2024年7月18日发(作者：伊江雪)
Ｒｅｆｉｌｌｉｎｇａｎｄ Ｍａｉｎｆｅｎａｎｃｅ
改装与维修
ＡＤＶ４００在双主轴龙门式钻床数控化改造中的应用
马志宏①② 赵 学①② 杨 啸②
（①兰州Ｉ理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室，甘肃兰州Ｉ ７３００５０；
②兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州７３００５０）
摘要：讨论了基于ＤＥＬＴＡ ＴＡＵ公司的ＡＤＶ４００数控系统实现双主轴龙门钻床的改造。阐述了钻床数控
化改造的方案、龙门钻床的机械结构和数控系统电气接口。经改造后的龙门钻床恢复了使用性能，
自动化水平和加工精度得到了提高，经过一段时间的使用检验，达到了改造的要求。
关键词：ＡＤＶ４００钻床
中图分类号：ＴＧ６５９
数控改造
文献标识码：Ａ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＡＤＶ４００ ｉｎ ｄｏｕｂｌｅ ｓｐｉｎｄｌｅ ｇａｎｔｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｍａｋｉｎｇ
ＭＡ Ｚｈｉｈｏｎｇ￣￣
。
ＺＨＡ０ Ｘｕｅ∞
。
ＹＡＮＧ Ｘｉａｏ￣
（①Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｙｒ
ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，ＣＨＮ；
＠Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
’Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，ＣＨＮ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｏｎ ＡＤＶ４００ ＮＣ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＤＥＬＴＡ ＴＡＵ ｃｏｍｐａｎｙ ｉｎ ｄｏｕｂｌｅ ｓｐｉｎｄｌｅ ｇａｎｔｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ
ｒｅｍａｋｉｎｇ．Ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｍａｋｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ，ｇａｎｔｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ＣＮＣ ｓｙｓｔｅｍ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ．Ａｆｔｅｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｎｔｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅ ｕｓｉｎｇ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｒｅｓｔｏｒｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ａｆｔｅｒ ａ ｐｅ—
ｒｉｏｄ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｉｔ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＤＶ４００；Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ；ＮＣ Ｒｅｍａｋｉｎｇ
