張寶生
(天水星火機床有限責任公司,甘肅天水 741024)
SINUMERIK 840D powerline具有模塊化,開放性和統一的結構。用于操作、編程和可視化,可提供一種適用于所有技術功能的創新系統平臺。與SIMODRIVE 611D系統一起,并輔以SIMATIC S7-300自動化系統,SINUMERIK 840D powerline提供了一種最適于復雜機械加工任務以及具有高動態水平和精度的完善的全數字控制系統。借助于HMI、CNC和PLC中的開放性,用戶可以根據將其經驗準確地應用于控制解決方案。SINUMERIK 840D powerline為NC核心提供了開放性。這種開放性的結構和SINUMERIK 840D powerline的高計算性能,使CNC系統可方便靈活、快速和經濟地實現你所需求的運動控制方案。
換刀是數控機床很重要的一個功能,在雜志上看到過有關802D SL用異步子程序手動換刀的介紹,以下介紹本文所述的西門子840D系統采用異步子程序實現在數控車床上手動換刀的功能。
以臥式刀架為例,刀架轉位必須先斷開鎖緊裝置,然后才能給電動機供電,按選擇的方向旋轉。當編碼器前1工位的選通信號下降沿到達時,則預分度電磁鐵立即供電,電磁鐵得電后,等待預定位電磁鐵插銷插入刀軸等分鍵槽內,回轉被迫停止,預分度開關發出信號,收到此信號后,電動機立即停止,經50 ms暫停后,電動機反向旋轉使刀架鎖緊定位。刀架鎖緊定位后,鎖緊開關發出信號,該信號立即使電動機停止,鎖緊電磁鐵通電。此時系統進行位置檢測,發出允許刀架進行切削加工的指令。
數控車床一般使用的刀架立式有4和6工位的,臥式有8和12工位的等幾種,直接安裝在車床的橫向滑板上。換刀分自動換刀和手動換刀兩種:自動換刀是在自動方式下,根據程序編制的T代碼,進行選刀,這個過程通過PLC程序控制,進行刀具自動變換,系統可以辨認當前刀號,多工位刀架還可實現就近選刀的功能;而手動換刀是在手動方式下,按一下操作面板上的按鍵,刀架自動轉動一個刀位,刀架能完成換刀的過程而且可以鎖緊,但是系統不知道當前刀號,在工件加工對刀時還要在自動方式下輸入刀號再執行一次換刀程序,如果不注意,往往出現將刀對錯,造成刀具和工件的報廢。
由于西門子840D系統具有異步子程序功能,這樣就給我們處理手動換刀帶來了極大的方便,可以用異步子程序功能在PLC中調用自動換刀的程序,實現了在手動方式下實現自動換刀,而且數控系統能反映出當前刀具的位置,從而使自動換刀程序和手動換刀程序互不干涉,給操作者也帶來了方便,可操作性強。當然840D系統異步子程序的功能是有很多用途的,此處只是其中使用的一個例子。
在編制手動換刀程序之前,必須先要設定異步子程序功能。激活異步子程序(ASUP)(選項)需要設置以下系統參數:
(1)MD10702=13 在任何情況下ASUP也連續執行
(2)MD11602=7 設置ASUP啟動執行的條件
(3)MD11604=2 定義大于該優先級的中斷程序
(4)MD11612=1ASUP編輯保護級別
上述參數定義之后,還需要在 PLC程序中對ASUP進行處理。
在OB100子程序中修改FB1的參數,NCKomm:=TRUE。
建立一個與FB4功能塊有關的DB塊,如DB300,在此功能塊后帶一個背景數據塊DB301,在DB301中建立異步子程序的目錄路徑和異步子程序名稱。顯示界面如圖1、圖2所示。

例如異步子程序名稱為“_N_ASUP_SPF”,路徑為“/_N_CUS_DIR/”,表明在用戶子程序目錄下建立ASUP這個子程序。
DB300和DB301這兩個功能塊建立后可以編寫PLC程序如下:



FB4和FC9界面如圖3,圖4所示。

在系統上電后,立即觸發FB4功能塊,在手動方式下,按一下操作面板上的自定義鍵,立即調用FC9,啟動異步子程序,執行手動換刀程序。
以上為ASUP子程序的PLC處理程序,還需要在NC程序的用戶子程序中,編寫四工位刀架手動換刀的程序,程序如下:

利用西門子840D系統的異步子程序功能實現數控機床的手動換刀,解決了自動換刀和手動換刀PLC程序相互干涉問題,簡化了PLC程序,提高了機床的可靠性。當然840D系統的功能很強,異步子程序可以用在很多方面,此處只是很簡單的應用。
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