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摘要：本文采用华中hnc-21数控系统编制机床PLC控制程序对系统陈旧、升级困难的非生产性加工机床调试改造;设计实训平台电气控制柜，逐步实现了车床控制、铣床控制、车铣复合控制、车铣复合切换控制，最终建立了面向现场的数控车铣机电装调实训平台。
关键词：hnc-21 数控车铣复合控制 面向现场 机电装调
1 概述
近年来随着机床数控化市场的逐渐庞大，造成相关维修技术人才相对匮乏，由于数控机床维修和调试形式的多样性和复杂性，以及设备装调现场存在不可重现性，给培养相关人才带来很大难题，迫切需要改变培养模式，研制新的实训设备，提高培养效率，于是笔者提出了基于华中数控系统面向现场的数控车铣机电装调实验平台的研究。
2 国内外现状
近年来，数控机床装调维修设备，数控机床连接设备，数控机床加工设备，它们大多存在功能单一，柔性差，实验科目开发不完整，成本高等的缺点，而且设备装调现场存在不可重现性，使项目驱动面向现场不容易实现。数控车铣机电装调实训平台研究的很少，市场上销售及科技研发车铣复合实训系统大部分集中在采用数控系统软件来实现，而且维修试验台价格昂贵，有的甚至比数控机床还要贵，而且维修模式相对固定。
3 基于华中数控系统面向现场的数控车铣机电装调实训平台的研究
3.1 研究方案 基于降低研制成本、提高实训内容系统性和综合性的原则，利用河北机电职业技术学院原有的系统陈旧、升级困难不能正常运行的非生产性加工机床CK0625数控车床和XK5025数控铣床，采用华中hnc-21数控系统编制机床PLC控制程序，并进行调试;设计实训平台电气控制柜，实现了车床控制、铣床控制，进一步实现了车铣复合控制、车铣复合切换控制，并进行了平台设备连接及参数调试。实现了机械、电气、数控系统联接和调试一体化实训。
3.2 研究策略 鉴于改造技术和成本方面的原因，把握简单到复杂的原则，先用成本较低的系统对相应的机床实现车床控制、铣床控制、车铣复合切换控制;然后再对所选车床使用hnc-21tf华中数控系统控制，然后对所选铣床实现华中数控系统控制，最后实现车铣复合控制，并实现车铣控制的切换。
4 数控车铣机电装调实训平台的设计
该实训平台包括机械本体、数控装置、伺服驱动模块、刀架模块、主轴驱动模块和I/O模块等。主要分两方面的控制，一方面是数控车和铣床的独立控制，另一方面是车床和铣床的切换控制。
4.1 CK0625华中数控车的连接 车床控制系统主要包括系统电源选择、驱动器和控制系统的连接，PLC设置以及参数的调试等。系统电源选择，系统电源采用直流24V，100W开关电源;驱动器和控制系统的连接，ZD-HB5034V驱动器和控制系统连接控制信号为+5V，当控制信号高于+5V时需要接限流电阻，+12V时，限流电阻R=1K左右，+24V时，限流电阻R=2K左右;PLC设置，分线电缆将hnc-21tf数控装置的 XS10 XS11与输入端子板的J1 XS20 XS21与输出端子板的J1相连， NPN型开关量输入/输出元器件连接在端子板的J2上。该连接方式适用于所需用的I/O点不多，且数控装置与强电控制电路分装在不同机柜内，电路调试、维修维护方便;主轴连接，XS9主轴控制接口包括主轴速度模拟电压指令输出和主轴编码器反馈输入并进行硬件参数配置。
4.2 XK5025华中数控铣床连接 主要包括电源连接、数控装置与步进电机驱动器连接、坐标轴参数配置和硬件参数配置。
