SINUMERIK 840D數(shù)控機(jī)床位置測(cè)量系統(tǒng)的切換方法研究

張禹　李超　劉曉旭

摘 要：文章根據(jù)作者在SINUMERIK 840D數(shù)控機(jī)床位置測(cè)量故障維修實(shí)踐工作中的體會(huì)，將數(shù)控機(jī)床位置測(cè)量系統(tǒng)切換作用及方法進(jìn)行剖析，同時(shí)將其本質(zhì)進(jìn)行描述，并通過(guò)實(shí)例具體著重的介紹了數(shù)控機(jī)床全閉環(huán)與半閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)之間相互切換的根本是由機(jī)床PLC程序決定的。只要采用正確的研究步驟與合理的分析方法，就能準(zhǔn)確的將測(cè)量系統(tǒng)成功切換，提高處理問(wèn)題的效率。

關(guān)鍵詞：全閉環(huán)；測(cè)量系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床；半閉環(huán)

（1）SINUMERIK 840D數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的位置檢測(cè)通常有二種類型。一種為電機(jī)編碼器完成的半閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)，通常情況下稱為第一測(cè)量系統(tǒng)。另一種為光柵尺和讀數(shù)頭完成的全閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)，通常情況下稱為第二測(cè)量系統(tǒng)。在機(jī)床實(shí)際維修過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到光柵尺及讀數(shù)頭污染或損壞，或者相關(guān)電纜損壞，造成數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)位置檢測(cè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題。如機(jī)床故障不能在短期內(nèi)盡快修復(fù)，本著由簡(jiǎn)到難、一切為生產(chǎn)的原則，為解決實(shí)際問(wèn)題，要把全閉環(huán)切換至半閉環(huán)，而且好多情況下，測(cè)量系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)不一定是由于讀數(shù)頭，光柵尺真的過(guò)臟，而是由于線路過(guò)長(zhǎng)信號(hào)變?nèi)酰囬g強(qiáng)電干攏大，屏蔽不好等等原因使測(cè)量系統(tǒng)偶發(fā)報(bào)警也是常有的事，雖然此時(shí)機(jī)床無(wú)法正常開(kāi)動(dòng)，但這時(shí)候如果把位置檢測(cè)環(huán)節(jié)從第二測(cè)量系統(tǒng)（全閉環(huán)）生效，切換到第一測(cè)量系統(tǒng)（半閉環(huán)）生效，清掉報(bào)警開(kāi)離測(cè)量系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)的位置，再改回全閉環(huán)，報(bào)警也可能被排除并繼續(xù)生產(chǎn)。既使不能排除，將故障的機(jī)床坐標(biāo)軸開(kāi)至合適的位置，維修者也可以很方便地檢查、拆卸或者更換損壞的部件。

SINUMERIK 840D數(shù)控機(jī)床工作過(guò)程中，哪一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)生效，是通過(guò)接口信號(hào)DB3X.DBX1.5/1.6來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以機(jī)床第一個(gè)坐標(biāo)軸為例：如果DB31.DBX1.5=1，則第一測(cè)量系統(tǒng)生效；如果DB31.DBX1.6=1，則第二測(cè)量系統(tǒng)生效；通常情況下，機(jī)床設(shè)置第二測(cè)量系統(tǒng)生效。下面以實(shí)例介紹一下數(shù)控機(jī)床位置測(cè)量系統(tǒng)的切換作用及普遍采取的操作方法。

例1：某臺(tái)840D數(shù)控系統(tǒng)？準(zhǔn)260鏜銑床的測(cè)量系統(tǒng)X軸主動(dòng)編碼器硬件報(bào)錯(cuò)，這個(gè)機(jī)床的X軸近二十米長(zhǎng)，如果一開(kāi)始就從擦尺入手，即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。我們經(jīng)常采取上述修改數(shù)據(jù)臨時(shí)用位置半閉環(huán)代替全閉環(huán)（即脈沖編碼器臨時(shí)代替光柵尺）的方法來(lái)嘗試處理問(wèn)題。

當(dāng)機(jī)床一個(gè)軸例如X軸要求切換至半閉環(huán)時(shí)，進(jìn)入主菜單→診斷→PLC→I/O頁(yè)面直接編輯DB31.DBX1.5=1 DB31.DBX1.6=0，并按下接收鍵，就可以單獨(dú)把X軸切換至半閉環(huán)工作狀態(tài)。之后就可以開(kāi)動(dòng)X軸，使有故障的坐標(biāo)軸開(kāi)離報(bào)警出錯(cuò)的位置，再改回此軸全閉環(huán)，多次移動(dòng)試驗(yàn)機(jī)床如無(wú)報(bào)警則可改回?cái)?shù)據(jù)正常運(yùn)行。如改回參數(shù)仍報(bào)警，機(jī)床臨時(shí)利用這種半閉環(huán)加工方式也可以在生產(chǎn)任務(wù)緊的情況下完成一些加工精度要求不高的加工任務(wù)。待客觀條件滿足之后，機(jī)床再?gòu)氐拙S修恢復(fù)全部數(shù)據(jù)至全閉環(huán)工作狀態(tài)即可。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明這種方法是簡(jiǎn)單易行且行之有效的，即縮短了維修時(shí)間，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率。