双主轴龙门钻床是兰州某石油设备制造企业上世 作台可以水平进给。从机床结构看，包括５个进给运
纪７０年代自制的设备。由于当时条件的限制，该机床
进给系统使用电液脉冲马达驱动的电液控制系统，主
轴系统采用直流调速等，致使该机床在使用过程中出
动与２个速度控制的主轴系统。不仅可以钻孔，还可
以进行铣削加工。机床的机械结构如图１所示。
现操作可靠性差、驱动能力不足、控制精度低等情况，
所以该机床从试制完成后就一直没能应用到生产中。
由于长时间的闲置，使设备的控制系统完全损毁，机械
部分也有些部件出现零件丢失或损毁的情况¨ 。
由于企业产品加工制造的需要，提出对该机床进
行数控化改造，以恢复该机床的使用功能，同时可以减
少一些不必要的设备投资。
１ 双主轴龙门钻床机械结构简介
该机床是龙门结构。在机床横梁上有２个各自独
立、可以进行钻或铣削加工运动的主轴箱，分别可以沿
横梁水平运动，主轴轴向进刀并有各自独立的进给驱
动系统驱动，主轴的控制分别由两套控制系统控制；工
・
１一左主轴箱的水平移动伺服进给系统；２一左主轴箱；３一右主轴箱
４一横梁；５一右主轴箱的水平移动伺服进给系统；６一右立柱ｉ ７一
工作台；８一床身；９一左立柱。
图１机械结构图
１４５・
ＬＵ “ ＩＵ 舯Ｉ
改装与维修Ｒ Ｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｉｎｆｅｎ ｅ
２ 改造的控制原理、接口及参数
２．１控制原理
根据图１可知，此机床有５个伺服进给轴（ 轴、ｙ
轴、ｚ轴、 轴和 轴）。有２个变频控制的主轴。所
以在选择数控系统时，该系统必须能控制５个伺服轴
和２个模拟量变频轴。考虑到产品的性价比和使用的
熟悉情况，选择美国ＤＥＬＴＡ ＴＡＵ的ＡＤＶ４００数控系统
作为改造机床的控制系统。该系统集成了开放式
ＰＭＡＣ系统的优点，又具有高度的一体化结构。可以
实现五轴联动，具有热插拔的ＵＳＢ接口和以太网口，
图２主传动系统
维护及加工程序编写方便 。
机床各个伺服进给电动机选择日本安川电机株式
会社的∑一Ⅱ系列的型号为ＳＧＭＧＨ的交流伺服电动
该机床的主轴箱结构借
鉴摇臂钻的主轴箱，在此基
础上做了一些变化：主轴传
动部分的传动系统图如图２
所示。双主轴钻床的２个主
机。所以 轴、ｚ轴、 和 轴选用的电动机型号为
ＳＧＭＧＨ一３０ＡＣＡ４１，其驱动器型号为ＳＧＤＭ一３０ＡＤＡ；Ｙ
轴选用ＳＧＭＧＨ一４４ＡＣＡ４１，其驱动器型号为ＳＧＤＭ一
５０ＡＤＡ。该型电动机的电源电压为２００ Ｖ 。
传动系统一致，由７．５ ｋＷ的
电动机通过三级齿轮传动，
总传动比为：，＝４０８／１０５。主
轴电动机额定转速１ ４４０ ｒ／
图３垂直工作台的钻孔进
该机床的控制原理见图４。ＦＬＧ１接口包含５根
轴的ＦＬＡＧ具体输入，每根轴可以包括以下信号：正限
位、负限位、用户输入和回零输入等信号，开关可以是
ｍｉｎ，主轴最高转速３７０．６ ｒ／
ｍｉｎ。垂直进给系统的传动
给传动系统
机械开关或光电开关；ＳＴＰ１接口可用来连接高达５个
步进驱动，步进驱动必须从系统中得到脉冲和方向的
数据，同时有４个轴的放大器故障输入；ＡＭＰ１接口目
的就是用放大器使能线和所需的电源线连接４个带有
模拟（＋／一１０ Ｖ）接口的放大器；ＡＮＡｌ接口有１个（０
～
系统图如图３所示。机床坐标系的建立遵循ＪＢ３０５１—
１９９９。垂直工作台的轴向进给（ｚ轴和 轴）系统由
２．９ ｋＷ伺服电动机驱动。
其他轴的进给系统均是伺服电动机经过一级齿轮
１０ Ｖ）模拟输入、２个（＋／一１０ Ｖ）模拟输入和２个模
拟输出，用来控制主轴变频器实现主电动机的调速；
ＩＮ１接口是ＰＬＣ输入端子，该系统可以接３２位光隔离
的数字输入；ＯＵＴ１接口是ＰＬＣ的输出端子，可以连接
１６个通用数字量输出。
２．２接口接线情况
传动（传动比为４），驱动滚珠丝杠（丝杠螺距为１２
ｍｉｌ１）实现伺服进给。主轴箱沿横梁的左右运动（ 轴
和 轴）的驱动伺服电动机为２．９ ｋＷ，工作台移动（】，