4.3 数控车铣控制切换 分为两部分电源切换和CNC切换，切换时机床断电，通过更换好CF卡完成CNC切换，而电源切换通过按钮控制接触器完成。
5 实训项目的设计
数控车铣机电装调实训平台为机械、电气、数控系统安装和调试一体化平台，可用于数控机床安装、调试与维修实训教学，也可在数控维修技能大赛培训中使用，主要开设如下实训项目：①数控车铣主传动系统装调与维护;②数控车铣滚珠丝杠螺母副装调与维护;③数控车铣换刀装置装调与维护;④数控车铣润滑与冷却系统的装调与维护;⑤数控车卡盘与尾座的装调与维护;⑥数控铣床用工作台的装调与维护;⑦数控机床精度检测;⑧数控系统的连接和调试;⑨数控系统的参数设置与调试;⑩伺服进给驱动系统的连接和调试;■伺服参数的设置与调试;■主轴变频驱动系统的连接与调试;■变频器参数的设置与调试;■数控系统I/O单元的连接和调试;■电气控制安装与调试。以上实训项目可以根据不同的教学要求自行组合，也可以根据教学的需要自行设计，有效地实现了数控机电装调实训的柔性化。
6 结束语
该实训设备实现了机械、电气、数控系统维修和调试一体化，使数控机电装调实训更加系统化和综合化，并且为数控机床机械结构、电气控制和数控化改造提供了良好的科研平台。
参考文献：
[1]袁平，袁钢，杜勇奕，莫小栋.CAK6140数控车床车铣复合改造[J].信息技术教学与研究，2012（53）.
[2]韩鸿鸾，董先编.数控机床机械系统装调与维修一体化教程[M].机械工业出版社，2014.2.
[3]郭魂，唐国兴，张徐兵，王伟，刘青苑.机电综合实训平台的设计与开发[J].机电一体化，2009.8.
[4]世纪星数控装置连接说明书.武汉华中数控股份有限公司，
2010.6.
项目基金：河北省教育厅科学技术研究指导项目基于华中数控系统面向现场的数控车铣机电装调实训平台的研究成果之一，项目编号：Z2012132。
作者简介：韩伟（1970-），女，硕士，河北衡水人，副教授，主要从事数控技术应用方面的教学与研究工作。
关键词：hnc-21 数控车铣复合控制 面向现场 机电装调
1 概述
近年来随着机床数控化市场的逐渐庞大，造成相关维修技术人才相对匮乏，由于数控机床维修和调试形式的多样性和复杂性，以及设备装调现场存在不可重现性，给培养相关人才带来很大难题，迫切需要改变培养模式，研制新的实训设备，提高培养效率，于是笔者提出了基于华中数控系统面向现场的数控车铣机电装调实验平台的研究。
2 国内外现状
近年来，数控机床装调维修设备，数控机床连接设备，数控机床加工设备，它们大多存在功能单一，柔性差，实验科目开发不完整，成本高等的缺点，而且设备装调现场存在不可重现性，使项目驱动面向现场不容易实现。数控车铣机电装调实训平台研究的很少，市场上销售及科技研发车铣复合实训系统大部分集中在采用数控系统软件来实现，而且维修试验台价格昂贵，有的甚至比数控机床还要贵，而且维修模式相对固定。
3 基于华中数控系统面向现场的数控车铣机电装调实训平台的研究
3.1 研究方案 基于降低研制成本、提高实训内容系统性和综合性的原则，利用河北机电职业技术学院原有的系统陈旧、升级困难不能正常运行的非生产性加工机床CK0625数控车床和XK5025数控铣床，采用华中hnc-21数控系统编制机床PLC控制程序，并进行调试;设计实训平台电气控制柜，实现了车床控制、铣床控制，进一步实现了车铣复合控制、车铣复合切换控制，并进行了平台设备连接及参数调试。实现了机械、电气、数控系统联接和调试一体化实训。
