雙HHU手持單元在數(shù)控大型臥式車床上的應(yīng)用（上）

■沈陽機(jī)床集團(tuán)沈一希斯事業(yè)部?。ㄟ|寧 110142）　石潔芳■沈陽機(jī)床成套設(shè)備有限責(zé)任公司 （遼寧 110142）　孫 波

雙HHU手持單元在數(shù)控大型臥式車床上的應(yīng)用（上）

■沈陽機(jī)床集團(tuán)沈一希斯事業(yè)部（遼寧 110142）石潔芳
■沈陽機(jī)床成套設(shè)備有限責(zé)任公司 （遼寧 110142）孫 波

摘要：隨著機(jī)床越來越大、越來越復(fù)雜，數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)配置的手持單元也漸漸不能滿足用戶的需要。本文以我廠開發(fā)研制的大型數(shù)控臥式車床——HTC1601000sub為例，介紹了雙HHU手持單元在數(shù)控大型臥式車床上的應(yīng)用。

1. HTC1601000sub簡(jiǎn)介

HTC1601000sub大型數(shù)控車床是高可靠性和高精度、全閉環(huán)數(shù)控二軸連動(dòng)的數(shù)控大型臥式車床，它是在消化吸收國內(nèi)外同等規(guī)格數(shù)控車床技術(shù)的基礎(chǔ)上，集我廠多年生產(chǎn)數(shù)控車床的經(jīng)驗(yàn)，順應(yīng)市場(chǎng)需求而設(shè)計(jì)，生產(chǎn)的優(yōu)秀產(chǎn)品，具有當(dāng)前世界同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。

HTC1601000sub大型數(shù)控車床適用于重型機(jī)器廠、造船廠、鼓風(fēng)機(jī)廠、重型電動(dòng)機(jī)廠、汽輪機(jī)廠及造紙機(jī)械廠等多種機(jī)械加工行業(yè)，利用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具，對(duì)鑄鐵件、鋼件及有色金屬件各種外曲線表面、內(nèi)孔、螺紋、端面及切槽等粗、精車削加工。

機(jī)床采用整體床身，床身內(nèi)部布局合理，有較高的剛性。機(jī)床采用四導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，通過采用先進(jìn)的淬火磨削工藝，使導(dǎo)軌具有硬度大、動(dòng)態(tài)特性好的特點(diǎn)，避免了低速爬行現(xiàn)象的發(fā)生。機(jī)床采用框式刀架結(jié)構(gòu)，具有很高的剛性?？蚴降都懿捎脧?qiáng)力箱形刀板式結(jié)構(gòu)，左、右刀板厚度均為100mm，保證刀具在最大懸伸時(shí)有足夠的剛度和切削精度?？蚴降都軕?yīng)適用于各種軸類零件粗、精加工，尤其適用于強(qiáng)力切削（粗加工）及孔型、臺(tái)階軸、深槽及端面的加工。刀板配置在刀架體的兩側(cè)面，可手動(dòng)調(diào)整裝置伸出縮回，用壓板固定在刀架體上，由標(biāo)尺確定刀板伸出行程。床鞍上的刀架沿床鞍在X軸方向移動(dòng)是由X軸伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器連接滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)準(zhǔn)確、精度高；床鞍沿床身在Z軸方向移動(dòng)是由齒條帶動(dòng)，尺條采用斜齒條，有效地降低了Z軸移動(dòng)時(shí)的噪聲。由于Z軸采用齒條傳動(dòng)，所以為了保證Z軸的精度，Z軸采用雙伺服電動(dòng)機(jī)，通過數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)置達(dá)到消除間隙的目的。并且X、Z軸配置海德漢公司的光柵尺做位置檢測(cè)組件，與控制系統(tǒng)組成X、Z軸的全閉環(huán)控制。本機(jī)床有2個(gè)框架式刀架，所以機(jī)床分別有2個(gè)X軸和Z軸，可以實(shí)現(xiàn)2個(gè)刀架同時(shí)加工以縮短加工時(shí)間。數(shù)控系統(tǒng)采用SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能適應(yīng)高效率、高速、高精度的機(jī)械加工；且具有操作方便、功能齊全及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。除具有通用CNC車床功能外，還配有多種功能部件，供用戶選擇，與主機(jī)配合，可實(shí)現(xiàn)一次裝卡多工序加工，即實(shí)現(xiàn)一機(jī)功能集成化，多工序工藝復(fù)合化。

本機(jī)床有8個(gè)機(jī)械軸、2個(gè)通道，8個(gè)機(jī)械軸分別為X1軸、Z1軸、Z11軸、X2軸、Z2軸、Z22軸、SP1軸和SP2軸。序號(hào)分別為1、2、3、4、5、6、7、8。其中Z1軸與Z11軸為主從軸，Z1軸為主動(dòng)軸，Z11軸為從動(dòng)軸；Z2軸與Z22軸為主從軸、Z2軸為主