轴）的驱动伺服电动机为４．４ ｋｗ。
图４控制原理图
・
１４６・
；矗 ； ‘ｕｌ等 ｌ平 ｌ ｕ删
Ｒ洲ｎｇａｎｄ Ｍａｉｎｆｅｎａｎｃｅ改装与维修
２．２．１主轴变频器接线
主轴变频器选用日本富士电机株式会社的ＦＲＮ
１ ０００）＝３２ ７６８ｘ４ｘ４／（１２ｘ１ ０００）＝
１６ ３８４／３７５
、
７．５Ｇ１１—４ＣＸ，其接线情况如图５所示 。
主轴变速器ＦＲＮ ７．５Ｇ１ １Ｓ一４ＣＸ
Ｒ Ｓ ｌ Ｔ 母ＦＷＤ ５ＲＥＶ ＣＮ ３０Ａ ３０ＢＩ ３０Ｃ Ｕ Ｉ Ｖ １ ｗ
上１３上 Ｌ望
Ａ３ Ａ１ Ａ２Ｉ
Ａ７ｉ １ ＵＡＩ ＶＡ ＷＡ
轴：Ｐｎ２０２／Ｐｎ２０３＝３２ ７６８ｘ４ｘｉ／（￣ｒＤｘ脉冲／
ｍｍ）＝３２ ７６８ｘ４ｘ１２０／（ｍｚｗ￣２ ０００）＝
８ １９２／１５７
表２伺服系统参数设置情况
序号
Ｐｎ０００
轴
Ｏ０ｌＯ
１６：８４
３７５
５０
５０
８ ８７０
８ ８７８
Ｙ轴
ｏ０１Ｏ
１６ ３８４
３７５
５０
５０
８ ８７０
８ ８７８
ｚ轴
００１ｌ
１６ ３８４
３７５
５０
５０
８ ８７０
８ ８７８
Ｕ轴
００１１
８ １９２
１５７
２０
３０
８ ８７０
８ ８７８
轴
Ｏ０ｌ１
８ １９２
１５７
２０
３０
８ ８７０
８ ８７８
Ｒｌ一１０Ｋ
Ｐｎ２Ｏ２
Ｐｎ２０３
Ａ７＋Ａ８
正反转
速度
Ｖｌ
报警ＡＬＭ
Ｐｎ４０２
Ｐｒ１４Ｏ３
Ｐｒ ０Ａ
图５主电动机接线图
２．２．２伺服电动机接线
依据前文所述，得知该机床改造中使用的是日本
安川电机株式会社的伺服电动机及驱动器，其接线图
如图６所示。
Ｐｎ５ＯＢ
３ 结语
①改造后，使机床废弃闲置的机械本体部分得到
重新使用，使其重新具备了加工功能。．
②其加工精度得到了提高，在任意３００ ｍｍ的直
线运动的定位精度为０．０２ ｍｍ，定位加工孔距精度为
０．０５ ｍｍ。
③自动化程度大大提高，降低了工人的劳动强度，
提高加工效率。
④改造后系统运行平稳可靠。
图６伺服电动机接线图
参考文献
２．３参数设置情况
［１］邬再新，吕洪波，王连波，等．基于ＰＭＡＣ的开放式双主轴龙门钻床
数控系统研究［Ｊ］．机床与液压，２００７，３５（５）：８７—９０．
［２］谭德宁，滕云．数控龙门深孔钻床的设计分析［Ｊ］．制造技术与机床，
２０１０（２）：６９—７２．
依据使用的要求，主轴变频器需要设置的参数见
表１。变频器参数设置表中未列参数为出厂值。
表１主电动机变频器参数设置情况
序号 Ｆ０Ｏ １ Ｆ０２ Ｆ０３ ＦＯ７ Ｆ０８
［３］操作说明书ＦＲＮＣＩＣ ５０００Ｇ１１Ｓ／Ｐ１Ｓ［Ｚ］．富士电机株式会社．
［４］Ａｄｖ ４００ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ［ｚ］．ＤＥＬＴＡ ＴＡＵ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔｅｍ，Ｉｎｃ．２００３．
［５］∑系列ＳＧＭ［］Ｈ／ＳＧＤＭ用户手册伺服的选型与数据表［Ｚ］．安川电
参数置 ０ １ ｌ ５０ ２０ １５
机株式会社，１９９７．
根据系统进给 、ｙ、ｚ最小分辨率为０．００１ ｍｍ和
、
轴最小分辨率为０．０００ ５ ｍｍ的要求，配置电子齿
ｙ、ｚ轴：Ｐｎ２０２／Ｐｎ２０３＝３２ ７６８￣４￣ｉ／（Ｔｘ
第一作者：马志宏，男，１９７１年生，助研，主要从事
机电一体化产品的开发与研究。
（编辑
文章编号：１１１０４３
轮传动比如下（表２）：
、
余捷） （收稿日期：２０１１—０１—２４）
如果您想发表对本文的看法。请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。
・
书讦ｌ・
模具制造实用工艺技术马伯龙主编 邮购价格：５１元
本书系统地介绍了模具制造实用工艺技术。内容包括：模具制造工艺基础，模具制造的机械加工技术，模具的特种加工技术，
模具的少、无切屑成形技术，模具的现代制造技术，模具的热处理工艺技术，模具制造工艺文件的编制，模具典型零件的加工工艺及
