某數(shù)控龍門式加工中心各軸互鎖情況

鄧景毅，盧仁江

（廣州柴油機(jī)廠股份有限公司，廣東廣州 510371）

0 引言

機(jī)床某些動(dòng)作執(zhí)行時(shí)（被指令的動(dòng)作）須具備下列條件：①和這些動(dòng)作相關(guān)的操作是正確的。②和此動(dòng)作相關(guān)的警報(bào)沒(méi)有出現(xiàn)。③和此動(dòng)作相關(guān)的互鎖沒(méi)有啟動(dòng)。必須滿足以上的狀態(tài)。當(dāng)然控制裝置和機(jī)床本身必須是正常的。這里假定①，②條件在正常的情況下，下面敘述的是上述第③項(xiàng)的互鎖功能有效時(shí)主軸的旋轉(zhuǎn)和軸進(jìn)給等工作情況。

1 主軸旋轉(zhuǎn)互鎖

在下面狀態(tài)時(shí)，為了不需要主軸的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)而設(shè)置有互鎖。①主軸頭拉釘松掉或者附件銑頭內(nèi)拉釘松掉。②主軸齒輪沒(méi)有嚙合好。③轉(zhuǎn)速超出對(duì)應(yīng)的附件銑頭的允許轉(zhuǎn)速范圍。④附件銑頭的夾緊松掉。⑤安裝在主軸頭上附件銑頭的數(shù)據(jù)沒(méi)有存儲(chǔ)。

2 主軸轉(zhuǎn)速變換指令（S指令）互鎖

主軸裝速變換指令（S指令）在下面狀態(tài)時(shí)因設(shè)計(jì)有互鎖而不動(dòng)作。①主軸頭拉釘松掉或者附件銑頭內(nèi)拉釘松掉。②附件銑頭的夾緊松掉。

3 主軸準(zhǔn)停互鎖

主軸準(zhǔn)停在下面的狀態(tài)時(shí)由于互鎖而不能動(dòng)作。①主軸頭拉釘松掉或者附件銑頭內(nèi)拉釘松掉。②主軸齒輪沒(méi)有嚙合好（空擋燈點(diǎn)亮）。③附件銑頭的夾緊松掉。

4 軸的進(jìn)給互鎖

由于軸的移動(dòng)導(dǎo)致機(jī)床有的部件之間會(huì)出現(xiàn)干涉、或移動(dòng)軸由于其他原因?qū)е聵?gòu)造的不正常運(yùn)行，為了防止出現(xiàn)這些問(wèn)題而設(shè)置了互鎖的裝置（例如夾緊松開(kāi)）。軸進(jìn)給互鎖共有3種：①各軸通用的互鎖；②各軸專用的互鎖；③2軸或更多軸聯(lián)動(dòng)時(shí)互鎖。不論在手動(dòng)或自動(dòng)操作下，任何一種互鎖都會(huì)讓軸不能移動(dòng)。另外不管手動(dòng)操作或自動(dòng)操作、被互鎖的軸在解除互鎖前無(wú)法移動(dòng)。

4.1 各軸通用的互鎖

各軸如果不在下面的狀態(tài)，軸無(wú)法移動(dòng)。

（1）相關(guān)軸的移動(dòng)沒(méi)有達(dá)到行程極限。如果到達(dá)了行程極限，會(huì)有NC（Numerical Control，數(shù)控）報(bào)警信號(hào)，此時(shí)主操作盤上的LCD單元畫(huà)面上會(huì)有警告信號(hào)顯示。行程極限警報(bào)的解除要先把機(jī)床逆方向移動(dòng)后按MDI（Manual data input，手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入）單元的「RESET」（NC reset）按鈕。

（2）相關(guān)軸無(wú)伺服警報(bào)發(fā)生。如果伺服警報(bào)發(fā)生，設(shè)備非常停止，主操作盤的LCD（Liquid crystal display，液晶顯示器）單元的畫(huà)面上會(huì)有警告信號(hào)顯示。警報(bào)的解除請(qǐng)參照NC裝置維護(hù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行處理。

