美国HAAS机床国产化数控系统的改造

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1、学术论文美国HAAS机床国产化数控系统的改造刘天冬，李林，白云鹏(中航工业沈阳飞机工业(集团)有限责任公司，沈阳110034)【摘要】美国HAAS公司的VF一7数控铣床原配置HAAS数控系统，改造为沈阳高精GJ401国产数控系统。文中介绍了电气系统改造方案、沈阳高精GJS系列伺服器的调整和伺服参数的优化方法。关键词：沈阳高精GJ401数控系统；GJS．015系列伺服；GJM系列伺服电机ImprovementofChineseLocalizationNumericalControlSystemtotheUnitedStates

2、HAASMachine1100lLIUTiandong，LILin，BAIYunpeng(AVICShenyangAircraftIndustry(Gtoup)LimitedCompany，Shenyang110034，China)IABSTRACTlAmericaHAASCNCsystemforShenyanghighprecisionGJ401domesticCNCsystemisdiscussed．ToadjustandoptimizetheservoparametersofShenyanghighprecisionG

3、J401system，Furtheroptimizetheperformanceofthemachinetool，productionefficiencyhasgreatlyimproved．Keywords：ShenyanghighprecisionGJ401CNCsystem；ServoGJS一015series；GJMseriesservomotorDOI：10．160808．issnl671-833x．2016．1／2．154国内数控机床的数控系统大部分配置进口系统。随着中国经济的高速发展，国内数控机床产业有了快速提

4、升，国产化数控系统逐渐形成规模。国产数控系统在功能性、稳定性等方面都有了大幅的提高，与进口数控系统差距逐渐缩小，基本可以满足国内用户的需求⋯。美国HAAS厂家的VF一7数控铣床原配置是美国HAAS系统。十多年的使用造成了系统严重老化、故障率高、机床备件已经停产、维修困难等问题。但是，机床的机械部件和附属部件依然完好，可以继续使用。为了满足生产需要，对美国VF一7数控铣床进行数控系统国产化改造，选择沈阳高精数控有限公司的GJ401数控系统为电气控制系统。1数控系统改造的方案国产化数控系统选用沈阳高精自主研发的GJ401数控系统

5、，GJS系列A型S3总线伺服，GJM系列伺服电机(咒Fz轴的额定回转速度为2000r／min，为防止z轴自重下滑，z轴电机具有制动器实现断电后的抱闸制动)。主轴驱动采用蒙德IMS—MF系列交流伺服主轴驱动器，主轴最高转速为4900r／min。机械启动拨叉换挡，低档为50～1000r／min，高档为1001～4500r／min⋯。154航空制造技术·2016年第1／2期沈阳高精GJ401国产数控系统采用先进的开放式体系结构，是一款通用性强、配置灵活的中高档数控系统。可连接数字式、模拟量两种类型的伺服驱动器，最多可支持10轴，它

6、内置嵌入式工业CPU板卡，配置12时彩色液晶显示屏和标准机床工程面板，集成轴控制接13，MPG手持操作单元I／0接口，工业以太网SSBIII总线接口、网络接口和USB接口及总线功能扩展机箱单元，具有模块化、开放、灵活的系统结构。沈阳高精GJ401数控系统的操作界面清晰明了，操作简单易于上手。编程语言按照国际通用标准进行设计，具有高性能、高可靠性及配置灵活、结构紧凑、易操作等特点。美国HAAS数控系统的VF一7数控铣床改造，选用沈阳高精GJ一401显示终端，沈阳高精CNC机箱，蒙德主轴变频器，LINCOLN电机(额定输出7．5

7、kW，额定电流30A，额定扭矩ION·m，额定功率60Hz)，GJS一015系列伺服，3个GJM系列伺服电机，3个变压器，6个断路器，10个交流接触器等多个元器件。改造时对原机床电气控制柜重新设计，电源进线的尺寸选择6～10mm2，控制电线选用1．5～2．5mm2，将新的电气部件和电器元件进行安装连接，根据电气设计的说明书指示，在电气柜中留出充足的散热空间。电气控制RESEARCH学术论文如图l所示。2沈阳高精GJ401系列数控系统伺服参数的调整与优化伺服控制分为3个环节：电流环、速度环和位置环。最内环为电流环，直接控制电机

8、的力矩输出和速度输出。其次为速度环，根据速度指令控制电机速度。最后为位置环，控制电机的实际位置障】。伺服响应的优先级：电流环>速度环>位置环【3】。沈阳高精GJ401系列数控系统的伺服控制，如图2所示。进线电爪交流380＼、C0受JI器怯淼进线I乜压交流220V搁滑电机、断路器及IU磁阀等