西門子數(shù)控系統(tǒng)系列機(jī)床調(diào)試方法探討

孫躍華

（蕪湖恒升重型機(jī)床股份有限公司，安徽蕪湖241100）

0 引言

近年來，隨著制造業(yè)市場需求的變化，大、中型金屬切削機(jī)床更多趨向于個性化訂單。以類別區(qū)分的機(jī)床品種，呈現(xiàn)出多規(guī)格、功能特性化、復(fù)合化等特點(diǎn)。依托于西門子數(shù)控系統(tǒng)的控制技術(shù)，在機(jī)床電氣控制設(shè)計和調(diào)試過程中，引入用戶自定義變量和設(shè)備管理工具的控制理念，通過程序運(yùn)行變量、PLC控制和編制用戶自定義操作界面等方法，有效實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)和電氣設(shè)備項(xiàng)目的選擇激活，以滿足系列產(chǎn)品功能控制的兼容性和拓展性。

本文著重介紹基于西門子系統(tǒng)功能，在系列機(jī)床產(chǎn)品電氣調(diào)試中，機(jī)床數(shù)據(jù)修改、激活或取消控制項(xiàng)目的兩種應(yīng)用方法。

1 西門子數(shù)控系統(tǒng)控制變量應(yīng)用

1.1 西門子系統(tǒng)變量

西門子SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)具有較好的開放性和應(yīng)用性。數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)設(shè)有系統(tǒng)變量，且允許用戶自定義用戶變量。

西門子系統(tǒng)的變量分為：全局變量GUD、LUD局部變量、PUD全局變量。其中，NC程序中的全局變量GUD實(shí)際應(yīng)用得更為廣泛。

系統(tǒng)變量名稱通常總是以“$”符號開始，如：$M機(jī)床數(shù)據(jù)、$S設(shè)定數(shù)據(jù)。變量的類型有：INT整數(shù)型、REAL實(shí)數(shù)型、BOOL布爾型等。

1.2 用戶自定義變量

用戶可自行定義用戶全局變量。自定義變量必須在程序運(yùn)行開始時首先確定自定義變量的名稱和類型，并用數(shù)值加以注明。

定義變量必須以一個獨(dú)立的程序段進(jìn)行處理，每個程序段只能定義一個變量類型。如果定義時沒有給變量賦值，那么系統(tǒng)將之預(yù)置為0。

1.3 IF-ELSE-ENDIF語句指令

西門子數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)變量和用戶自定義變量，可以使用IF-ELSE-ENDIF語句，在程序中進(jìn)行讀/寫操作。系統(tǒng)運(yùn)行變量時，根據(jù)程序運(yùn)行狀態(tài)計算出變量數(shù)值。

IF-ELSE-ENDIF語句指令用于條件選擇二選一的情況。若條件滿足，則執(zhí)行IF到ELSE之間的程序語句段。若條件不滿足，則跳轉(zhuǎn)到ELSE之后，執(zhí)行ELSE-ENDIF語句之間的程序語句段，M30程序結(jié)束。

1.4 舉例說明

以數(shù)控銑鏜床TK69系列產(chǎn)品為例，由于機(jī)床切削主軸直徑不同，電氣調(diào)試中，主軸速度和主軸齒輪箱傳動比等系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)需進(jìn)行調(diào)整，利用機(jī)床數(shù)據(jù)的變量特性運(yùn)行以下程序可作修改：

