CN103064369B

CN103064369B - 基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统

Info

Publication number: CN103064369B
Application number: CN201210539519.8A
Authority: CN
Inventors: 陈丰土; 顾怡红; 刘宇澄
Original assignee: ZHEJIANG TANGCHI CNC MACHINE TOOLS CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG TANGCHI CNC MACHINE TOOLS CO Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2032-12-11
Also published as: CN103064369A

Abstract

本发明公开了一种基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统。包括工控机、第一数控系统控制器、第二数控系统控制器、第三数控系统控制器、左刀具X轴驱动器、左刀具X轴伺服电机、左刀具X轴限位传感器、左刀具Y轴驱动器、左刀具Y轴伺服电机、左刀具Y轴限位传感器、左刀具Z轴驱动器、左刀具Z轴伺服电机、左刀具Z轴限位传感器、右刀具X轴驱动器、右刀具X轴伺服电机、右刀具X轴限位传感器、右刀具Y轴驱动器、右刀具Y轴伺服电机等。本发明实现了双面卧式加工中心的多系统控制，且具有动作的协调性好、无干涉、安全性好、加工工件的精度和质量高等优点。

Description

基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统

技术领域

本发明涉及加工中心的控制系统，尤其涉及一种基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统。

背景技术

机床被喻为装备制造业的工作母机。作为具有自动换刀功能的机床，加工中心是实现制造业现代化的关键设备，其拥有量及技术水平则是衡量一个国家综合实力的重要标志之一。当今世界，工业发达国家对加工中心高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化的先进加工中心，以加速工业和国民经济的发展。特别是随着微电子、计算机技术的进步，加工中心在20世纪80年代以后加速发展，成为了各国制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。

目前，加工中心均只有一根主轴驱动刀具转动对零件进行加工，加工效率相对低下。开发双主轴双面加工中心，不但在机构设计方面存在很大难度，且在控制方面，以现有的技术很难保证两根主轴动作的协调性，动作容易出现干涉，具有较大的安全隐患。同时，两根主轴难以保证对中性，导致加工精度难以保证。现在人们渴望一种基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统来解决现实中的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统包括工控机、第一数控系统控制器、第二数控系统控制器、第三数控系统控制器、左刀具X轴驱动器、左刀具X轴伺服电机、左刀具X轴限位传感器、左刀具Y轴驱动器、左刀具Y轴伺服电机、左刀具Y轴限位传感器、左刀具Z轴驱动器、左刀具Z轴伺服电机、左刀具Z轴限位传感器、右刀具X轴驱动器、右刀具X轴伺服电机、右刀具X轴限位传感器、右刀具Y轴驱动器、右刀具Y轴伺服电机、右刀具Y轴限位传感器、右刀具Z轴驱动器、右刀具Z轴伺服电机、右刀具Z轴限位传感器、工作台移动驱动器、工作台移动电机、工作台移动限位传感器、工作台旋转驱动器、工作台旋转电机、左主轴变频器、左主轴电机、右主轴变频器、右主轴电机、激光发生器、透镜、激光接收器、照明继电器、照明系统、报警系统、网络、上位机、切削液继电器、切削液泵、切削液站、左切削液电磁阀、右切削液电磁阀、切削液液位传感器、松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、松刀电磁阀、液压油油位传感器、左变频器、左刀具装夹电机、左刀具行程开关、右变频器、右刀具装夹电机、右刀具行程开关、左刀库驱动器、走到库旋转电机、右刀库驱动器、右刀库旋转电机；工控机分别于报警系统、网络、上位机、右切削液电磁阀、左切削液电磁阀、松刀电磁阀相连，工控机与第一数控系统控制器、左刀具X轴驱动器、左刀具X轴伺服电机、左刀具X轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第一数控系统控制器、左刀具Y轴驱动器、左刀具Y轴伺服电机、左刀具Y轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第一数控系统控制器、左刀具Z轴驱动器、左刀具Z轴伺服电机、左刀具Z轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具X轴驱动器、右刀具X轴伺服电机、右刀具X轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具Y轴驱动器、右刀具Y轴伺服电机、右刀具Y轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具Z轴驱动器、右刀具Z轴伺服电机、右刀具Z轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第三数控系统控制器、工作台移动驱动器、工作台移动电机、工作台移动限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第三数控系统控制器、工作台旋转驱动器、工作台旋转电机顺次连接，工控机与左主轴变频器、左主轴电机顺次连接，工控机与右主轴变频器、右主轴电机顺次连接，工控机与激光发生器、透镜、激光接收器顺次连接并构成回路，工控机与照明继电器、照明系统顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、左切削液电磁阀顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、右切削液电磁阀顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、切削液液位传感器顺次连接并构成回路，工控机与松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、松刀电磁阀顺次连接，工控机与松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、液压油油位传感器顺次连接并构成回路，工控机与右变频器、右刀具装夹电机、右刀具行程开关顺次连接并构成回路，工控机与左变频器、左刀具装夹电机、左刀具行程开关顺次连接并构成回路，共控机与右刀库驱动器、右刀库旋转电机顺次连接，工控机与左刀库驱动器、左刀库旋转电机顺次连接。