操作要点，以及模具的装配工艺及操作要点等。本书以培养和造就企业所需的”实用型”中、高级模具制造人才作为取材的依据，内
容系统、实用。
来款请寄：北京市朝阳区望京路４号，机床杂志社收，邮编：１００１０２。
‘ｕＩ１ ｌ 等 ｕ
2024年7月18日发(作者：伊江雪)
Ｒｅｆｉｌｌｉｎｇａｎｄ Ｍａｉｎｆｅｎａｎｃｅ
改装与维修
ＡＤＶ４００在双主轴龙门式钻床数控化改造中的应用
马志宏①② 赵 学①② 杨 啸②
（①兰州Ｉ理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室，甘肃兰州Ｉ ７３００５０；
②兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州７３００５０）
摘要：讨论了基于ＤＥＬＴＡ ＴＡＵ公司的ＡＤＶ４００数控系统实现双主轴龙门钻床的改造。阐述了钻床数控
化改造的方案、龙门钻床的机械结构和数控系统电气接口。经改造后的龙门钻床恢复了使用性能，
自动化水平和加工精度得到了提高，经过一段时间的使用检验，达到了改造的要求。
关键词：ＡＤＶ４００钻床
中图分类号：ＴＧ６５９
数控改造
文献标识码：Ａ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＡＤＶ４００ ｉｎ ｄｏｕｂｌｅ ｓｐｉｎｄｌｅ ｇａｎｔｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｍａｋｉｎｇ
ＭＡ Ｚｈｉｈｏｎｇ￣￣
。
ＺＨＡ０ Ｘｕｅ∞
。
ＹＡＮＧ Ｘｉａｏ￣
（①Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｙｒ
ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，ＣＨＮ；
＠Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
’Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，ＣＨＮ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｏｎ ＡＤＶ４００ ＮＣ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＤＥＬＴＡ ＴＡＵ ｃｏｍｐａｎｙ ｉｎ ｄｏｕｂｌｅ ｓｐｉｎｄｌｅ ｇａｎｔｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ
ｒｅｍａｋｉｎｇ．Ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｍａｋｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ，ｇａｎｔｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ＣＮＣ ｓｙｓｔｅｍ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ．Ａｆｔｅｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｎｔｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅ ｕｓｉｎｇ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｒｅｓｔｏｒｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ａｆｔｅｒ ａ ｐｅ—
