西門子FB3功能在附件頭上的應用

■沈陽機床集團中捷機床有限公司　?。ㄟ|寧 110042 ）　李寧寧 徐 歡

西門子FB3功能在附件頭上的應用

■沈陽機床集團中捷機床有限公司（遼寧 110042 ）李寧寧 徐 歡

摘要：在使用附件頭進行加工的過程中很可能會出現(xiàn)主軸輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩大于附件頭允許的最大轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的現(xiàn)象，從而造成附件頭損壞。本文通過使用西門子FB3功能對主軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進行限制，可以實現(xiàn)對附件頭機械結構的保護，減少附件頭的損壞。

當前的機床市場中，各種附件頭的應用是非常普遍的。這些附件頭是根據(jù)工件的不同工藝需求而定的，有著，也就是說，各種附件頭不僅外觀不一樣，而且各自的加工參數(shù)也不相同。例如，機床的主軸轉(zhuǎn)速可以達到5 000r/ min，轉(zhuǎn)矩可達到4 000N·m，由于結構原因，附件頭的參數(shù)大多數(shù)無法達到這么高的指標，所以，使用附件頭在加工過程中就會出現(xiàn)過轉(zhuǎn)速和過轉(zhuǎn)矩而造成附件頭損壞的現(xiàn)象。

針對這個問題，在使用附件頭進行加工時，需要對主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行限制，可以實現(xiàn)對附件頭機械結構的保護，減少附件頭的損壞。下面就介紹在SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)上結合FB3功能、選擇不同的參數(shù)組、設置相關NC參數(shù)等多種方法對主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進行限制進而實現(xiàn)對附件頭的保護。

1. 轉(zhuǎn)速的限制

主軸的轉(zhuǎn)速是通過主軸的軸參數(shù)MD35160來限制的，所以主軸轉(zhuǎn)速限制可使用PLC的FB3功能修改主軸的軸參數(shù)MD35160。

先使用Ncvar selector軟件將主軸參數(shù)MD35160存儲到FB3功能可以處理的數(shù)據(jù)塊，假設這里設定為DB184。

然后在PLC程序中填寫如下程序段，每當執(zhí)行M99時，系統(tǒng)會將主軸的MD35160更改為MD14514[0]中設置的數(shù)值。也就是說，需要把附件頭的額定轉(zhuǎn)速值填寫到MD14514[0]。

LDB20.DBD160//14514[0]

TDB126.DBD 2492

AI32.0//附件頭在主軸上

=DB35.DBX3.6//轉(zhuǎn)速限制生效

SDB126.DBX 2480.1

ADB126.DBX 2480.2

ODB126.DBX 2480.3

RDB126.DBX 2480.1

CALLFB 3 , DB188

Req:=DB126.DBX2480.1//啟動位

NumVar:=1//需改寫參數(shù)的數(shù)量

Addr1 := P#DB184.DBX 0.0 BYTE 10//需要改寫的參數(shù)

:

Error :=DB126.DBX2480.3//錯誤位

Done :=DB126.DBX2480.2//完成位

State :=DB126.DBW2490//狀態(tài)位

SD1 :=DB126.DBD2492//寫入的數(shù)值

:

SD8 :=

上述程序段中DB20.DBD160即為MD14514[0]，這個對應關系取決于NC參數(shù)MD14504、MD14506的設定。

2. 轉(zhuǎn)矩的限制

主軸轉(zhuǎn)矩是通過MD1428來限制的，由于這個參數(shù)有8組數(shù)據(jù)可以使用，我們可以通過選擇不同的參數(shù)組對轉(zhuǎn)矩進行限制。

（1）參數(shù)組的選擇。在PLC中填寫如下語句：

AI32.0//附件頭在主軸上

AI32.1 //低擋到位

ANI32.2//高擋不到位

=DB35.DBX21.0//主軸參數(shù)組2有效AI32.0//附件頭在主軸上

ANI32.1 //低擋到位

AI32.2//高擋到位

=DB35.DBX21.1//主軸參數(shù)組3有效

假設設定主軸軸號為5，附件頭不在主軸上（即附件頭與滑枕連接信號到位）時，第1組參數(shù)有效；當附件頭在主軸上、主軸低擋到位時，第2組參數(shù)有效；當附件頭在主軸上、主軸高擋到位時，第3組參數(shù)有效。PLC接口信號與參數(shù)組的對應關系如附表所示。

PLC接口信號與參數(shù)表

（2）數(shù)值的計算。選擇生效的參數(shù)組后，需要將附件頭相關數(shù)據(jù)的限制值填入到MD1428中。由于這些參數(shù)的單位是百分比，這就需要對主電動機、附件頭的轉(zhuǎn)矩進行計算，將計算的百分比填入相應的參數(shù)中。下面介紹計算的具體方法。

計算所需的參數(shù)有：T為主電動機轉(zhuǎn)矩；TH為附件頭轉(zhuǎn)矩；S1∶S2為低擋降速比；S3∶S4為高擋降速比。

關于降速比進行舉例說明：例如，低擋時，減速機的降速比I=3，則S1∶S2=1∶3；高擋時，減速機的降速比I=1.5，則S3∶S4=2∶3。

MD1428[1] 低擋的轉(zhuǎn)矩百分比=TH×S1×100/T×S2

MD1428[2] 高擋的轉(zhuǎn)矩百分比=TH×S3×100/T×S4

（3）使用FB3功能修改參數(shù)。先使用Ncvar selector軟件將MD1428存儲到FB3功能可以處理的數(shù)據(jù)塊，假設這里設定為DB185。然后在PLC中填寫如下程序段：

LDB20.DBD164//14514[1]

TDB126.DBD 2496

LDB20.DBD168//14514[2]

TDB126.DBD 2500

LDB20.DBD168//14514[3]

TDB126.DBD 2504

AI32.0//附件頭在主軸上

SDB126.DBX 2481.1

ADB126.DBX 2481.2

ODB126.DBX 2481.3

RDB126.DBX 2481.1

CALLFB 3 , DB189

Req:=DB126.DBX2481.1//啟動位

NumVar:=3//需改寫參數(shù)的數(shù)量

Addr1 := P#DB185.DBX 0.0 BYTE 10

:

State :=DB126.DBW2488//狀態(tài)位

Error :=DB126.DBX2481.3//錯誤位

Done :=DB126.DBX2481.2//完成位

SD1 :=DB126.DBD2496//寫入MD1428的值

:

SD8 :=

上面的程序段是設置1個附件頭的保護數(shù)據(jù)，多個附件頭的數(shù)據(jù)可參照其隨意擴展。

3. 結語

靈活應用上述的方法，實現(xiàn)對附件頭機械結構的保護，解決了不同附件頭的不同轉(zhuǎn)速和不同轉(zhuǎn)矩的限制，基本上解決了因為過轉(zhuǎn)速和過轉(zhuǎn)矩對附件頭的損壞，為企業(yè)節(jié)省大量的資金，也為用戶帶來一定的經(jīng)濟效益。

收稿日期：（20140812）