NC-LINK功能在大型龍門(mén)移動(dòng)式車銑中心上的應(yīng)用

化春雷，周肇元，徐兆成，劉闊，譚智

（沈陽(yáng)機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，沈陽(yáng) 110142）

0 引言

眾所周知，一個(gè)NCU 能控制的通道數(shù)和軸數(shù)量是由該NCU 的內(nèi)存和計(jì)算能力而定的，這可以從隨機(jī)帶來(lái)的技術(shù)文檔中找到。有時(shí)使用一個(gè)單NCU 很難滿足一些復(fù)雜的要求，比如有的NCU 要控制很多的主軸或者是旋轉(zhuǎn)的索引軸，有些機(jī)床的驅(qū)動(dòng)比較分散，如雙頭鏜床、巨型龍門(mén)車銑等，這時(shí)候就要應(yīng)用到多NCU 機(jī)構(gòu)。NCU_LINK功能就是用來(lái)在多NCU 之間交換信息。

本文以GTM500200 龍門(mén)車銑加工中心為例，詳細(xì)介紹其工作原理及操作步驟。

1 機(jī)床結(jié)構(gòu)

該機(jī)床為五軸聯(lián)動(dòng)立式車銑加工中心，數(shù)控系統(tǒng)采用SIEMENS Sinumerik 840D 系統(tǒng)。機(jī)床軸配置如圖1 所示，分為X、Y、Z、C、W、A、CM9、BM15。

其中，X 軸是由XM 與XS 軸通過(guò)master/slave axis功能組成；Y 軸是由YL 與YF 軸通過(guò)Gantry axis 功能組成；YL軸是由YL、YLS1 與YLS2 軸 通 過(guò)master/slave axis 功能組 成；YF 軸 是 由YF、YFS1 與YFS2 軸通 過(guò)master/slave axis 功能組成；Z 軸是由XM 與ZS 軸通過(guò)master/slave axis 功能組成；C 軸是由CM10 與CS11 軸通過(guò)master/slave axis 功能組成；W 軸是由WL 與WF 軸通過(guò)Gantry axis 功能組成。

2 機(jī)床電氣配置

2.1 硬件連接

電箱分為兩部分，如圖1 所示，一部分放置于頂梁上，即龍門(mén)電箱；另一部分放置在地面上，即落地電箱。

圖1 機(jī)床結(jié)構(gòu)

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用Simodrive 611D 數(shù)字式驅(qū)動(dòng)，落地電箱用來(lái)對(duì)C 軸進(jìn)行控制，其他軸的控制由龍門(mén)電箱負(fù)責(zé)。2 個(gè)電箱之間的距離大約在50 m 左右，超出驅(qū)動(dòng)總線的最大長(zhǎng)度限制，故無(wú)法使用1 個(gè)NC 同時(shí)帶這兩部分驅(qū)動(dòng)，只能通過(guò)NCU_LINK 功能進(jìn)行控制。

圖2 為雙NCU 互連圖，從圖中可以看出，硬件連接相當(dāng)簡(jiǎn)單，只需將2個(gè)NC的X101及X102分別使用MPI 電纜相連即可。

圖2 硬件連接

2.2 NC-LINK 功能配置

如圖3 所示，本機(jī)床配置2 個(gè)NCU，CM10 軸設(shè)置為一個(gè)公用軸，既可以被NCU2 的通道1 控制，也可以被NCU1 的通道1 控制，2 個(gè)NCU 之間通過(guò)連接模塊來(lái)通訊（只有NCU573 才有能力連接該模塊）。

圖3 NC-LINK 連接示意

這樣當(dāng)NCU1 控制CM10 時(shí)NCU1 上面的軸有兩種：

1）XM，YL，…，BM15 等正常被NCU1 控制的軸，該軸的硬件就在NCU1 上，這樣的軸叫做LOCAL 軸，即本地軸；

2）CM10 軸是硬件連接在NCU2 上，但實(shí)際是受NCU1 控制，這樣的軸叫做LINK 軸，即連接軸。

在系統(tǒng)參數(shù)配置中，MD10000［n］配置NCU 管理的所有軸，MD20070［n］配置該通道能管理的軸，MD20070［n］輸入的數(shù)并不是直接的軸號(hào)，而是MD100002［n］定義的邏輯軸號(hào)，只是一般的機(jī)床設(shè)置中MD10002［n］的值默認(rèn)為實(shí)際的軸號(hào)，例如當(dāng)MD20070［1］為3 時(shí)，并不是說(shuō)明這個(gè)通道控制的軸是系統(tǒng)的第3 個(gè)軸，而是指MD10002［2］定義的邏輯軸號(hào)，只是一般的機(jī)床配置中MD10002［2］=AX3 罷了，但在MD10002［2］中除了可以按默認(rèn)配置一樣定義LOCAL軸以外，也可以定義LINK 軸，格式為NCj_AXi，其中j 為NCU 號(hào)，i 為該軸在實(shí)際控制的NCU 中的軸號(hào)。

在本機(jī)床中CM10 為NCU2 的第1 個(gè)軸。NCU1 本身控制15 個(gè)軸，可以通過(guò)參數(shù)配置把CM10 軸設(shè)定給NCU1 的通道1 的第6 個(gè)軸。NCU2 中的參數(shù)按照正常的機(jī)床參數(shù)配置（MD10000［0］=“CM10”，但CM10 軸沒(méi)有被賦給NCU2 某個(gè)通道），NCU 參數(shù)配置如下：

這樣在NCU1 的通道1 中就可以和訪問(wèn)XM 軸一樣去訪問(wèn)NCU2 上的CM10 軸了。

2.3 NC 間通訊

當(dāng)NCU 通過(guò)LINK 功能連接起來(lái)后，除了可以交叉控制軸以外，還可以通過(guò)一個(gè)預(yù)留的內(nèi)存區(qū)來(lái)交換信息，這些信息實(shí)際是保存在各自的NC 上，但一旦其中的一個(gè)內(nèi)存單元被改變以后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更新其他NCU 上的相關(guān)單元，這樣這些內(nèi)存區(qū)可以被看成各NCU 的公用單元，通過(guò)這些單元可以在NCU 間相互交互信息。參數(shù)配置如下：

“公用區(qū)”的內(nèi)存是通過(guò)字節(jié)（8 位）、字（16位）、雙字（32 位）、實(shí)數(shù)型（64 位）來(lái)訪問(wèn)的。

3 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)述了多NCU 互連的原理、硬件連接、參數(shù)配置，以重大型龍門(mén)機(jī)床GTM500200為例，對(duì)NUC_LINK 功能做了詳細(xì)闡述。該功能目前在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還很少，因此，對(duì)該功能的使用尚處于初級(jí)階段，而伴隨著重大型機(jī)床的發(fā)展，多NCU 互連的解決方案，必將成為未來(lái)機(jī)床電氣控制的主流應(yīng)用。

［1］SIEMENS SINUMERIK 840D sl/840Di sl SIMATICS S120 Lists（1st Book）Parameter Manual［M］Erlangen Federal Republic of Germany，Siemens AG A&D MC MS，2006.

［2］SIEMENS SINUMERIK，SIMATICS Lists（2nd Book）Parameter Manual ［M］.Erlangen Federal Republic of Germany，Siemens AG A&D MC MS，2006.

［3］SIEMENS SINUMERIK 840D sl/840Di sl/840D/840Di/810D Extended Functions Function Manual ［M］.Erlangen Federal Republic of Germany，Siemens AG A&D MC MS，2006.