SM—BR 系列動力伺服刀架的調(diào)試及應(yīng)用

沈陽機(jī)床股份有限公司 (遼寧 110142)張秀印 關(guān)百軍

HTC 系列車銑中心是我事業(yè)部自行開發(fā)設(shè)計的具有國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，刀架的轉(zhuǎn)位換刀和動力頭的旋轉(zhuǎn)是靠一個伺服電動機(jī)驅(qū)動的，刀架的轉(zhuǎn)位換刀工作方式與動力頭的旋轉(zhuǎn)工作方式是通過液壓控制來實現(xiàn)的。為了能合理的調(diào)試出刀架動作并正確應(yīng)用，對刀架的控制原理及動作時序進(jìn)行了深入研究，并編制出了PLC 控制程序與用戶循環(huán)。

在動力伺服刀架調(diào)試應(yīng)用過程中，我們遇到了困難。由于刀架的轉(zhuǎn)位換刀和動力頭的旋轉(zhuǎn)是靠一個伺服電動機(jī)驅(qū)動的，沒有刀架編碼器，但刀架既要實現(xiàn)自動換刀，又要實現(xiàn)手動換刀，如何記憶刀位是解決問題的關(guān)鍵。刀架說明書中要求伺服電動機(jī)為增量編碼器，每次送電都要返回參考點，參考點作為第一號刀位。由于實際使用的編碼器為絕對編碼器，為了發(fā)揮絕對編碼器的性能并提高機(jī)床利用效率，經(jīng)過不懈調(diào)試，我們編制出了一套易于理解的PLC 程序與用戶循環(huán)，可實現(xiàn)刀架的自動、手動換刀，記憶刀位并顯示正確刀號，且每次機(jī)床斷電后上電刀架不必重新返回參考點即可正常工作。

下面結(jié)合西門子840D 系統(tǒng)為例詳細(xì)說明調(diào)試應(yīng)用過程及問題的解決方法。

1.動力伺服刀架說明

刀架的轉(zhuǎn)位換刀和動力頭的旋轉(zhuǎn)是靠一個伺服電動機(jī)驅(qū)動的，刀架的轉(zhuǎn)位換刀工作方式與動力頭的旋轉(zhuǎn)工作方式是通過液壓控制來實現(xiàn)的。

接線圖表如圖1 所示?？刂茣r序圖如圖2 所示?；亓銜r序圖如圖3 所示。

2.機(jī)床說明

(1)數(shù)控系統(tǒng)及伺服電動機(jī):①數(shù)控系統(tǒng)采用西門子840D 數(shù)控系統(tǒng)。②動力伺服刀架控制伺服電動機(jī)為西門子伺服電動機(jī)，型號為1FT60861 AF711EG1，電動機(jī)內(nèi)裝絕對編碼器。

圖1

圖2

圖3

(2)控制要求:①刀架的轉(zhuǎn)位換刀工作方式與動力頭的旋轉(zhuǎn)工作方式可自由切換。②手動換刀與自動換刀及刀號顯示。③動力頭手動、手搖、自動控制。

刀盤角度與刀位號對照表

3.調(diào)試應(yīng)用

刀架由伺服電動機(jī)控制，沒有刀架編碼器，只能用固定角度來分辨刀位，由于刀架為12 工位，將刀盤一周360°等分為12 等份，每份30°，即刀盤每轉(zhuǎn)動30°，相當(dāng)于換一次相臨刀位。因為伺服電動機(jī)為絕對編碼器，反一次參考點即可。我們作了如下規(guī)定(見附表):

(1)刀架的轉(zhuǎn)位換刀工作方式與動力頭的旋轉(zhuǎn)工作方式切換 通過M 代碼指令實現(xiàn):

(2)手動換刀 通過西門子系統(tǒng)功能塊FC18 中的主軸定位功能實現(xiàn)，簡述如下

(3)自動換刀 通過M6 調(diào)用編制的用戶循環(huán)TC_ UC_ M6 來實現(xiàn)，原理是，先讀取實際刀號，將其轉(zhuǎn)換為角度值，再將目標(biāo)刀號轉(zhuǎn)換為角度值，然后進(jìn)行比較，旋轉(zhuǎn)差額角度值即可實現(xiàn)自動換刀。

全局變量定義:

宏定義:

用戶循環(huán)(摘取部分程序):

(4)刀位記憶與刀號顯示 通過系統(tǒng)變量$A_IN ［1］～ $A_ IN ［4］與系統(tǒng)接口信號DB10.DBB1 在PLC 程序塊FC42 與用戶循環(huán)TC_ UC_ M6中的關(guān)聯(lián)應(yīng)用來記憶當(dāng)前刀位，從而可以方便的進(jìn)行手動與自動換刀，并能正確顯示刀號。PLC 程序塊FC42 如下(摘取部分程序):

(5)刀架調(diào)整 由于刀架為伺服刀架，沒有刀架編碼器，在換刀過程中若出現(xiàn)報警或中斷換刀過程，刀架將停在錯誤位置，為了便于調(diào)整，我們編制了刀架調(diào)整PLC 程序塊FC43，通過手搖方式，可以將刀架歸位，并結(jié)合實際刀位調(diào)整全局變量ACT_ T_ NO。PLC 程序塊FC43 如下:

4.結(jié)語

上述方法是調(diào)試應(yīng)用動力伺服刀架的一些心得體會，實現(xiàn)了自動、手動換刀及刀位記憶功能，愿其能在同類產(chǎn)品應(yīng)用中起到拋磚引玉的效果。