（2）上例是一種普遍的切換方法，即在機(jī)床MMC單元位置診斷選項(xiàng)中的PLC I/O頁(yè)面，直接編輯DB3X.DBX1.5/1.6的值。即直接把DB3X.DBX1.5設(shè)置為“1”或“0”，把DB3X.DBX1.6設(shè)置為“0”或“1”，來(lái)完成機(jī)床某一坐標(biāo)軸半閉環(huán)與全半閉環(huán)的相互切換。對(duì)于兩種測(cè)量系統(tǒng)的相互切換，不同的機(jī)床及不同的PLC用戶程序有不同的切換方法，機(jī)床維修者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采取相應(yīng)的正確的方法。但是在實(shí)際使用過(guò)程中，一些維修人員不注意各個(gè)機(jī)床具體PLC程序的變換和差別，不管什么情況，只采用一種方法，即在機(jī)床MMC單元位置診斷選項(xiàng)中的PLC I/O頁(yè)面，直接編輯DB3X.DBX1.5/1.6的值。即直接把DB3X.DBX1.5設(shè)置為“1”或“0”，把DB3X.DBX1.6設(shè)置為“0”或“1”，來(lái)完成機(jī)床某一坐標(biāo)軸半閉環(huán)與全半閉環(huán)的相互切換。但實(shí)際操作過(guò)程中，有些機(jī)床可以接收這種直接切換的方法，有些機(jī)床并不接收這種切換方法。下面，以另一臺(tái)數(shù)控機(jī)床為例，來(lái)說(shuō)明上述情況。

例2：某840D數(shù)控十米立車同樣全閉環(huán)狀態(tài)下X軸主動(dòng)編碼器報(bào)警，其全半閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)相關(guān)PLC程序如下：

A DB10.DBX 108.7

= L 0.0

A L 0.0

AN DB20.DBX4.0

= DB31.DBX 1.5

A L 0.0

A DB20.DBX 4.0

= DB31.DBX 1.6

當(dāng)DB20.DBX4.0為"0時(shí)，"DB31.DBX 1.5 為“1”，

DB31.DBX 1.6為“0”。

則X軸測(cè)量系統(tǒng)半閉環(huán)生效。

當(dāng)DB20.DBX4.0為“1時(shí)，"DB31.DBX 1.5 為“0”，

DB31.DBX 1.6為“1”。

則X軸測(cè)量系統(tǒng)全閉環(huán)生效。

對(duì)于這種情況，直接編輯DB3X.DBX1.5/1.6的值，就不可以完成機(jī)床軸全閉環(huán)與半閉環(huán)工作狀態(tài)的切換。應(yīng)想辦法找到與之相關(guān)的信號(hào)，編輯它們才能真正達(dá)到置位成功的目的。

根據(jù)以上程序分析，本機(jī)床全閉環(huán)與半閉環(huán)切換的具體操作方法為，在MMC單元位置，依次按下 主菜單→診斷→PLC→I/O，在此頁(yè)面直接編輯DB160.DBB0的值，就可以根據(jù)實(shí)際要求分別完成對(duì)X、Y、Z、W、SP各軸全閉環(huán)與半閉環(huán)的切換功能。各坐標(biāo)軸位置環(huán)狀態(tài)與相關(guān)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：

對(duì)于這種情況，直接編輯DB3X.DBX1.5/1.6的值，同樣不可以完成機(jī)床各軸全閉環(huán)與半閉環(huán)的切換功能。

（3）小結(jié)：在機(jī)床實(shí)際維修過(guò)程中，如果遇到機(jī)床某一坐標(biāo)軸全閉環(huán)位置檢測(cè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，維修人員為了分析故障，解決問(wèn)題，要把全閉環(huán)切換至半閉環(huán)，那么在切換之前，維修人員一定要讀明白機(jī)床PLC程序中與DB3X.DBX1.5/1.6相關(guān)的程序部分，知道DB3X.DBX1.5/1.6與什么信號(hào)有關(guān)，受什么信號(hào)控制，在PLC I/O頁(yè)面對(duì)DB3X.DBX1.5/1.6的編輯結(jié)果是否可以保持。然后根據(jù)具體的PLC程序采取相應(yīng)的正確的操作方法。

參考文獻(xiàn)

[1]西門(mén)子840D簡(jiǎn)明調(diào)試手冊(cè)[M].2006.

[2]鄧三鵬.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.