某數控龍門式加工中心各軸互鎖情況

鄧景毅，盧仁江

（廣州柴油機廠股份有限公司，廣東廣州 510371）

0 引言

機床某些動作執行時（被指令的動作）須具備下列條件：①和這些動作相關的操作是正確的。②和此動作相關的警報沒有出現。③和此動作相關的互鎖沒有啟動。必須滿足以上的狀態。當然控制裝置和機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項的互鎖功能有效時主軸的旋轉和軸進給等工作情況。

1 主軸旋轉互鎖

在下面狀態時，為了不需要主軸的正轉或反轉而設置有互鎖。①主軸頭拉釘松掉或者附件銑頭內拉釘松掉。②主軸齒輪沒有嚙合好。③轉速超出對應的附件銑頭的允許轉速范圍。④附件銑頭的夾緊松掉。⑤安裝在主軸頭上附件銑頭的數據沒有存儲。

2 主軸轉速變換指令（S指令）互鎖

主軸裝速變換指令（S指令）在下面狀態時因設計有互鎖而不動作。①主軸頭拉釘松掉或者附件銑頭內拉釘松掉。②附件銑頭的夾緊松掉。

3 主軸準停互鎖

主軸準停在下面的狀態時由于互鎖而不能動作。①主軸頭拉釘松掉或者附件銑頭內拉釘松掉。②主軸齒輪沒有嚙合好（空擋燈點亮）。③附件銑頭的夾緊松掉。

4 軸的進給互鎖

由于軸的移動導致機床有的部件之間會出現干涉、或移動軸由于其他原因導致構造的不正常運行，為了防止出現這些問題而設置了互鎖的裝置（例如夾緊松開）。軸進給互鎖共有3種：①各軸通用的互鎖；②各軸專用的互鎖；③2軸或更多軸聯動時互鎖。不論在手動或自動操作下，任何一種互鎖都會讓軸不能移動。另外不管手動操作或自動操作、被互鎖的軸在解除互鎖前無法移動。

4.1 各軸通用的互鎖

各軸如果不在下面的狀態，軸無法移動。

（1）相關軸的移動沒有達到行程極限。如果到達了行程極限，會有NC（Numerical Control，數控）報警信號，此時主操作盤上的LCD單元畫面上會有警告信號顯示。行程極限警報的解除要先把機床逆方向移動后按MDI（Manual data input，手動數據輸入）單元的「RESET」（NC reset）按鈕。

（2）相關軸無伺服警報發生。如果伺服警報發生，設備非常停止，主操作盤的LCD（Liquid crystal display，液晶顯示器）單元的畫面上會有警告信號顯示。警報的解除請參照NC裝置維護說明書進行處理。

4.2 僅與X軸相關的互鎖

要移動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，自動交換工作臺）為選項。因此互鎖的內容還需取決于是否配置了APC裝置。配置APC裝置。

（1）APC裝置未運行時。在使用工作臺交換指令（M60）進行工作臺交換時X軸互鎖無法移動。

（2）APC裝置做好自動運行準備。APC裝置做好自動運行準備時，主操作面板的[APC AUTO]指示燈和[APC INITIAL]指示燈點亮。通過這些指示燈來確認APC裝置已做好自動運行準各。如果燈沒有點亮，使用APC手動操作面板將APC各部分返回到初始化狀態。

4.3 僅與Y軸相關的互鎖

除了滿足各軸通用的互鎖條件以外，還設置了專用于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，附件頭自動換）裝置的干涉而設計的。

（1）Y 軸（+）側、（-）側旋轉干涉區域的互鎖。這個互鎖，是為了避免附件銑頭的旋轉動作和立柱的干涉而設計的。

（2）附件銑頭向后時的互鎖。這個互鎖，附件銑頭向后時如果移動Y軸到這個區域，為了避免附件銑頭的旋轉動作和立柱的干涉而設計的。附件銑頭向后時進入到這個區域，Y軸會減速后停止。用這個互鎖讓Y軸停止后，再用手動模式把附件銑頭移開干涉區域再改變附件銑頭的方向。

（3）附件銑頭向右時的互鎖。這個互鎖，附件銑頭向右時如果移動Y軸到這個區域，為了避免附件銑頭的旋轉動作和立柱的干涉而設計的。附件銑頭向右時進入到這個區域，Y軸會減速后停止。用這個互鎖讓Y軸停止后，再用手動模式把附件銑頭移開干涉區域再改變附件銑頭的方向。

（4）AAC行程內的互鎖Y軸一般無法移動到AAC行程內，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。通過LCD單元的PC CUSTOM畫面（HEAD T××部分的「T000」）確認主軸上的刀具編號。AAC行程內互鎖、Y軸因為互鎖而停止時，首先把Y軸從AAC行程中移開（向Y（+）方向進給）。這之后請抬高Z軸或W軸。[1]選擇手動操作模式，按下[JOG]或[RAPID]按鈕選擇手動模式。推薦選擇[JOG]模式，因為其進給速度比[RAPID]慢較為安全。[2]向Y軸（+）向移動，移出AAC行程按下[Y]按鈕，再按下[+]按鈕使Y軸向（+）向移動，移出AAC行程。在[JOG]模式下，按下[STOP]按鈕停止Y軸進給。但是在[RAPID]模式下，松開[+]按鈕僅停止Y軸進給。[3]請確認Y軸不在AAC行程內后，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]按鈕停止進給。

（5）刀具交換（M06）指令互鎖。用MO6指令時，設計有ATC（Auto Tool Change，自動換刀功能）裝置動作中的Y軸，Z軸，W軸同時互鎖的設置。

4.4 僅與Z軸相關的互鎖

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Z軸。

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

（2）Y軸AAC行程內的互鎖。Y軸在AAC行程內時，Z軸無法移動。但是Y軸在第2原點（AAC位置）、AAC銑頭庫打開時、或是為避免Z+W的位置和AAC銑頭庫發生干涉時，Z軸可以移動。

（3）Z軸和W軸，由于液壓單元容量的原因，不可能2軸同時移動。

注意（2）中所述的互鎖只有在Y軸，Z軸，W軸各自做過參考點返回后才有效。當打開電源第一次做軸進給時，請特別小心以免發生碰撞和干涉。

4.5 僅與W軸相關的互鎖

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W軸。

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

（2）ATC自動運行中。ATC機器手從刀庫取出刀具開始，到刀具取出后返回待機狀態這段時間時，為了讓W軸不動而設計的互鎖是有效的。另外，反過來機器手將主軸上的刀具返回ATC刀具庫后、返回待機狀態（T等待位置）這段時間時，為了讓W軸不動而設計的互鎖是有效的。

（3）Y軸AAC行程內的互鎖。Y軸在AAC行程內時，W軸不會移動。但是Y軸在第2原點（AAC位置）、AAC銑頭庫打開時、或是為避免Z+W的位置和AAC銑頭庫發生干涉時，W軸可以移動。

（4）Z軸和W軸，由于油壓單元的容量的原因，不可能2軸同時移動。

注意：（2）中所述的互鎖只有在Y軸，Z軸，W軸各自做過參考點返回后才有效。當打開電源第一次做軸進給時，請特別小心以免發生碰撞和干涉。

4.6 同時2軸及2軸以上同步控制的互鎖

同時2軸及2軸以上指令同步執行時、被指令的軸中即使1個軸發生互鎖，所有的軸都將無法移動。但在手動運行中，則只有互鎖的對應軸不能移動。