西門子FB3功能在附件頭上的應(yīng)用

■沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)中捷機(jī)床有限公司　?。ㄟ|寧 110042 ）　李寧寧 徐 歡

西門子FB3功能在附件頭上的應(yīng)用

■沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)中捷機(jī)床有限公司（遼寧 110042 ）李寧寧 徐 歡

摘要：在使用附件頭進(jìn)行加工的過(guò)程中很可能會(huì)出現(xiàn)主軸輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩大于附件頭允許的最大轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的現(xiàn)象，從而造成附件頭損壞。本文通過(guò)使用西門子FB3功能對(duì)主軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行限制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)附件頭機(jī)械結(jié)構(gòu)的保護(hù)，減少附件頭的損壞。

當(dāng)前的機(jī)床市場(chǎng)中，各種附件頭的應(yīng)用是非常普遍的。這些附件頭是根據(jù)工件的不同工藝需求而定的，有著，也就是說(shuō)，各種附件頭不僅外觀不一樣，而且各自的加工參數(shù)也不相同。例如，機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速可以達(dá)到5 000r/ min，轉(zhuǎn)矩可達(dá)到4 000N·m，由于結(jié)構(gòu)原因，附件頭的參數(shù)大多數(shù)無(wú)法達(dá)到這么高的指標(biāo)，所以，使用附件頭在加工過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)過(guò)轉(zhuǎn)速和過(guò)轉(zhuǎn)矩而造成附件頭損壞的現(xiàn)象。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在使用附件頭進(jìn)行加工時(shí)，需要對(duì)主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行限制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)附件頭機(jī)械結(jié)構(gòu)的保護(hù)，減少附件頭的損壞。下面就介紹在SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)上結(jié)合FB3功能、選擇不同的參數(shù)組、設(shè)置相關(guān)NC參數(shù)等多種方法對(duì)主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行限制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)附件頭的保護(hù)。

1. 轉(zhuǎn)速的限制

主軸的轉(zhuǎn)速是通過(guò)主軸的軸參數(shù)MD35160來(lái)限制的，所以主軸轉(zhuǎn)速限制可使用PLC的FB3功能修改主軸的軸參數(shù)MD35160。

先使用Ncvar selector軟件將主軸參數(shù)MD35160存儲(chǔ)到FB3功能可以處理的數(shù)據(jù)塊，假設(shè)這里設(shè)定為DB184。

然后在PLC程序中填寫如下程序段，每當(dāng)執(zhí)行M99時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將主軸的MD35160更改為MD14514[0]中設(shè)置的數(shù)值。也就是說(shuō)，需要把附件頭的額定轉(zhuǎn)速值填寫到MD14514[0]。

LDB20.DBD160//14514[0]

TDB126.DBD 2492

AI32.0//附件頭在主軸上

=DB35.DBX3.6//轉(zhuǎn)速限制生效

SDB126.DBX 2480.1

ADB126.DBX 2480.2

ODB126.DBX 2480.3

RDB126.DBX 2480.1

CALLFB 3 , DB188

Req:=DB126.DBX2480.1//啟動(dòng)位

NumVar:=1//需改寫參數(shù)的數(shù)量

Addr1 := P#DB184.DBX 0.0 BYTE 10//需要改寫的參數(shù)

:

Error :=DB126.DBX2480.3//錯(cuò)誤位

Done :=DB126.DBX2480.2//完成位

State :=DB126.DBW2490//狀態(tài)位

SD1 :=DB126.DBD2492//寫入的數(shù)值

:

SD8 :=

上述程序段中DB20.DBD160即為MD14514[0]，這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系取決于NC參數(shù)MD14504、MD14506的設(shè)定。

2. 轉(zhuǎn)矩的限制

主軸轉(zhuǎn)矩是通過(guò)MD1428來(lái)限制的，由于這個(gè)參數(shù)有8組數(shù)據(jù)可以使用，我們可以通過(guò)選擇不同的參數(shù)組對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行限制。

