1 前言
　　本文介紹的動(dòng)龍門(mén)、雙主軸、雙軸組數(shù)控機(jī)床主要由機(jī)床操作面板(包括顯示器)、X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2六個(gè)直線坐標(biāo)軸(其中X1、X2為龍門(mén)同步軸)、雙主軸及機(jī)床的液壓、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)等機(jī)床輔助功能組成。機(jī)床的電氣系統(tǒng)包括數(shù)控系統(tǒng)(CNC)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸變頻調(diào)速系統(tǒng)及機(jī)床的輸入和輸出的PLC控制系統(tǒng)等。數(shù)控系統(tǒng)主要完成人機(jī)對(duì)話操作和六個(gè)坐標(biāo)軸與兩個(gè)主軸及機(jī)床輔助裝置的控制。由于該機(jī)床的控制軸數(shù)及多軸組的要求，采用NUMPower1060系統(tǒng)為性能價(jià)格比最佳的數(shù)控系統(tǒng)。

2.NUMPower1060數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　NUMPower1060是世界上最高檔的系統(tǒng)之一。具有功能性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)性好及穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。NUMPower1060系統(tǒng)可以控制八個(gè)軸，四軸聯(lián)動(dòng)是基本配置。系統(tǒng)中的圖形功能管理CNC面板顯示和鍵盤(pán)，內(nèi)存用來(lái)存儲(chǔ)操作程序、LC程序和用戶文件，強(qiáng)大的通訊功能，提供了3個(gè)通訊接口及RS232、RS485、RS422通訊方式任意選擇。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能為用戶預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)接口。

　　針對(duì)該機(jī)床，其應(yīng)用了NUMPower1060很多強(qiáng)大的功能。

　　2.1多軸組功能

　　該機(jī)床具有雙主軸且能夠同時(shí)切削，要求系統(tǒng)必須具備雙軸組功能。雙軸組的控制優(yōu)點(diǎn)就是系統(tǒng)內(nèi)部具有兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的通道，每個(gè)通道有相對(duì)獨(dú)立的PLC、NC信息交換區(qū)、M代碼、T代碼及PLC變量和標(biāo)志位。

　　系統(tǒng)可在公共軸組方式和獨(dú)立軸組方式間切換。當(dāng)系統(tǒng)工作在公共軸組時(shí)，兩個(gè)軸組具有相同的工作方式當(dāng)系統(tǒng)工作在獨(dú)立軸組時(shí)，兩個(gè)軸組可以有不同的工作方式，可獨(dú)立操作。

　　該機(jī)床把X1、Y1、Z1、X2放在軸組1中，把Y2、Z2放在軸組2中，機(jī)床的兩個(gè)主軸分配到不同的軸組中。在不同的軸組中，兩個(gè)主軸可以分別以自己的轉(zhuǎn)速、方向同時(shí)或單獨(dú)工作。而且在每個(gè)軸組中可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)給定的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)。

　　2.2龍門(mén)同步功能

　　該機(jī)床為動(dòng)龍門(mén)結(jié)構(gòu)，且跨度較大，必須采用雙驅(qū)動(dòng)方式。這要求兩個(gè)伺服電機(jī)保持同步。采用NUM的同步軸功能，即用兩個(gè)軸口，對(duì)兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，NC的軟件來(lái)保證它們具有相同的加速度、速度環(huán)和位置環(huán)。(見(jiàn)圖1)

圖1系統(tǒng)同步軸控制方法

    如圖1所示，X1、X2為同步軸，NC對(duì)它們的速度環(huán)、位置環(huán)等進(jìn)行控制，保證它們的嚴(yán)格同步。

3.NUMPower1060的PLC

　　NUM1060系統(tǒng)內(nèi)置式PLC使用NUM系統(tǒng)提供的輸入/輸出接口與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過(guò)PLC的掃描周期刷新存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，PLC讀外界數(shù)據(jù)是通過(guò)%I變量，而PLC輸出給外界數(shù)據(jù)是通過(guò)%Q變量進(jìn)行的。內(nèi)置式PLC與NC之間則通過(guò)交換區(qū)交換數(shù)據(jù)，交換區(qū)中的內(nèi)容是NC與PLC之間輸入/輸出的數(shù)據(jù)。