4.2 僅與X軸相關(guān)的互鎖

要移動(dòng)X軸，除了滿足各軸通用的互鎖條件以外還需滿足下列條件。APC（Automatic Pallet Changer，自動(dòng)交換工作臺(tái)）為選項(xiàng)。因此互鎖的內(nèi)容還需取決于是否配置了APC裝置。配置APC裝置。

（1）APC裝置未運(yùn)行時(shí)。在使用工作臺(tái)交換指令（M60）進(jìn)行工作臺(tái)交換時(shí)X軸互鎖無(wú)法移動(dòng)。

（2）APC裝置做好自動(dòng)運(yùn)行準(zhǔn)備。APC裝置做好自動(dòng)運(yùn)行準(zhǔn)備時(shí)，主操作面板的[APC AUTO]指示燈和[APC INITIAL]指示燈點(diǎn)亮。通過(guò)這些指示燈來(lái)確認(rèn)APC裝置已做好自動(dòng)運(yùn)行準(zhǔn)各。如果燈沒(méi)有點(diǎn)亮，使用APC手動(dòng)操作面板將APC各部分返回到初始化狀態(tài)。

4.3 僅與Y軸相關(guān)的互鎖

除了滿足各軸通用的互鎖條件以外，還設(shè)置了專用于Y軸的互鎖用于避免附件銑頭的方向和立柱的于涉以及附件銑頭和AAC（Attachment Head Automatic Change，附件頭自動(dòng)換）裝置的干涉而設(shè)計(jì)的。

（1）Y 軸（+）側(cè)、（-）側(cè)旋轉(zhuǎn)干涉區(qū)域的互鎖。這個(gè)互鎖，是為了避免附件銑頭的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作和立柱的干涉而設(shè)計(jì)的。

（2）附件銑頭向后時(shí)的互鎖。這個(gè)互鎖，附件銑頭向后時(shí)如果移動(dòng)Y軸到這個(gè)區(qū)域，為了避免附件銑頭的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作和立柱的干涉而設(shè)計(jì)的。附件銑頭向后時(shí)進(jìn)入到這個(gè)區(qū)域，Y軸會(huì)減速后停止。用這個(gè)互鎖讓Y軸停止后，再用手動(dòng)模式把附件銑頭移開(kāi)干涉區(qū)域再改變附件銑頭的方向。

（3）附件銑頭向右時(shí)的互鎖。這個(gè)互鎖，附件銑頭向右時(shí)如果移動(dòng)Y軸到這個(gè)區(qū)域，為了避免附件銑頭的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作和立柱的干涉而設(shè)計(jì)的。附件銑頭向右時(shí)進(jìn)入到這個(gè)區(qū)域，Y軸會(huì)減速后停止。用這個(gè)互鎖讓Y軸停止后，再用手動(dòng)模式把附件銑頭移開(kāi)干涉區(qū)域再改變附件銑頭的方向。

（4）AAC行程內(nèi)的互鎖Y軸一般無(wú)法移動(dòng)到AAC行程內(nèi)，除非Z軸和W軸充分升高，附件銑頭朝向朝前并且主軸上刀具已返回刀庫(kù)。通過(guò)LCD單元的PC CUSTOM畫(huà)面（HEAD T××部分的「T000」）確認(rèn)主軸上的刀具編號(hào)。AAC行程內(nèi)互鎖、Y軸因?yàn)榛ユi而停止時(shí)，首先把Y軸從AAC行程中移開(kāi)（向Y（+）方向進(jìn)給）。這之后請(qǐng)?zhí)Ц遉軸或W軸。[1]選擇手動(dòng)操作模式，按下[JOG]或[RAPID]按鈕選擇手動(dòng)模式。推薦選擇[JOG]模式，因?yàn)槠溥M(jìn)給速度比[RAPID]慢較為安全。[2]向Y軸（+）向移動(dòng)，移出AAC行程按下[Y]按鈕，再按下[+]按鈕使Y軸向（+）向移動(dòng)，移出AAC行程。在[JOG]模式下，按下[STOP]按鈕停止Y軸進(jìn)給。但是在[RAPID]模式下，松開(kāi)[+]按鈕僅停止Y軸進(jìn)給。[3]請(qǐng)確認(rèn)Y軸不在AAC行程內(nèi)后，按下[Z]按鈕或[W]按鈕，再按下[+]按鈕升起滑枕主軸頭。同樣如果是Y軸，在[JOG]模式下需要按下[STOP]按鈕停止進(jìn)給。

