SM—BR 系列動力伺服刀架的調試及應用

沈陽機床股份有限公司 (遼寧 110142)張秀印 關百軍

HTC 系列車銑中心是我事業部自行開發設計的具有國際先進水平的產品，刀架的轉位換刀和動力頭的旋轉是靠一個伺服電動機驅動的，刀架的轉位換刀工作方式與動力頭的旋轉工作方式是通過液壓控制來實現的。為了能合理的調試出刀架動作并正確應用，對刀架的控制原理及動作時序進行了深入研究，并編制出了PLC 控制程序與用戶循環。

在動力伺服刀架調試應用過程中，我們遇到了困難。由于刀架的轉位換刀和動力頭的旋轉是靠一個伺服電動機驅動的，沒有刀架編碼器，但刀架既要實現自動換刀，又要實現手動換刀，如何記憶刀位是解決問題的關鍵。刀架說明書中要求伺服電動機為增量編碼器，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，為了發揮絕對編碼器的性能并提高機床利用效率，經過不懈調試，我們編制出了一套易于理解的PLC 程序與用戶循環，可實現刀架的自動、手動換刀，記憶刀位并顯示正確刀號，且每次機床斷電后上電刀架不必重新返回參考點即可正常工作。

下面結合西門子840D 系統為例詳細說明調試應用過程及問題的解決方法。

1.動力伺服刀架說明

刀架的轉位換刀和動力頭的旋轉是靠一個伺服電動機驅動的，刀架的轉位換刀工作方式與動力頭的旋轉工作方式是通過液壓控制來實現的。

接線圖表如圖1 所示。控制時序圖如圖2 所示。回零時序圖如圖3 所示。

2.機床說明

(1)數控系統及伺服電動機:①數控系統采用西門子840D 數控系統。②動力伺服刀架控制伺服電動機為西門子伺服電動機，型號為1FT60861 AF711EG1，電動機內裝絕對編碼器。

圖1

圖2

圖3

(2)控制要求:①刀架的轉位換刀工作方式與動力頭的旋轉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.調試應用

刀架由伺服電動機控制，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°，即刀盤每轉動30°，相當于換一次相臨刀位。因為伺服電動機為絕對編碼器，反一次參考點即可。我們作了如下規定(見附表):

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

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

(3)自動換刀 通過M6 調用編制的用戶循環TC_ UC_ M6 來實現，原理是，先讀取實際刀號，將其轉換為角度值，再將目標刀號轉換為角度值，然后進行比較，旋轉差額角度值即可實現自動換刀。

全局變量定義:

宏定義:

用戶循環(摘取部分程序):

(4)刀位記憶與刀號顯示 通過系統變量$A_IN ［1］～ $A_ IN ［4］與系統接口信號DB10.DBB1 在PLC 程序塊FC42 與用戶循環TC_ UC_ M6中的關聯應用來記憶當前刀位，從而可以方便的進行手動與自動換刀，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報警或中斷換刀過程，刀架將停在錯誤位置，為了便于調整，我們編制了刀架調整PLC 程序塊FC43，通過手搖方式，可以將刀架歸位，并結合實際刀位調整全局變量ACT_ T_ NO。PLC 程序塊FC43 如下:

4.結語

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