　　NUM數(shù)控系統(tǒng)PLC程序的編制采用梯形圖形式，是梯形圖語(yǔ)言和語(yǔ)句表語(yǔ)言的結(jié)合(即語(yǔ)句表指令可以直接寫(xiě)在梯形圖上，不需要進(jìn)行梯形圖與語(yǔ)句表的相互轉(zhuǎn)換)，并且其結(jié)構(gòu)為多任務(wù)、分時(shí)的方式，特別適合于比較復(fù)雜的PLC程序的編寫(xiě)。NUM提供了強(qiáng)大的PLC指令，PLC程序可以動(dòng)態(tài)的在屏幕上顯示。通過(guò)在WINDOWS環(huán)境下運(yùn)行的PLCTOOL軟件，可以實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)上編好的程序與NC進(jìn)行傳輸并實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控。

　　雙軸組功能涉及的PLC變量：

　　%W2.2公共軸組與獨(dú)立軸組切換。%W17.B軸組選擇。用于顯示相應(yīng)軸組數(shù)據(jù)。

　　%Wg03.B獨(dú)立軸組工作方式選擇。%Wg00.5軸組g的M功能應(yīng)答信號(hào)。

　　%Wg01.2獨(dú)立軸組g的循環(huán)啟動(dòng)請(qǐng)求。%Wg01.1獨(dú)立軸組g的循環(huán)停止請(qǐng)求。

　　%Wg02.B軸組g的進(jìn)給倍率。%Rg1E.W軸組g要求應(yīng)答的M功能編碼。

　　%Rg7C.L軸組g的刀具號(hào)。

　　同步軸功能涉及的PLC變量：

　　%W4.4軸同步信號(hào)。

4.該機(jī)床的參數(shù)設(shè)定

　　NUM1060的參數(shù)按功能可分為軸的配置、測(cè)量參數(shù)的設(shè)定、伺服控制參數(shù)的設(shè)定、行程設(shè)定、主軸參數(shù)設(shè)定、輔助功能參數(shù)、通訊參數(shù)的設(shè)定、DISC軸參數(shù)的設(shè)定等八個(gè)方面。在參數(shù)設(shè)定的時(shí)候，通過(guò)這幾個(gè)方面去設(shè)定，非常方便靈活，易學(xué)易用。

　　雙軸組功能相關(guān)的參數(shù)：

　　P97該參數(shù)定義數(shù)控系統(tǒng)的軸組數(shù)P0該參數(shù)定義數(shù)控系統(tǒng)被顯示的軸

　　P2該參數(shù)定義數(shù)控系統(tǒng)測(cè)量軸P3該參數(shù)定義數(shù)控系統(tǒng)伺服軸和插補(bǔ)軸

　　P5該參數(shù)定義軸組的機(jī)床類型P9該參數(shù)用來(lái)將軸名與實(shí)際地址聯(lián)系起來(lái)

　　同步軸功能的相關(guān)參數(shù)：

　　P27該參數(shù)分配從動(dòng)軸和主動(dòng)軸。P28該參數(shù)用來(lái)使能主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的同步。

　　P24該參數(shù)用來(lái)指定一個(gè)軸允許的同步誤差，校正系數(shù)和最大同步誤差。

5.工件程序編制所注意的問(wèn)題

　　多軸組的加工程序是由對(duì)應(yīng)于每個(gè)軸組的程序組合而成。每一程序都有一個(gè)共同的基本序號(hào)，其后跟一個(gè)指定軸組用的索引號(hào)。加工程序的子程序不需要索引號(hào)。

　　例如：%8.1軸組1的程序序號(hào)%8.2軸組2的程序序號(hào)

　　此外還有G78軸組同步功能，因?yàn)橥捷S放在1軸組中，所以軸組同步在程序編制過(guò)程中一定要注意。

　　例如：%8.1%8.2

　　N10…N10…

　　N30…N30…

　　N40G78Q1N40G78P1.1等待%8.1中的Q1

　　等待%8.2中的Q1N70G78Q2P1.2N70G78Q1

　　N80…N80…

　　N90G78P2.1

　　當(dāng)程序%8.1中出現(xiàn)標(biāo)志1的時(shí)侯，%8.2N40才會(huì)往下運(yùn)行，而%8.2中出現(xiàn)標(biāo)志1時(shí)，%8.1中N70才會(huì)往下運(yùn)行。%8.1中出現(xiàn)標(biāo)志2時(shí)%8.2N90才會(huì)往下運(yùn)行。

　　這臺(tái)動(dòng)龍門(mén)、雙軸組機(jī)床的主要功能和控制均由上面幾個(gè)方面完成，其中PLC中的處理更是這臺(tái)機(jī)床必不可少的。處理好了上面這些參數(shù)、變量，雙軸組、龍門(mén)同步的機(jī)床便可以正常工作。