動(dòng)軸，Z22軸為從動(dòng)軸；SP1軸與SP2為同軸；另外第一通道生效的機(jī)械軸為X1軸、Z1軸、Z11軸和SP1軸；第二通道生效的機(jī)械軸為X2軸、Z2軸、Z22軸和SP2軸。

機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)配置為φ1 000mm手動(dòng)卡盤, 允許最高轉(zhuǎn)速達(dá)到232r/min，加工工件最大重量可以達(dá)到25t，長度可以達(dá)到7m，回轉(zhuǎn)直徑達(dá)到1 250mm。機(jī)床本身長度就達(dá)到17m，為了方便操作者，機(jī)床配備了2個(gè)HHU手持單元。機(jī)床操作站位于機(jī)床左側(cè)的床鞍上，操作站上配備了一個(gè)Mini HHU，通過這個(gè)Mini HHU操作者可以控制機(jī)床伺服軸。在另外一個(gè)床鞍上有一個(gè)HHU，它不但具備Mini HHU的所有功能，而且還能顯示機(jī)床軸坐標(biāo)、切換機(jī)床工作狀態(tài)等等。在本文后面，將介紹在機(jī)床上應(yīng)用HHU的配置。圖1所示為本機(jī)床的外觀圖。

圖1　HTC1601000sub 數(shù)控臥式車床機(jī)床外觀圖

2. 雙HHU在HTC1601000 sub上的應(yīng)用

HHU為Handheld unit（手持單元）的英文縮寫。HHU是一種集坐標(biāo)顯示和一些簡(jiǎn)易的機(jī)床控制鍵的手持操作單元，可以配置在西門子SINUMERIK 840D或SINUMERIK 810D系統(tǒng)上（見圖2）。

像Mini HHU的使能鍵一樣，HHU是通過上面的一個(gè)鑰匙開關(guān)來激活的（鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到右側(cè)）。在HHU操作時(shí)，MCP（機(jī)床操作面板）上面的按鍵（除了：復(fù)位鍵Reset，NC啟動(dòng)/停止鍵NC-start/stop，單段鍵 SBL 和用戶自定義鍵外）在HHU 生效時(shí)都失效。

在手動(dòng)方式（JOG）下（或在AU T O/M DA方式時(shí)用F D/ FDA指令時(shí)）通過按鍵“INC/ handw.”來選擇手輪，并用它切換INC1、INC10、INC100、 INC1000的點(diǎn)動(dòng)當(dāng)量；再重新選擇JOG（點(diǎn)動(dòng)）AUTO（自動(dòng)）方式按鍵后就取消增量方式。通過HHU上面的鍵可以選擇AUTO、JOG、INC1、INC10、INC100、INC1000等操作方式，其他方式如MDA、REF、IncVar和Inc10000只能通過MCP來選擇，但在HHU上面能顯示。通過HHU上面的X/Y/Z鍵可直接選擇幾何軸，軸名固定為 geoX，geoY，geoZ 。通過子菜單選擇機(jī)械軸和通道。

圖2　手持單元Handheld unit

（1）機(jī)床軸的選擇：按

鍵“ 4. ”將會(huì)進(jìn)入軸選擇子菜單，然后可以用鍵“J O G”、“K T 1”、“K T 2”、“FeedStop” “ + ” 和“ KT3”鍵來選擇第1個(gè)機(jī)械軸到第6個(gè)機(jī)械軸。如果所選通道中配置的軸數(shù)超過6個(gè), 用按鍵“ ～”進(jìn)入其他軸的選擇子菜單，HHU上將顯示其他軸。

（2）通道的選擇與機(jī)械軸的選擇方法大致相同：在通道選擇子菜單里用鍵“ + ”和“–”來選擇上、下一個(gè)通道，同時(shí)通道名稱和相應(yīng)通道所屬的方式組號(hào)顯示在屏幕的第一行上，返回上級(jí)子菜單按“4.”鍵。如果在選擇的通道里存在有NC報(bào)警，HHU上面則顯示“NC_ALARM!!!!!!!!reset w.Rap.OVR”。此時(shí)HHU上面的鍵“～”相當(dāng)于MCP上面的復(fù)位鍵，可以用來復(fù)位NC報(bào)警。HHU、 MCP和 MMC都是連接在MPI總線上，但HHU必須要掛到總線的末端，且終端電阻開關(guān)的位置打在ON 上。

HHU連接到分線盒。分線盒用于在開關(guān)電柜中安裝或者在獨(dú)立的電柜中安裝，分線盒有一個(gè)到MPI總線的接口和一個(gè)端子板用于連接急停鍵、使能鍵、手輪、24V電源。另外分線盒上還有一個(gè)等電勢(shì)導(dǎo)體。

X111、X121用于連接到MPC線。分線盒可以用于MPI總線和MPC總線（見圖3、圖4）。X3用于HHU控制部件的端子板。表1所示為端子板X3引腳定義。X4為HHU接口，X5為MPI接口，表2所示為 X5引腳定義。

圖3　MPI總線的分線盒

圖4　MPC總線的分線盒

表1

表2

收稿日期：（待續(xù)）（20150618）