本发明的有益效果是，实现了双面卧式加工中心的多系统协调控制，从而保证了主轴动作的协调性，避免了加工中可能出现的干涉问题；同时实现了高精度同轴度矫正、零点位置矫正，保证了加工工件的精度和质量。

附图说明

图1是基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细本发明的实施方式：

如图1所示，基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统包括工控机、第一数控系统控制器、第二数控系统控制器、第三数控系统控制器、左刀具X轴驱动器、左刀具X轴伺服电机、左刀具X轴限位传感器、左刀具Y轴驱动器、左刀具Y轴伺服电机、左刀具Y轴限位传感器、左刀具Z轴驱动器、左刀具Z轴伺服电机、左刀具Z轴限位传感器、右刀具X轴驱动器、右刀具X轴伺服电机、右刀具X轴限位传感器、右刀具Y轴驱动器、右刀具Y轴伺服电机、右刀具Y轴限位传感器、右刀具Z轴驱动器、右刀具Z轴伺服电机、右刀具Z轴限位传感器、工作台移动驱动器、工作台移动电机、工作台移动限位传感器、工作台旋转驱动器、工作台旋转电机、左主轴变频器、左主轴电机、右主轴变频器、右主轴电机、激光发生器、透镜、激光接收器、照明继电器、照明系统、报警系统、网络、上位机、切削液继电器、切削液泵、切削液站、左切削液电磁阀、右切削液电磁阀、切削液液位传感器、松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、松刀电磁阀、液压油油位传感器、左变频器、左刀具装夹电机、左刀具行程开关、右变频器、右刀具装夹电机、右刀具行程开关、左刀库驱动器、走到库旋转电机、右刀库驱动器、右刀库旋转电机；工控机分别于报警系统、网络、上位机、右切削液电磁阀、左切削液电磁阀、松刀电磁阀相连，工控机与第一数控系统控制器、左刀具X轴驱动器、左刀具X轴伺服电机、左刀具X轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第一数控系统控制器、左刀具Y轴驱动器、左刀具Y轴伺服电机、左刀具Y轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第一数控系统控制器、左刀具Z轴驱动器、左刀具Z轴伺服电机、左刀具Z轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具X轴驱动器、右刀具X轴伺服电机、右刀具X轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具Y轴驱动器、右刀具Y轴伺服电机、右刀具Y轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具Z轴驱动器、右刀具Z轴伺服电机、右刀具Z轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第三数控系统控制器、工作台移动驱动器、工作台移动电机、工作台移动限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第三数控系统控制器、工作台旋转驱动器、工作台旋转电机顺次连接，工控机与左主轴变频器、左主轴电机顺次连接，工控机与右主轴变频器、右主轴电机顺次连接，工控机与激光发生器、透镜、激光接收器顺次连接并构成回路，工控机与照明继电器、照明系统顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、左切削液电磁阀顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、右切削液电磁阀顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、切削液液位传感器顺次连接并构成回路，工控机与松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、松刀电磁阀顺次连接，工控机与松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、液压油油位传感器顺次连接并构成回路，工控机与右变频器、右刀具装夹电机、右刀具行程开关顺次连接并构成回路，工控机与左变频器、左刀具装夹电机、左刀具行程开关顺次连接并构成回路，共控机与右刀库驱动器、右刀库旋转电机顺次连接，工控机与左刀库驱动器、左刀库旋转电机顺次连接。

