卧式镗铣加工中心设计一例
本例机床TH6516数控卧式镗铣
加工中心主要由工作台移动X轴、主轴箱移动Y轴、镗杆移动Z轴、立柱移动W轴、工作台旋转B轴、刀库以及液压、润滑、冷却、温控等辅助系统组成。用于大型金属加工场合，完成镗孔、铳孔、绞孔、钻孔、攻丝及铣平面等加工工序，具有六十刀座的自动换刀刀库，曾参展2001年北京国际机床博览会（CIMT2001）。
1．电气控制系统的硬件配置及软件：
电气控制系统包括NUM1060Ⅱ CNC数控系统、NUM MDLA伺服驱动系统、NUM BPH交流伺服电机、HEIDEHAIN直线光栅尺、CT MENTORⅡ直流调速系统、南洋主轴直流电机、刀库液压传动系统、内置PLC控制系统、配置如下图：
PC机机
NUM 1060Ⅱ
CNC+PLC
刀库及液压
传动系统
伺服电机
及光栅尺
NUM MDLA
模块化伺服驱动
CT MENTORⅡ
直流调速系统
主轴直流电机
及主轴编码器
机床电气控制系统配置图
软件环境为基于WINDOWS平台的PLC编程及机床数据管理的PLCTOOL软件、调整NC机床参数和伺服参数的SETTOOL软件、编写人机界面的MMITOOL软件以及备份全部机床数据的BACKUP软件。
1.1 NUM 1060数控系统简介：
NUM 1060是一种开放式、功能强大、控制灵活的CNC数字控制系统，CPU为32位的68040。由于采用了模块化设计、光纤通讯技术、内置PLC的输入、输出模块和轴转接模块，大大简化了连线，提高了整体可靠性，方便了调试与维护。开放和友好的系统软件、交互式编程方式、强大的通讯与网络功能、完善而强大的丝杆螺距误差补偿、便利的PLC控制结构，辅之以强大的编程软件，使其控制得更加灵活、方便。
1.2 NUM MDLA伺服驱动系统简介：
NUM MDLA是一种模块式的、高动态范围的、全数字矢量控制伺服驱动系统；其具有的宽频带的±10V模拟量接口，确保了高速加工和轮廓精度特性；独立的参数设置与调整、简捷的实时诊断，使调试便得更加轻松。
1.3 NUM BPH交流伺服电机简介：
NUM BPH是采用钐钴稀土磁体的进给轴电机，具有宽调速范围、高达IP67的防护等级与H的绝缘等级以及温度传感器的保护，其正弦波信号控制确保了低速时平滑旋转。
1.4 NUM 1060内置PLC 控制系统的简介：
NUM 1060内置PLC采用了多任务的编程结构，提高了其可编性与可读性；丰富的PLC与CNC的交换信息，特别是可通过PLC解读全部CNC信息的DNC1000选项功能使控制的自动化程度进一步提高；而PLC程序在屏幕上的动态显示，则极大方便了用户的维护。
2．卧式镗铣加工中心的PLC控制程序的设计与实现：
本例机床的PLC程序是在PLCTOOL软件平台上完成开发设计的。考虑到调试与维护的便利性，采用了梯形图语言设计PLC程序，其优势在于能动态地、直观地显示出来。
2.1 本例机床的各程序模块简介：
本例机床无后台和中断任务，故没有%TF与%TH程序模块，其程序模块列表如下：
初始化模块%INI：系统上电时执行一次，完成硬件配置的验证和变量初始化；
循环模块%TSO：20ms执行一次，完成主轴与进给轴的上电、使能和复位控制、M代码应答以及子程序模块的调用；
循环模块%TS1：100ms执行一次，完成0.2-25.6s闪烁周期的信号建立；
循环模块%TS2：100ms执行一次，完成报警显示的控制；
子程序模块%SP0：完成主轴的控制与显示；
子程序模块%SP1：完成进给轴的控制与显示；
子程序模块%SP2：完成刀库的控制与显示；
2.2 本例机床PLC程序设计小结：
NUM梯形图语言具有丰富的指令，极大地简化了控制程序，并缩短了PLC执行时间，特别是步变量的引入，比较指令、位移指令、赋值指令的组合使用，效果最为突出，而通用功能中qcktool功能则将刀库移动控制变为轻而易举。
本例机床经过紧张的调试与安装，已交付用户使用，且所设计开发的程序模块拥有良好的可移植性，并已成功地移植到其它的数控镗铣床中。
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