摘 要：設有數控系統并能通過數字信息技術對機床動作進行控制的機床稱為數控機床。龍門式數控鉆床是目前機械制造業保證產品高精度、高生產率、高質量的有效保證手段。而龍門式數控鉆床性能的優良在一定程度上取決于數控系統的性能。
關鍵詞：FANUC0i-TD；數控系統；方案
1 、數控系統的設計方案
1.1 數控系統的組成
數控裝置、輸入輸出裝置和伺服驅動是數控系統三個基本的組成部分。機床各軸的運動受數控系統的控制，因此數控系統是數控加工設備的核心部件。數控裝置是由輸入輸出數據線、運算器、存儲器以及各部分的連接線等部件組成；輸入和輸出裝置是由鍵盤、監視器、手控盒、各種指示燈和檢測開關等部件組成。伺服系統由伺服電機、驅動器和反饋裝置等組成，如圖 1 所示。
圖 1 數控系統的組成
輸入輸出裝置的主要功能輸入加工零件的專用數控加工程序，以及可以在面板或指示燈上顯示加工零部件時機床的狀態。
數控系統主要通過數據運算控制或時序邏輯控制來實現對機床運動部件的運行速度、運行位置、和角度進行控制，并且對機床運行時的相關系統的溫度、流量和壓力
等信息進行實時監控以保證機床的運行。數控系統通過對伺服系統的控制來實現對機床運動的控制。控制流程為：
①數控系統發出的指令信號；
②該信號經數控模塊的變換和放大；
③伺服驅動裝置得到指令控制伺服電機運轉執行該指令；
④伺服電動機運轉實現了數控機床工作臺等部件的移動；⑤通過預設的檢測元件，將運動部件的位置、速度和角度等信息回傳給數控系統，系統將收到的信息與發出指令相比較對偏差進行修正，保證了設備的精度。
1.2 數控系統的設計方案
FANUC0i-TD 系統廣泛的應用于數控機床；該系統是 CNC、PMC、MMC 三位一體的數控裝置，具有最大控制 4 個軸的強大功能，結構上采用模塊式結構，具有體積小，集成度高，可靠性高，性價比高的特點。因此本方案的數控系統采用 FANUC0i-TD 數控系統，該數控系統主要有以下三部分組成：①控制面板：包含了操作鍵盤和面板、彩色顯示器、可供程序傳輸的多種載體的專用接口；②各軸伺服電機以及與其相匹配的專用伺服控制器或運動控制器；③手控盒單元：包含了點動和手搖等旋鈕；④為避免因距離不當所導致的信號衰減和失真問題，本設計將 PMC 安裝在操作面板后，配以智能位置控制卡，保證系統運轉穩定。
2 、數控系統的硬件連接
數控單元通常由數控專用的可編程控制器；可以輸入編制加工程序的鍵盤；帶有點動或手搖裝置的手持單元；可以觀測到機床狀態的面板和驅動各軸的伺服動機以及與之匹配的驅動器，如圖 2 所示。
圖 2 數控系統硬件連接圖
數控系統通過現場總線與伺服系統中的驅動器進行通信，并與伺服電機的反饋裝置編碼器構成半閉環控制。機床運行時，操作人員通過控制面板輸入控制指令或加工程序，數控系統通過對指令或加工程序的分析處理后，發出邏輯控制指令并向伺服系統中驅動器發出控制指令，實現對機床的控制。因此為保證機床運行的可靠性，設計時應考慮接口的匹配性和可靠性。并應按照電氣技術圖進行連接。
3 、PLC 與數控系統
確保機床內部元件安裝正確后，需對設備進行聯機調試。按照設計功能需求，設計對應的 PLC 程序并調試。著重檢測各執行元件、各輸入輸出信號的正確性。數控機床的 PLC 程序與數控系統中各部分的關系如圖 3 所示。
圖 3 PLC 與數控系統關系圖
4 、結束語
文章闡述機床數控系統的組成，以及相關部件的組成。文章設計的機床采用 FANUC 0i-TD 系統并給出了龍門式數控鉆數控系統的硬件進行連接，對于應用 FANUC0i-TD 系統的機床設計和調試有一定的借鑒意義。
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