雙HHU手持單元在數控大型臥式車床上的應用（上）

■沈陽機床集團沈一希斯事業部　（遼寧 110142）　石潔芳■沈陽機床成套設備有限責任公司 （遼寧 110142）　孫 波

雙HHU手持單元在數控大型臥式車床上的應用（上）

■沈陽機床集團沈一希斯事業部（遼寧 110142）石潔芳
■沈陽機床成套設備有限責任公司 （遼寧 110142）孫 波

摘要：隨著機床越來越大、越來越復雜，數控機床標準配置的手持單元也漸漸不能滿足用戶的需要。本文以我廠開發研制的大型數控臥式車床——HTC1601000sub為例，介紹了雙HHU手持單元在數控大型臥式車床上的應用。

1. HTC1601000sub簡介

HTC1601000sub大型數控車床是高可靠性和高精度、全閉環數控二軸連動的數控大型臥式車床，它是在消化吸收國內外同等規格數控車床技術的基礎上，集我廠多年生產數控車床的經驗，順應市場需求而設計，生產的優秀產品，具有當前世界同類產品的優點。

HTC1601000sub大型數控車床適用于重型機器廠、造船廠、鼓風機廠、重型電動機廠、汽輪機廠及造紙機械廠等多種機械加工行業，利用高速鋼或硬質合金刀具，對鑄鐵件、鋼件及有色金屬件各種外曲線表面、內孔、螺紋、端面及切槽等粗、精車削加工。

機床采用整體床身，床身內部布局合理，有較高的剛性。機床采用四導軌結構，通過采用先進的淬火磨削工藝，使導軌具有硬度大、動態特性好的特點，避免了低速爬行現象的發生。機床采用框式刀架結構，具有很高的剛性。框式刀架采用強力箱形刀板式結構，左、右刀板厚度均為100mm，保證刀具在最大懸伸時有足夠的剛度和切削精度。框式刀架應適用于各種軸類零件粗、精加工，尤其適用于強力切削（粗加工）及孔型、臺階軸、深槽及端面的加工。刀板配置在刀架體的兩側面，可手動調整裝置伸出縮回，用壓板固定在刀架體上，由標尺確定刀板伸出行程。床鞍上的刀架沿床鞍在X軸方向移動是由X軸伺服電動機經聯軸器連接滾珠絲杠驅動，傳動準確、精度高；床鞍沿床身在Z軸方向移動是由齒條帶動，尺條采用斜齒條，有效地降低了Z軸移動時的噪聲。由于Z軸采用齒條傳動，所以為了保證Z軸的精度，Z軸采用雙伺服電動機，通過數控系統的設置達到消除間隙的目的。并且X、Z軸配置海德漢公司的光柵尺做位置檢測組件，與控制系統組成X、Z軸的全閉環控制。本機床有2個框架式刀架，所以機床分別有2個X軸和Z軸，可以實現2個刀架同時加工以縮短加工時間。數控系統采用SIEMENS 840D數控系統，該系統能適應高效率、高速、高精度的機械加工；且具有操作方便、功能齊全及可靠性高等優點。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，與主機配合，可實現一次裝卡多工序加工，即實現一機功能集成化，多工序工藝復合化。

本機床有8個機械軸、2個通道，8個機械軸分別為X1軸、Z1軸、Z11軸、X2軸、Z2軸、Z22軸、SP1軸和SP2軸。序號分別為1、2、3、4、5、6、7、8。其中Z1軸與Z11軸為主從軸，Z1軸為主動軸，Z11軸為從動軸；Z2軸與Z22軸為主從軸、Z2軸為主

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

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

圖1　HTC1601000sub 數控臥式車床機床外觀圖

2. 雙HHU在HTC1601000 sub上的應用

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

像Mini HHU的使能鍵一樣，HHU是通過上面的一個鑰匙開關來激活的（鑰匙開關轉到右側）。在HHU操作時，MCP（機床操作面板）上面的按鍵（除了：復位鍵Reset，NC啟動/停止鍵NC-start/stop，單段鍵 SBL 和用戶自定義鍵外）在HHU 生效時都失效。

在手動方式（JOG）下（或在AU T O/M DA方式時用F D/ FDA指令時）通過按鍵“INC/ handw.”來選擇手輪，并用它切換INC1、INC10、INC100、 INC1000的點動當量；再重新選擇JOG（點動）AUTO（自動）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 。通過子菜單選擇機械軸和通道。

圖2　手持單元Handheld unit

（1）機床軸的選擇：按

鍵“ 4. ”將會進入軸選擇子菜單，然后可以用鍵“J O G”、“K T 1”、“K T 2”、“FeedStop” “ + ” 和“ KT3”鍵來選擇第1個機械軸到第6個機械軸。如果所選通道中配置的軸數超過6個, 用按鍵“ ～”進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、下一個通道，同時通道名稱和相應通道所屬的方式組號顯示在屏幕的第一行上，返回上級子菜單按“4.”鍵。如果在選擇的通道里存在有NC報警，HHU上面則顯示“NC_ALARM!!!!!!!!reset w.Rap.OVR”。此時HHU上面的鍵“～”相當于MCP上面的復位鍵，可以用來復位NC報警。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，且終端電阻開關的位置打在ON 上。

HHU連接到分線盒。分線盒用于在開關電柜中安裝或者在獨立的電柜中安裝，分線盒有一個到MPI總線的接口和一個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等電勢導體。

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）（20150618）