1 iTNC 530 HSCI数控系统

多年来,海德汉公司的数控系统已广泛应用于车间生产。除了适应车间应用外,其强大和可靠的硬件设计也是突出特点。海德汉公司在EMO展览会上展示了适应未来要求的全数字化数控系统。该系统所有部件全部通过纯数字接口连接:控制部件通过海德汉最新串行控制接口HSCI(海德汉快速以太网实时传输协议)连接,光栅尺或编码器通过海德汉公司开发的EnDat 2.2双向接口连接。

新一代iTNC 530 HSCI是适用于机床的轮廓加工数控系统,可控制多达18个轴和控制主轴,它采用全数字化HSCI接口和EnDat2.2接口(图1)。存储介质为30 GB或16 GB固态硬盘,支持海德汉对话格式编程语言、smarT.NC操作模式和ISO格式,可使用FK自由轮廓编程。程序段处理速度快,支持高速3-D加工专用功能。

HSCI以100BaseT以太网硬件为基础,通过以太网的物理链路层连接,是海德汉公司专门开发用于连接主机、控制单元和其它控制部件的协议。这个专用接口允许在很短的周期时间内传输大量数据。由于HSCI具有一流同步性能,数据传输的非稳态时间只有几ns。海德汉公司这些全数字化架构的一流性能不仅能确保高精度和高表面质量,更保证了高运动速度和整个系统的可靠性。HSCI控制系统的主要优点有:(1)硬件平台支持灵活和可扩展的控制系统(例如扩展轴);(2)部件间的数字通信提高了抗噪声性能;(3)实施“功能安全”的硬件基础;(4)简化连线(初始化工作,配置);(5)变频器连接方法同原来的PWM接口;(6)整个系统的电缆长度更长(HSC允许100 m);(7)控制环数量更多(最多可达18轴或2个主轴);(8)PLC输入和输出数量更多;(9)控制单元可以异处安装。

CC控制单元最多可支持8个PL 6000 PLC输入/输出模块,和机床操作面板连接到MC主机的串行HSCI总线上。HR手轮直接连接到机床操作面板上。如果将主机和显示单元集成在操作面板内,这种结构的优点更突出,只需一根电源线和一根HSCI线连接电气柜中的控制单元。另外,主机与编码器间也可通过EnDat2.2实现纯数字连接。见图2。

2 TNC 620数控系统

TNC 620是适用于镗铣类机床的紧凑型轮廓加工数控系统(图3)。它结构紧凑,显示清晰、易读,操作灵活,特别适合于铣、钻、镗机床的多功能应用,而且支持五轴多功能轮廓加工。TNC 620能动态提前计算轮廓位置,因此它能更好地调节轴速适应轮廓过渡要求。它采用特别算法控制进给轴,确保路径控制满足速度和加速度要求。内置的专用过滤器能显著抑制机床各部件固有频率,同时在保证最佳表面质量情况下达到要求的精度。由于程序段处理时间只有1.5 ms,因此可以轻松应对高分辨率的高精度轮廓加工要求。TNC 620的全数字化设计使所有部件间的连接全部通过纯数字接口实现:控制部件用串行数控接口HSCI连接,光栅尺或编码器通过EnDat 2.2双向接口连接,整个系统达到了更高的可靠性,而且主机和编码器间支持诊断功能和无噪声信号传输。

3 LC 800系列光栅尺

LC 800系列光栅尺(图4)的技术特点:

(1)绝对式位置测量,开机无需执行回参考点操作;

(2)精度可达±5 μm,测量长度可达28 m;

(3)单场扫描技术,信号质量高;

(4)符合DIN EN ISO 13849/DIN EN IEC 61508安全功能要求;

(5)能承受高频率振动;

(6)EnDat 2.2绝对式接口;

(7)与原有增量式LB 382机械兼容。

4 LC 115系列光栅尺

LC 115系列光栅尺(图5)的技术特点:

(1)应用双密封条,抗污染能力更高;

(2)测量长度可达4240 mm;

(3)绝对式位置测量,开机无需执行回参考点操作;

(4)EnDat 2.2绝对式数字接口;

(5)单场扫描技术,信号质量高;

(6)符合DIN EN ISO 13849/DIN EN IEC 61508安全功能要求。

5 RCN 8000系列角度编码器

RCN 8000系列角度编码器(图6)的技术特点:

(1)系统精度可达±1"或±2";

(2)单场扫描技术,信号质量高;

(3)测量步距可达29 bit/圈,即每转约53600万个位置;

(4)新型密封装置,抗污染能力更高;

(5)大直径空心轴,最大可达 φ60 mm或φ100 mm;

(6)最高转速可达1500 r/min;

(7)主要用于回转工作台和角度测量工作台、摆头和分度装置。

6 ERM 2x80系列高速主轴用角度编码器

ERM 2x80系列高速主轴用角度编码器(图7)的技术特点:

(1)对污染不敏感,防护等级达IP67;

(2)最高转速可达35000 r/min;

(3)信号质量好,允许高倍频细分;

(4)截止频率可达-3 dB≥300 kHz;

(5)有通孔式和键槽式两种磁栅鼓形式;

(6)抗冲击能力达400 m/s2;

(7)允许轴向窜动为±0.5 mm。

7 TS 249——车床、磨床用3D测头

TS 249测头(图8)的技术特点:

(1)精度高,探测精度≤ ± 5 μm,重复精度 2σ≤1 μm(3 m/min);

(2)通过电缆传输信号;

(3)尺寸紧凑;

(4)使用光学传感器,无接触、无磨损;

(5)内部信号处理,无需外部控制系统接口。