DEF BOOL_AX_RATIO=1 ；自定義主軸變比變量：TK6913為1，TK6916為0

IF_AX_RATIO ；變量=1執(zhí)行以下變量數(shù)值

N31050$MA_DRIVE_AX_RATIO_DENOM[1,AX4]=161 ；TK6913低速檔齒輪箱分母

N31050$MA_DRIVE_AX_RATIO_DENOM[2,AX4]=49 ；TK6913高速檔齒輪箱分母

N31060$MA_DRIVE_AX_RATIO_NUMERA[1,AX4]=2560 ；TK6913低速檔齒輪箱分子

N31060$MA_DRIVE_AX_RATIO_NUMERA[2,AX4]=160 ；TK6913高速檔齒輪箱分子

N32000$MA_MAX_AX_VELO[AX4]=1500 ；TK6913最大主軸速度

ELSE ；變量=0時為以下數(shù)值

N31050$MA_DRIVE_AX_RATIO_DENOM[1,AX4]=161 ；TK6916低速檔齒輪箱分母

N31050$MA_DRIVE_AX_RATIO_DENOM[2,AX4]=49 ；TK6916高速檔齒輪箱分母

N31060$MA_DRIVE_AX_RATIO_NUMERA[1,AX4]=2752 ；TK6916低速檔齒輪箱分子

N31060$MA_DRIVE_AX_RATIO_NUMERA[2,AX4]=172 ；TK6913高速檔齒輪箱分子

N32000$MA_MAX_AX_VELO[AX4]=1000 ；TK6916最大主軸速度

ENDIF

程序運(yùn)行后，重啟數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)修改生效。

2 Easy Extend設(shè)備管理

2.1 功能說明

西門子828D數(shù)控系統(tǒng)具有Easy Extend功能，該功能的作用是方便調(diào)試人員激活或取消某些擴(kuò)展功能，而使用的設(shè)備項(xiàng)目管理工具，可管理64個擴(kuò)展功能。它由PLC部分和用戶自定義界面兩部分組成。

實(shí)際使用Easy Extend，通過用戶的密碼存取權(quán)限，可以激活、取消或測試一些附加機(jī)械裝置（例如激活主軸編碼器、添加冷卻/排屑功能或改變主軸速度變比、取消主軸限速選擇等）。

2.2 實(shí)例分析

對于CK52系列數(shù)控立式車床，主軸工作臺面的直徑有2.5～5 m之分，2.5 m系列立式車床的主軸最大速度不需做限制，僅以此為例加以說明。

2.2.1 編寫PLC程序

（1）在PLC程序中創(chuàng)建標(biāo)號為“3”的設(shè)備管理。

（2）編寫PLC語句，取DB9905.DBX10.0常閉指令激活軸機(jī)床數(shù)據(jù)位DB3x.DBX3.6，并在機(jī)床數(shù)據(jù)MD35160“PLC主軸速度限制”中設(shè)置數(shù)值，如圖1所示。

圖1 PLC程序

2.2.2 創(chuàng)建agm.xml文件

（1）在System CF cardoem目錄下創(chuàng)建一個agm.xml文件，并編寫內(nèi)容。

（2）在數(shù)控系統(tǒng)HMI“參數(shù)”界面，調(diào)出“Easy Extend”畫面，輸入密碼，激活“使能設(shè)備管理器”和需設(shè)置的對應(yīng)功能，如“5225取消主軸限速”功能。系統(tǒng)重啟即可。

如圖2所示，在數(shù)控系統(tǒng)HMI擴(kuò)展界面上，可以非常直觀地對系列機(jī)床多個設(shè)備功能和附件加以選擇和取消/激活。

圖2 設(shè)備管理項(xiàng)目輸入

3 結(jié)語

在數(shù)控機(jī)床實(shí)際制造和調(diào)試過程中，我們有時也采用設(shè)置系統(tǒng)機(jī)床用戶數(shù)據(jù)MD1451x、調(diào)用附加功能塊或加工程序的方法，來修改機(jī)床控制部件和功能，通常則是采用多種方式的有效組合。

綜上所述，通過數(shù)控系統(tǒng)的變量程序運(yùn)行、自定義HMI操作界面及PLC的邏輯控制等方法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床電氣設(shè)備項(xiàng)目和功能的智能化調(diào)試技術(shù)，使系列產(chǎn)品的復(fù)合化電氣制造更加簡單便捷。