3.2 研究策略 鉴于改造技术和成本方面的原因，把握简单到复杂的原则，先用成本较低的系统对相应的机床实现车床控制、铣床控制、车铣复合切换控制;然后再对所选车床使用hnc-21tf华中数控系统控制，然后对所选铣床实现华中数控系统控制，最后实现车铣复合控制，并实现车铣控制的切换。
4 数控车铣机电装调实训平台的设计
该实训平台包括机械本体、数控装置、伺服驱动模块、刀架模块、主轴驱动模块和I/O模块等。主要分两方面的控制，一方面是数控车和铣床的独立控制，另一方面是车床和铣床的切换控制。
4.1 CK0625华中数控车的连接 车床控制系统主要包括系统电源选择、驱动器和控制系统的连接，PLC设置以及参数的调试等。系统电源选择，系统电源采用直流24V，100W开关电源;驱动器和控制系统的连接，ZD-HB5034V驱动器和控制系统连接控制信号为+5V，当控制信号高于+5V时需要接限流电阻，+12V时，限流电阻R=1K左右，+24V时，限流电阻R=2K左右;PLC设置，分线电缆将hnc-21tf数控装置的 XS10 XS11与输入端子板的J1 XS20 XS21与输出端子板的J1相连， NPN型开关量输入/输出元器件连接在端子板的J2上。该连接方式适用于所需用的I/O点不多，且数控装置与强电控制电路分装在不同机柜内，电路调试、维修维护方便;主轴连接，XS9主轴控制接口包括主轴速度模拟电压指令输出和主轴编码器反馈输入并进行硬件参数配置。
4.2 XK5025华中数控铣床连接 主要包括电源连接、数控装置与步进电机驱动器连接、坐标轴参数配置和硬件参数配置。
4.3 数控车铣控制切换 分为两部分电源切换和CNC切换，切换时机床断电，通过更换好CF卡完成CNC切换，而电源切换通过按钮控制接触器完成。
5 实训项目的设计
数控车铣机电装调实训平台为机械、电气、数控系统安装和调试一体化平台，可用于数控机床安装、调试与维修实训教学，也可在数控维修技能大赛培训中使用，主要开设如下实训项目：①数控车铣主传动系统装调与维护;②数控车铣滚珠丝杠螺母副装调与维护;③数控车铣换刀装置装调与维护;④数控车铣润滑与冷却系统的装调与维护;⑤数控车卡盘与尾座的装调与维护;⑥数控铣床用工作台的装调与维护;⑦数控机床精度检测;⑧数控系统的连接和调试;⑨数控系统的参数设置与调试;⑩伺服进给驱动系统的连接和调试;■伺服参数的设置与调试;■主轴变频驱动系统的连接与调试;■变频器参数的设置与调试;■数控系统I/O单元的连接和调试;■电气控制安装与调试。以上实训项目可以根据不同的教学要求自行组合，也可以根据教学的需要自行设计，有效地实现了数控机电装调实训的柔性化。
6 结束语
该实训设备实现了机械、电气、数控系统维修和调试一体化，使数控机电装调实训更加系统化和综合化，并且为数控机床机械结构、电气控制和数控化改造提供了良好的科研平台。
参考文献：
[1]袁平，袁钢，杜勇奕，莫小栋.CAK6140数控车床车铣复合改造[J].信息技术教学与研究，2012（53）.
[2]韩鸿鸾，董先编.数控机床机械系统装调与维修一体化教程[M].机械工业出版社，2014.2.
[3]郭魂，唐国兴，张徐兵，王伟，刘青苑.机电综合实训平台的设计与开发[J].机电一体化，2009.8.
[4]世纪星数控装置连接说明书.武汉华中数控股份有限公司，
2010.6.
项目基金：河北省教育厅科学技术研究指导项目基于华中数控系统面向现场的数控车铣机电装调实训平台的研究成果之一，项目编号：Z2012132。
作者简介：韩伟（1970-），女，硕士，河北衡水人，副教授，主要从事数控技术应用方面的教学与研究工作。