ｒｉｏｄ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｉｔ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＤＶ４００；Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ；ＮＣ Ｒｅｍａｋｉｎｇ
双主轴龙门钻床是兰州某石油设备制造企业上世 作台可以水平进给。从机床结构看，包括５个进给运
纪７０年代自制的设备。由于当时条件的限制，该机床
进给系统使用电液脉冲马达驱动的电液控制系统，主
轴系统采用直流调速等，致使该机床在使用过程中出
动与２个速度控制的主轴系统。不仅可以钻孔，还可
以进行铣削加工。机床的机械结构如图１所示。
现操作可靠性差、驱动能力不足、控制精度低等情况，
所以该机床从试制完成后就一直没能应用到生产中。
由于长时间的闲置，使设备的控制系统完全损毁，机械
部分也有些部件出现零件丢失或损毁的情况¨ 。
由于企业产品加工制造的需要，提出对该机床进
行数控化改造，以恢复该机床的使用功能，同时可以减
少一些不必要的设备投资。
１ 双主轴龙门钻床机械结构简介
该机床是龙门结构。在机床横梁上有２个各自独
立、可以进行钻或铣削加工运动的主轴箱，分别可以沿
横梁水平运动，主轴轴向进刀并有各自独立的进给驱
动系统驱动，主轴的控制分别由两套控制系统控制；工
・
１一左主轴箱的水平移动伺服进给系统；２一左主轴箱；３一右主轴箱
４一横梁；５一右主轴箱的水平移动伺服进给系统；６一右立柱ｉ ７一
工作台；８一床身；９一左立柱。
图１机械结构图
１４５・
ＬＵ “ ＩＵ 舯Ｉ
改装与维修Ｒ Ｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｉｎｆｅｎ ｅ
２ 改造的控制原理、接口及参数
２．１控制原理
根据图１可知，此机床有５个伺服进给轴（ 轴、ｙ
轴、ｚ轴、 轴和 轴）。有２个变频控制的主轴。所
以在选择数控系统时，该系统必须能控制５个伺服轴
和２个模拟量变频轴。考虑到产品的性价比和使用的
熟悉情况，选择美国ＤＥＬＴＡ ＴＡＵ的ＡＤＶ４００数控系统
作为改造机床的控制系统。该系统集成了开放式
ＰＭＡＣ系统的优点，又具有高度的一体化结构。可以
实现五轴联动，具有热插拔的ＵＳＢ接口和以太网口，
图２主传动系统
维护及加工程序编写方便 。
机床各个伺服进给电动机选择日本安川电机株式
会社的∑一Ⅱ系列的型号为ＳＧＭＧＨ的交流伺服电动
该机床的主轴箱结构借
鉴摇臂钻的主轴箱，在此基
础上做了一些变化：主轴传
动部分的传动系统图如图２
所示。双主轴钻床的２个主
机。所以 轴、ｚ轴、 和 轴选用的电动机型号为
ＳＧＭＧＨ一３０ＡＣＡ４１，其驱动器型号为ＳＧＤＭ一３０ＡＤＡ；Ｙ
轴选用ＳＧＭＧＨ一４４ＡＣＡ４１，其驱动器型号为ＳＧＤＭ一
５０ＡＤＡ。该型电动机的电源电压为２００ Ｖ 。
传动系统一致，由７．５ ｋＷ的
电动机通过三级齿轮传动，
总传动比为：，＝４０８／１０５。主
轴电动机额定转速１ ４４０ ｒ／
图３垂直工作台的钻孔进
该机床的控制原理见图４。ＦＬＧ１接口包含５根
轴的ＦＬＡＧ具体输入，每根轴可以包括以下信号：正限
位、负限位、用户输入和回零输入等信号，开关可以是
ｍｉｎ，主轴最高转速３７０．６ ｒ／
ｍｉｎ。垂直进给系统的传动
给传动系统
机械开关或光电开关；ＳＴＰ１接口可用来连接高达５个
步进驱动，步进驱动必须从系统中得到脉冲和方向的
数据，同时有４个轴的放大器故障输入；ＡＭＰ１接口目
的就是用放大器使能线和所需的电源线连接４个带有
模拟（＋／一１０ Ｖ）接口的放大器；ＡＮＡｌ接口有１个（０
～
系统图如图３所示。机床坐标系的建立遵循ＪＢ３０５１—
１９９９。垂直工作台的轴向进给（ｚ轴和 轴）系统由
２．９ ｋＷ伺服电动机驱动。
其他轴的进给系统均是伺服电动机经过一级齿轮
１０ Ｖ）模拟输入、２个（＋／一１０ Ｖ）模拟输入和２个模
拟输出，用来控制主轴变频器实现主电动机的调速；
ＩＮ１接口是ＰＬＣ输入端子，该系统可以接３２位光隔离