（1）參數(shù)組的選擇。在PLC中填寫如下語(yǔ)句：

AI32.0//附件頭在主軸上

AI32.1 //低擋到位

ANI32.2//高擋不到位

=DB35.DBX21.0//主軸參數(shù)組2有效AI32.0//附件頭在主軸上

ANI32.1 //低擋到位

AI32.2//高擋到位

=DB35.DBX21.1//主軸參數(shù)組3有效

假設(shè)設(shè)定主軸軸號(hào)為5，附件頭不在主軸上（即附件頭與滑枕連接信號(hào)到位）時(shí)，第1組參數(shù)有效；當(dāng)附件頭在主軸上、主軸低擋到位時(shí)，第2組參數(shù)有效；當(dāng)附件頭在主軸上、主軸高擋到位時(shí)，第3組參數(shù)有效。PLC接口信號(hào)與參數(shù)組的對(duì)應(yīng)關(guān)系如附表所示。

PLC接口信號(hào)與參數(shù)表

（2）數(shù)值的計(jì)算。選擇生效的參數(shù)組后，需要將附件頭相關(guān)數(shù)據(jù)的限制值填入到MD1428中。由于這些參數(shù)的單位是百分比，這就需要對(duì)主電動(dòng)機(jī)、附件頭的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算的百分比填入相應(yīng)的參數(shù)中。下面介紹計(jì)算的具體方法。

計(jì)算所需的參數(shù)有：T為主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩；TH為附件頭轉(zhuǎn)矩；S1∶S2為低擋降速比；S3∶S4為高擋降速比。

關(guān)于降速比進(jìn)行舉例說(shuō)明：例如，低擋時(shí)，減速機(jī)的降速比I=3，則S1∶S2=1∶3；高擋時(shí)，減速機(jī)的降速比I=1.5，則S3∶S4=2∶3。

MD1428[1] 低擋的轉(zhuǎn)矩百分比=TH×S1×100/T×S2

MD1428[2] 高擋的轉(zhuǎn)矩百分比=TH×S3×100/T×S4

（3）使用FB3功能修改參數(shù)。先使用Ncvar selector軟件將MD1428存儲(chǔ)到FB3功能可以處理的數(shù)據(jù)塊，假設(shè)這里設(shè)定為DB185。然后在PLC中填寫如下程序段：

LDB20.DBD164//14514[1]

TDB126.DBD 2496

LDB20.DBD168//14514[2]

TDB126.DBD 2500

LDB20.DBD168//14514[3]

TDB126.DBD 2504

AI32.0//附件頭在主軸上

SDB126.DBX 2481.1

ADB126.DBX 2481.2

ODB126.DBX 2481.3

RDB126.DBX 2481.1

CALLFB 3 , DB189

Req:=DB126.DBX2481.1//啟動(dòng)位

NumVar:=3//需改寫參數(shù)的數(shù)量

Addr1 := P#DB185.DBX 0.0 BYTE 10

:

State :=DB126.DBW2488//狀態(tài)位

Error :=DB126.DBX2481.3//錯(cuò)誤位

Done :=DB126.DBX2481.2//完成位

SD1 :=DB126.DBD2496//寫入MD1428的值

:

SD8 :=

上面的程序段是設(shè)置1個(gè)附件頭的保護(hù)數(shù)據(jù)，多個(gè)附件頭的數(shù)據(jù)可參照其隨意擴(kuò)展。

3. 結(jié)語(yǔ)

靈活應(yīng)用上述的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)附件頭機(jī)械結(jié)構(gòu)的保護(hù)，解決了不同附件頭的不同轉(zhuǎn)速和不同轉(zhuǎn)矩的限制，基本上解決了因?yàn)檫^(guò)轉(zhuǎn)速和過(guò)轉(zhuǎn)矩對(duì)附件頭的損壞，為企業(yè)節(jié)省大量的資金，也為用戶帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

收稿日期：（20140812）