機床控制之維修模式的設計方法

鄧美軍 李大明

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機床控制之維修模式的設計方法

鄧美軍 李大明

（湖南恒鼎機床有限公司，長沙 410219）

本文介紹機床控制軟件維修模式和機床控制電路維修模式的設計方法，重點闡述機床控制維修模式在機床控制中的廣泛應用和維修檢測方便性設計。

機床維修模式；電氣控制設計

對當前機床電氣設計主要考慮設備的綜合布線，保證必備功能，布線整齊合理，操作方便簡捷，且具有互鎖保護功能，而對設備維護性功能設計不足，致使機床的維修維護不甚方便。本文以用于加工燃氣輪發動機渦輪盤榫槽的典型產品LK3125數控榫槽拉床的設計為例，就機床軟件和電氣控制維修模式的軟件及電路設計關鍵點進行必要闡述。

1 機床軟件控制的維修模式設計

當機床正常運行時，需保證各運動機構部件不得發生任何干涉，凡因干涉撞壞工件或撞壞機床本身的運動部件的故障必須避免。在設計程序時須編寫各種互鎖保護條件，且能有效保護各個運動部件不發生干涉現象，專門針對機床維修檢測而專業設計軟件和電氣控制電路的模式是本文指的維修模式。在該維修模式下的機床運動所有互鎖功能已去除，對所有運動部件同時取消了互鎖保護條件，此時只有專業維修技術人員才能進行此項操作，未接受專業培訓和沒有授權密碼的人是不允許進入機床維修模式作業的。要進入維修模式作業需同時滿足以下兩個條件：解鎖雙鈕啟動和解鎖密碼。本文僅就該維修模式須滿足的兩個條件而采用的電氣軟件和電路設計方法作詳細闡述。

1.1 維修模式條件一：解鎖雙鈕啟動

在機床操作面板上定義兩個按鈕作為解鎖雙按鈕，見維修模式程序代碼列表，手動方式下（NETWORK 18中DB3100.DBX0.2有效），同時按下西門子操作面板上兩個解鎖按鈕（見圖1），此兩按鈕對應程序列表中的I/O地址為：語句431中I118.7（對應指示燈地址為438語句中的Q116.7）和I118.1（對應指示燈地址為Q116.7），同時按下兩解鎖按鈕后，NETWORK 18中的中間繼電器M255.4接通有效（M100.0為急停按鈕，長通）。