的数字输入；ＯＵＴ１接口是ＰＬＣ的输出端子，可以连接
１６个通用数字量输出。
２．２接口接线情况
传动（传动比为４），驱动滚珠丝杠（丝杠螺距为１２
ｍｉｌ１）实现伺服进给。主轴箱沿横梁的左右运动（ 轴
和 轴）的驱动伺服电动机为２．９ ｋＷ，工作台移动（】，
轴）的驱动伺服电动机为４．４ ｋｗ。
图４控制原理图
・
１４６・
；矗 ； ‘ｕｌ等 ｌ平 ｌ ｕ删
Ｒ洲ｎｇａｎｄ Ｍａｉｎｆｅｎａｎｃｅ改装与维修
２．２．１主轴变频器接线
主轴变频器选用日本富士电机株式会社的ＦＲＮ
１ ０００）＝３２ ７６８ｘ４ｘ４／（１２ｘ１ ０００）＝
１６ ３８４／３７５
、
７．５Ｇ１１—４ＣＸ，其接线情况如图５所示 。
主轴变速器ＦＲＮ ７．５Ｇ１ １Ｓ一４ＣＸ
Ｒ Ｓ ｌ Ｔ 母ＦＷＤ ５ＲＥＶ ＣＮ ３０Ａ ３０ＢＩ ３０Ｃ Ｕ Ｉ Ｖ １ ｗ
上１３上 Ｌ望
Ａ３ Ａ１ Ａ２Ｉ
Ａ７ｉ １ ＵＡＩ ＶＡ ＷＡ
轴：Ｐｎ２０２／Ｐｎ２０３＝３２ ７６８ｘ４ｘｉ／（￣ｒＤｘ脉冲／
ｍｍ）＝３２ ７６８ｘ４ｘ１２０／（ｍｚｗ￣２ ０００）＝
８ １９２／１５７
表２伺服系统参数设置情况
序号
Ｐｎ０００
轴
Ｏ０ｌＯ
１６：８４
３７５
５０
５０
８ ８７０
８ ８７８
Ｙ轴
ｏ０１Ｏ
１６ ３８４
３７５
５０
５０
８ ８７０
８ ８７８
ｚ轴
００１ｌ
１６ ３８４
３７５
５０
５０
８ ８７０
８ ８７８
Ｕ轴
００１１
８ １９２
１５７
２０
３０
８ ８７０
８ ８７８
轴
Ｏ０ｌ１
８ １９２
１５７
２０
３０
８ ８７０
８ ８７８
Ｒｌ一１０Ｋ
Ｐｎ２Ｏ２
Ｐｎ２０３
Ａ７＋Ａ８
正反转
速度
Ｖｌ
报警ＡＬＭ
Ｐｎ４０２
Ｐｒ１４Ｏ３
Ｐｒ ０Ａ
图５主电动机接线图
２．２．２伺服电动机接线
依据前文所述，得知该机床改造中使用的是日本
安川电机株式会社的伺服电动机及驱动器，其接线图
如图６所示。
Ｐｎ５ＯＢ
３ 结语
①改造后，使机床废弃闲置的机械本体部分得到
重新使用，使其重新具备了加工功能。．
②其加工精度得到了提高，在任意３００ ｍｍ的直
线运动的定位精度为０．０２ ｍｍ，定位加工孔距精度为
０．０５ ｍｍ。
③自动化程度大大提高，降低了工人的劳动强度，
提高加工效率。
④改造后系统运行平稳可靠。
图６伺服电动机接线图
参考文献
２．３参数设置情况
［１］邬再新，吕洪波，王连波，等．基于ＰＭＡＣ的开放式双主轴龙门钻床
数控系统研究［Ｊ］．机床与液压，２００７，３５（５）：８７—９０．
［２］谭德宁，滕云．数控龙门深孔钻床的设计分析［Ｊ］．制造技术与机床，
２０１０（２）：６９—７２．
依据使用的要求，主轴变频器需要设置的参数见
表１。变频器参数设置表中未列参数为出厂值。
表１主电动机变频器参数设置情况
序号 Ｆ０Ｏ １ Ｆ０２ Ｆ０３ ＦＯ７ Ｆ０８
［３］操作说明书ＦＲＮＣＩＣ ５０００Ｇ１１Ｓ／Ｐ１Ｓ［Ｚ］．富士电机株式会社．
［４］Ａｄｖ ４００ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ［ｚ］．ＤＥＬＴＡ ＴＡＵ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔｅｍ，Ｉｎｃ．２００３．
［５］∑系列ＳＧＭ［］Ｈ／ＳＧＤＭ用户手册伺服的选型与数据表［Ｚ］．安川电
参数置 ０ １ ｌ ５０ ２０ １５
机株式会社，１９９７．
根据系统进给 、ｙ、ｚ最小分辨率为０．００１ ｍｍ和
、
轴最小分辨率为０．０００ ５ ｍｍ的要求，配置电子齿
ｙ、ｚ轴：Ｐｎ２０２／Ｐｎ２０３＝３２ ７６８￣４￣ｉ／（Ｔｘ
第一作者：马志宏，男，１９７１年生，助研，主要从事
机电一体化产品的开发与研究。
（编辑
文章编号：１１１０４３
轮传动比如下（表２）：
、
余捷） （收稿日期：２０１１—０１—２４）
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