本发明工控机采用西门子SIMATIC IPC847C型工控机，第一数控系统控制器和第二数控系统控制器采用西门子S7-300型可编程控制器，第三数控系统控制器采用西门子S7-200CN型可编程控制器；其中第一数控系统控制器和第二数控系统控制器分别连接三个西门子SINAMICS S120伺服驱动器，实现对各自加工刀具X、Y、Z三个方向的伺服电机控制；第三数控系统控制器连接两个西门子SINAMICS V80驱动器，实现对工作台移动电机和工作台转动电机的控制。左刀库驱动器、右刀库驱动器均采用西门子SINAMICS V60驱动器，实现左刀库旋转电机、右刀库旋转电机的控制；左主轴变频器、右主轴变频器均采用西门子MicroMaster 420型变频器，分别实现对左主轴电机、右主轴电机的控制；左变频器、右变频器均采用西门子G120C型变频器，分别实现对左刀具装夹电机、右刀具装夹电机的控制；激光定位系统采用SICK DL50-P2225激光测距仪，该仪器通过激光发生器产生激光，再将激光通过透镜聚焦，并通过激光接收器接收反射回的激光，实现距离的精确测量，从而保证加工精度。

Claims

1.一种基于双面卧式加工中心的多系统协调控制系统，其特征在于包括工控机、第一数控系统控制器、第二数控系统控制器、第三数控系统控制器、左刀具X轴驱动器、左刀具X轴伺服电机、左刀具X轴限位传感器、左刀具Y轴驱动器、左刀具Y轴伺服电机、左刀具Y轴限位传感器、左刀具Z轴驱动器、左刀具Z轴伺服电机、左刀具Z轴限位传感器、右刀具X轴驱动器、右刀具X轴伺服电机、右刀具X轴限位传感器、右刀具Y轴驱动器、右刀具Y轴伺服电机、右刀具Y轴限位传感器、右刀具Z轴驱动器、右刀具Z轴伺服电机、右刀具Z轴限位传感器、工作台移动驱动器、工作台移动电机、工作台移动限位传感器、工作台旋转驱动器、工作台旋转电机、左主轴变频器、左主轴电机、右主轴变频器、右主轴电机、激光发生器、透镜、激光接收器、照明继电器、照明系统、报警系统、网络、上位机、切削液继电器、切削液泵、切削液站、左切削液电磁阀、右切削液电磁阀、切削液液位传感器、松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、松刀电磁阀、液压油油位传感器、左变频器、左刀具装夹电机、左刀具行程开关、右变频器、右刀具装夹电机、右刀具行程开关、左刀库驱动器、左刀库旋转电机、右刀库驱动器、右刀库旋转电机；工控机分别于报警系统、网络、上位机、右切削液电磁阀、左切削液电磁阀、松刀电磁阀相连，工控机与第一数控系统控制器、左刀具X轴驱动器、左刀具X轴伺服电机、左刀具X轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第一数控系统控制器、左刀具Y轴驱动器、左刀具Y轴伺服电机、左刀具Y轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第一数控系统控制器、左刀具Z轴驱动器、左刀具Z轴伺服电机、左刀具Z轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具X轴驱动器、右刀具X轴伺服电机、右刀具X轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具Y轴驱动器、右刀具Y轴伺服电机、右刀具Y轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第二数控系统控制器、右刀具Z轴驱动器、右刀具Z轴伺服电机、右刀具Z轴限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第三数控系统控制器、工作台移动驱动器、工作台移动电机、工作台移动限位传感器顺次连接并构成回路，工控机与第三数控系统控制器、工作台旋转驱动器、工作台旋转电机顺次连接，工控机与左主轴变频器、左主轴电机顺次连接，工控机与右主轴变频器、右主轴电机顺次连接，工控机与激光发生器、透镜、激光接收器顺次连接并构成回路，工控机与照明继电器、照明系统顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、左切削液电磁阀顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、右切削液电磁阀顺次连接，工控机与切削液继电器、切削液泵、切削液站、切削液液位传感器顺次连接并构成回路，工控机与松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、松刀电磁阀顺次连接，工控机与松刀继电器、松刀油泵、松刀油站、液压油油位传感器顺次连接并构成回路，工控机与右变频器、右刀具装夹电机、右刀具行程开关顺次连接并构成回路，工控机与左变频器、左刀具装夹电机、左刀具行程开关顺次连接并构成回路，工控机与右刀库驱动器、右刀库旋转电机顺次连接，工控机与左刀库驱动器、左刀库旋转电机顺次连接。