圖1 解鎖雙鈕位置圖

解鎖雙鈕啟動生效，按下圖1中的解鎖關閉按鈕，此按鈕對應NETWORK18中的I/O地址為I118.4，此時M255.4斷開，雙鈕解鎖功能關閉。

427-484為維修模式程序代碼列表：

427 NETWORK 18//進入維修模式條件一：同時按下西門子操作面板上解鎖鈕1和解鎖鈕2，按鈕指示燈亮

428 //

429 LD DB3100.DBX0.2

430 LPS

431 LD I118.7

432 A I118.1

433 O M255.4

434 A M100.0

435 AN I118.4

436 ALD

437 = M255.4

438 = Q116.7

439 = Q116.1

440 LPP

441 AN Q116.7

442 AN Q116.1

443 = Q116.4

444

445 NETWORK 19 //進入維修模式二：西門子系統HMI用戶自定義界面中的解鎖密

碼輸入：3125

446 //

447 LD DB3100.DBX0.2

448 AR= DB1400.DBD20, 3125.0

449 = M255.6

450

451 NETWORK 20 //維修模式生效：解鎖雙鈕啟動+解鎖密碼

452 //

453 LD DB3100.DBX0.2

454 A M255.4

455 A M255.6

456 = M255.7

457

458 NETWORK 21 //讓刀上行

459 //

460 LD DB3100.DBX0.2

461 O DB3100.DBX0.1

462 A I0.7

463 AN DB3300.DBX3.0

464 A Q0.3

465 A T46

466 AN I1.0

467 LD DB3100.DBX0.0

468 O DB3100.DBX0.1

469 LD M53.1

470 O Q0.0

471 ALD

472 AN M53.2

473 A Q0.3

474 A T46

475 OLD

476 LDR<= DB9032.DBD4, DB1400.DBD76

477 OR>= DB9032.DBD4, DB1400.DBD80

478 O Q0.0

479 A M100.0

480 ALD

481 LD M255.7

482 A I0.7

483 OLD

484 = Q0.0

1.2 維修模式條件二：解鎖密碼

在西門子828D系統中的用戶自定義界面里（見圖2），解鎖密碼值設定為：3125.0，解鎖密碼值輸入值對應PLC內部變量DB1400.DBD20，程序代碼列表中NETWORK19表述當用戶自定義界面輸入值為3125.0時，即DB1400.DBD20的值為3125.0，此時NETWORK 19中間繼電器M255.6接通有效。

圖2 用戶自定義界面

在維修模式下需同時滿足兩條件：雙鈕啟動生效和密碼設置正確，此時程序代碼列表中NETWORK 20中M255.4和M255.6都接通有效，使M255.7接通有效，該維修模式生成且有效。

NETWORK 21中，在該維修模式下，去除了所有互鎖保護條件時，一個輸入條件可對應觸發一個輸出，方便維修人員快捷且準確排查出是輸出繼電器故障還是執行單元故障。如果沒有設計該維修模式，檢查執行機構有沒有動作時，就要對照PLC程序代碼列表，監控程序代碼列表中互鎖條件進行逐一排查，排查過程繁雜，費時費力。

2 機床電氣控制的維修模式設計

在機床正常使用過程中，機床電氣設計規范要求開門斷電，在機床通電狀態下，如果打開機床電氣控制柜時，機床就能自動切斷總電源。當機床在維修模式檢測檢查電機故障時，在打開電柜門時不得斷電，需在通電狀態下進行維修檢測。針對其具體要求，需設計有開門不斷電可供選擇的控制電路，該專用電氣控制電路是為了維修檢測而專業設計，故稱為電氣控制維修模式，又名為開門不斷電模式。

電路原理如圖3所示：①QF1為機床總電源空氣開關的欠壓脫扣線圈。當此脫扣線圈供電電壓為220V時，機床總電能正常上電；當此脫扣線圈220V去除時，機床總電源空氣開關會跳閘；②SQ1為電氣柜門開關，當機床正常運行時，電器柜門關閉壓合SQ1門開關的常開觸點閉合，QF1欠壓脫扣線圈兩端供電電壓為220V，機床供電正常；如果電器柜門打開，SQ1常開點斷開，QF1欠壓脫扣線圈失電，總空氣開關QF1跳閘，機床斷電（即開門斷電）；③QF3為開門不斷電單極空氣開關：機床正常使用模式時QF2斷開，此時QF1線圈的220V供電依靠門開關SQ1壓合（即電器柜門關），電器柜開門，則開門斷電有效；QF2合上為機床維修模式，此時QF1欠壓脫扣線圈通過QF2始終供電220V，電器柜開門不斷電。

圖3 開門斷電/開門不斷電控制電路

3 結論

機床軟件編制和電氣控制電路維修模式，是在機床電氣設計過程中，為滿足客戶需求，在做好硬件控制電路設計基礎上，做好軟件程序編制與其匹配，為設備維修檢測經長期摸索出來的一種電氣控制設計方法。此方法已應用于每臺機床的電氣控制設計中，并全面推廣，經應用驗證可靠性好，前景廣闊。

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Design method of maintenance mode for machine tool control

Deng Meijun Li Daming

(Hu’nan Hengding Machine Tool Co., Ltd, Changsha 410000)

This article focuses on the design method of maintenance mode of machine tool control software and maintenance mode of machine tool control circuit, and expounds the extensive application of machine tool control maintenance mode in machine tool control and the design of maintenance and inspection convenience.

machine tool maintenance mode; electrical control design

2018-04-20

鄧美軍（1975-），女，湖南省長沙市人，本科，工程師，主要從事數控機床電氣和程序設計工作。