姆龍的可編程控制器 CPM1A 利用操作面板按鈕指令，系統(tǒng)的功能指令和歐姆龍 PLC的內(nèi)部指令重新進(jìn)行編程，輸入點(diǎn) 31 個(gè)： X000~X011， X100~X111，X200~X206，輸出點(diǎn) 20 個(gè)： Y1000~Y1005， Y1101~1107， Y1200~Y1205，利用梯形圖實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸電機(jī) 鉆桿電機(jī) 冷卻泵 液壓泵電機(jī)等 10 個(gè)電機(jī)的準(zhǔn)確控制和 AL報(bào)警 冷卻報(bào)警 潤(rùn)滑報(bào)警等信號(hào)的指示

3.4 數(shù)控系統(tǒng)與控制單元的連接

大地?cái)?shù)控系統(tǒng)通過(guò)電纜分別與交流伺服單元 手脈 PLC 自制操作面板 變頻器進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送 反饋 控制

（1）與伺服單元和手脈使用航空插頭可以直接連接 伺服電機(jī)信號(hào)接口是 DB15 針 插座，插頭應(yīng)為 DB15 孔 ，輸出 Z軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào) 手輪編碼器接口5J5是 DB15孔 插座，與之相接的插頭應(yīng)為 DB15針 ，輸出手脈信號(hào)

（2）與 PLC不能直接連接，需要通過(guò)上拉電阻的方式實(shí)現(xiàn)改造后的系統(tǒng)使用的是歐姆龍的 PLC，沒(méi)有內(nèi)置 24 V電源，且需要的輸入信號(hào)是較小的電壓信號(hào) 而大地?cái)?shù)控系統(tǒng)輸出的信號(hào)是開(kāi)關(guān)信號(hào)，接入 24 V電源后，通過(guò)上拉電阻的方式才能實(shí)現(xiàn)與其通訊，見(jiàn)圖2

（3）和自制操作面板上按鈕的連接也需要上拉電阻的方式實(shí)現(xiàn) 為使系統(tǒng)更加完善，根據(jù)操作工人的使用習(xí)慣，還在新系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一塊自制的操作面板，見(jiàn)圖3

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操作面板上按鈕與數(shù)控系統(tǒng)之間的連接也需要接入 24 V電源，通過(guò)上拉電阻的方式實(shí)現(xiàn)降壓，與圖2類似，不再詳細(xì)介紹

4 改造成果

ZK2101A型數(shù)控深孔鉆床改造前，因?yàn)橄到y(tǒng)老化，機(jī)床經(jīng)常

出現(xiàn)故障，報(bào)警后自動(dòng)歸零，廢品率高 使用南京大地?cái)?shù)控系統(tǒng)改造之后，不僅能保證機(jī)床的工藝要求和生產(chǎn)要求，而且在使用近兩年中基本未出故障，并且縮短了機(jī)床的停機(jī)時(shí)間，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行 機(jī)床循環(huán)啟動(dòng)后，不產(chǎn)生廢品，不用重新調(diào)零，提高了產(chǎn)品的合格率 根據(jù)操作工人的習(xí)慣和操作特點(diǎn)，增加了操作站面板，使用更方便，大大提高了生產(chǎn)效率

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