1 機床介紹

ZK2101A型數控深孔鉆床是一種采用外排屑鉆削法（槍鉆法）鉆削小孔徑的深孔鉆床通過一次連續鉆削可以替代一般需要鉆擴鉸工序才能達到的加工精度和表面粗糙度它既能承擔鉆削等直徑的深孔，又可以進行盲孔或階梯孔的加工，增加特殊附件時，還能進行槍鏜，以便進一步提高工件的加工精度和表面粗糙度

2 原系統介紹

ZK2101A型數控深孔鉆床配置大連大森Ⅲ型 R2J50L數控系統，是一種采用并行方式的雙 16 位處理器的高速雙向處理的CNC，配有高速高精度的安川交流伺服電機及高速微處理器的數字伺服系統， Z軸電機是其伺服電機數控系統由LCD操作面板和控制單元組成，前者裝在操作站面板上，控制單元和調速裝置安裝在配電柜內系統結構見圖1

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3 改造內容

改造后的系統使用的是南京大地數控系統全數字式交流伺服單元及其配套的伺服電機歐姆龍的 PLC以及工藝所需要的自制操作面板分別從以下幾個方面進行介紹：

3.1 南京大地數控系統

南京大地數控系統是一款帶全數字伺服或三相混合式步進電機的普及型數控系統，控制電路采用 16 位高速微處理器超大規模可編程器件和標貼原件多層印刷線路板，整個系統緊湊可靠

（1）其 X軸 Z軸精度都達到了 0.001 mm，真正的級控制，運行更平穩

（2）顯示屏采用 6 英寸 LCD液晶屏，顯示無雪花，各窗口實時顯示當前機床運行及所處狀態

（3） I/O口輸入 32 個，經光電隔離，輸出 15 個，可直接驅動24 V直流繼電器每個輸出口均帶有自恢復熔絲，由于誤接線而損壞接口電路的情況可以避免

（4）標準手輪接口， X1， X10 和 X100 三檔倍率， X， Y， Z和第4軸選擇 0~10 V模擬量輸出

（5）標準 RS232C異步串行口數控系統之間或數控系統與PC機之間能互傳程序，也可用串行口進行軟件升級

3.2 交流伺服單元

交流伺服單元是 SDXXX系列的交流伺服，其核心運算模塊是 IRMCK201，它采用了復雜可編程器件 EPLD及三菱智能功率模塊，具有集成度高體積小響應速度快保護完善可靠性高等一系列優點

3.3 可編程控制單元

可編程控制單元是歐姆龍的可編程控制器 CPM1A 利用操作面板按鈕指令，系統的功能指令和歐姆龍 PLC的內部指令重新進行編程，輸入點 31 個： X000~X011， X100~X111，X200~X206，輸出點 20 個： Y1000~Y1005， Y1101~1107， Y1200~Y1205，利用梯形圖實現對主軸電機鉆桿電機冷卻泵液壓泵電機等 10 個電機的準確控制和 AL報警冷卻報警潤滑報警等信號的指示

3.4 數控系統與控制單元的連接

大地數控系統通過電纜分別與交流伺服單元手脈 PLC 自制操作面板變頻器進行連接，實現數據的傳送反饋控制

（1）與伺服單元和手脈使用航空插頭可以直接連接伺服電機信號接口是 DB15 針插座，插頭應為 DB15 孔，輸出 Z軸電機驅動信號手輪編碼器接口5J5是 DB15孔插座，與之相接的插頭應為 DB15針，輸出手脈信號

（2）與 PLC不能直接連接，需要通過上拉電阻的方式實現改造后的系統使用的是歐姆龍的 PLC，沒有內置 24 V電源，且需要的輸入信號是較小的電壓信號而大地數控系統輸出的信號是開關信號，接入 24 V電源后，通過上拉電阻的方式才能實現與其通訊，見圖2

（3）和自制操作面板上按鈕的連接也需要上拉電阻的方式實現為使系統更加完善，根據操作工人的使用習慣，還在新系統的基礎上增加了一塊自制的操作面板，見圖3

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操作面板上按鈕與數控系統之間的連接也需要接入 24 V電源，通過上拉電阻的方式實現降壓，與圖2類似，不再詳細介紹

4 改造成果

ZK2101A型數控深孔鉆床改造前，因為系統老化，機床經常

出現故障，報警后自動歸零，廢品率高使用南京大地數控系統改造之后，不僅能保證機床的工藝要求和生產要求，而且在使用近兩年中基本未出故障，并且縮短了機床的停機時間，保證了生產的正常進行機床循環啟動后，不產生廢品，不用重新調零，提高了產品的合格率根據操作工人的習慣和操作特點，增加了操作站面板，使用更方便，大大提高了生產效率