一、NUM系統介紹

NUM1020/1040系統是緊湊且功能完善的32位數控系統，特別適合于1~6軸的數控機床。在硬件方面采用了CMOS電路，光纖通訊技術及模塊化的設計思想，減少了系統和外部的連線，大大提高了整個機床電氣的可靠性；NUM數控系統具有很強的開放性、靈活性，CNC內部的許多信息都對用戶開放，方便了用戶進行程序的第二次開發，同時提供結構化編程和高級語言編程。具體特點如下：
1. CNC功能
•控制1~6軸，4軸聯動，1~2主軸，可分為1~4個軸組。
•提供交互式的編程模塊，2維CAD軟件PROFIL，ISO編程語言和繪畫式編程語言PROCAM，結構式編程和高級語言編程。
•工件程序可設4個保護區。
•自定義G指令，可用G指令修改已經存在的固定循環或因其它需求而增加新的固定循環。
•M功能和PLC功能可調用子程序。
•外部E參數（用戶可以通過E參數來讀取或改變CNC的狀態）。
•Dynamic operator（動態操作）編程。所謂動態操作是在系統每個系統掃描周期都被執行的操作方式，它使用簡單的操作指令可以直接實時處理軸的運動和輸入/輸出。
2. PLC功能
•內置PLC。
•輸入輸出模塊設計，有效隔離，輸出口負載能力為2A，遠程I/O模塊采用光纜連接，簡化電路設計，提高可靠性。
•最大256I/O，2個模擬輸入，1個中斷輸入，1個模擬輸出。
•梯形圖及C語言編程，CRT上可動態監視。
•PLC圖形界面編輯，用戶可根據機床特點編寫自己的圖形界面。

二、凸輪磨床介紹

瑞士KOPP公司的FSK21.3數控凸輪磨床原采用專用系統，紙帶機輸入程序，該機床坐標軸為X、Z、C(見下圖)，坐標原采用直流伺服后改為SIEMENS 611A交流伺服，與HAIDENHAIN光柵形成全閉環控制，主軸采用INDRAMAT交流伺服控制。

凸輪磨床示意圖

該機床有以下特殊功能：
G01----螺旋插補
G06----拋物線插補
G51----Z軸擺動磨削，定義振蕩寬度及頻率： W--寬度、0.2~32mm，F--頻率、0~60HZ；
M50----擺動停止；  M51----擺動開始
G89----砂輪半徑和外型修正，調用修正循環，提取修正位置文件、修正數據文件。
修正位置定義：
K--砂輪半徑， R--X軸修正位置， Z--Z向啟動位置，W-- Z向結束位置
修正數據定義：
A--參考地址， E--進給次數， D--空行程次數， V--修正量， F--進給速度
砂輪線速度編程：S--0~35 m/s
尤其是擺動磨削功能是X軸、C軸進行插補時，要求Z軸按一定的頻率和行程擺動，以提高零件光潔度，這要求系統具有多任務處理的能力。

三、改造方案

        從公司實際運轉的機床來看，SIEMENS 840C、FANUC 18系統可滿足機床功能要求，但是系統價格高，技術支持少，二次開發工作量大，由于軸、主軸伺服驅動保留，二者均為模擬接口，我們選擇NUM1020GS系統改造該設備，利用NUM系統的Dynamic operator（動態操作功能）及外部E參數編程實現機床功能要求。

我們定義功能指令如下：
G151：Z軸振蕩ON           
G150：Z軸振蕩OFF
格式：G151 EW**EP**
說明：EW---振蕩寬度，  EP---振蕩頻率
該指令主要用于凸輪精加工，程序在執行過程中遇到指令G151，Z軸便在當前位置進行寬度為EW的振蕩，而不影響加工程序的執行，除非用G150指令來取消。
G100：螺旋線插補循環
格式：G100 X**C**F**
說明：X, C---終點處X, C軸的絕對坐標值， F---進給速度
G106：拋物線插補
格式：G106 X**C**P**Q**F**
說明：X, C---終點處X, C軸的絕對坐標值，   P, Q---起點、終點的切線角
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