（5）刀具交換（M06）指令互鎖。用MO6指令時(shí)，設(shè)計(jì)有ATC（Auto Tool Change，自動(dòng)換刀功能）裝置動(dòng)作中的Y軸，Z軸，W軸同時(shí)互鎖的設(shè)置。

4.4 僅與Z軸相關(guān)的互鎖

除了滿足各軸通用的互鎖條件以外，還需在下列條件下方可移動(dòng)Z軸。

（1）刀具交換（M06）指令未輸入時(shí)。用M06指令，ATC裝置動(dòng)作時(shí)Y軸，Z軸，W軸同時(shí)互鎖。

（2）Y軸AAC行程內(nèi)的互鎖。Y軸在AAC行程內(nèi)時(shí)，Z軸無(wú)法移動(dòng)。但是Y軸在第2原點(diǎn)（AAC位置）、AAC銑頭庫(kù)打開(kāi)時(shí)、或是為避免Z+W的位置和AAC銑頭庫(kù)發(fā)生干涉時(shí)，Z軸可以移動(dòng)。

（3）Z軸和W軸，由于液壓?jiǎn)卧萘康脑颍豢赡?軸同時(shí)移動(dòng)。

注意（2）中所述的互鎖只有在Y軸，Z軸，W軸各自做過(guò)參考點(diǎn)返回后才有效。當(dāng)打開(kāi)電源第一次做軸進(jìn)給時(shí)，請(qǐng)?zhí)貏e小心以免發(fā)生碰撞和干涉。

4.5 僅與W軸相關(guān)的互鎖

除了滿足各軸通用的互鎖條件以外，還需在下列條件下方可移動(dòng)W軸。

（1）刀具交換（M06）指令未輸入時(shí)。用M06指令，ATC裝置動(dòng)作時(shí)Y軸，Z軸，W軸同時(shí)互鎖。

（2）ATC自動(dòng)運(yùn)行中。ATC機(jī)器手從刀庫(kù)取出刀具開(kāi)始，到刀具取出后返回待機(jī)狀態(tài)這段時(shí)間時(shí)，為了讓W(xué)軸不動(dòng)而設(shè)計(jì)的互鎖是有效的。另外，反過(guò)來(lái)機(jī)器手將主軸上的刀具返回ATC刀具庫(kù)后、返回待機(jī)狀態(tài)（T等待位置）這段時(shí)間時(shí)，為了讓W(xué)軸不動(dòng)而設(shè)計(jì)的互鎖是有效的。

（3）Y軸AAC行程內(nèi)的互鎖。Y軸在AAC行程內(nèi)時(shí)，W軸不會(huì)移動(dòng)。但是Y軸在第2原點(diǎn)（AAC位置）、AAC銑頭庫(kù)打開(kāi)時(shí)、或是為避免Z+W的位置和AAC銑頭庫(kù)發(fā)生干涉時(shí)，W軸可以移動(dòng)。

（4）Z軸和W軸，由于油壓?jiǎn)卧娜萘康脑颍豢赡?軸同時(shí)移動(dòng)。

注意：（2）中所述的互鎖只有在Y軸，Z軸，W軸各自做過(guò)參考點(diǎn)返回后才有效。當(dāng)打開(kāi)電源第一次做軸進(jìn)給時(shí)，請(qǐng)?zhí)貏e小心以免發(fā)生碰撞和干涉。

4.6 同時(shí)2軸及2軸以上同步控制的互鎖

同時(shí)2軸及2軸以上指令同步執(zhí)行時(shí)、被指令的軸中即使1個(gè)軸發(fā)生互鎖，所有的軸都將無(wú)法移動(dòng)。但在手動(dòng)運(yùn)行中，則只有互鎖的對(duì)應(yīng)軸不能移動(dòng)。