B.D.250鏜床附件頭裝卸及補償研究

周家剛 王文平 胡坤

摘 要：附件頭用于擴展機床的加工性能和使用范圍的附屬裝置，本文對貝拉爾蒂250鏜床附件頭抓取、卸載及其補償進行了詳細闡述，并對裝卸中遇到的故障問題進行剖析。

關鍵詞：附件頭；裝卸；補償

一 前言

重型一分廠貝拉爾蒂250鏜床是公司唯一一臺鏜桿250mm的鏜床，是公司關鍵重點設備，承擔汽輪機低壓外缸加工任務。全年加工任務繁重，其保養維修任務也十分繁重。在維修中因附件頭故障引起的維修次數多，而且也是維修的難點，其原因是附件頭的裝卸及補償過程復雜，如果原理不分析清楚，一旦出現故障就會造成設備停機，需要長時間排查，會嚴重耽誤生產任務。

B.D.250鏜床共有6各附件頭，1號附件頭是護板，2號附件頭是630平旋盤，3號附件頭是直角自動銑，4號附件頭是延伸銑頭，5號附件頭是反刮銑頭，6號附件頭是直角手動銑。每個附件頭裝卸子程序結構流程大致相同，主要差別在裝卸時各坐標的位置以及補償表，但原理相同。附件頭中630平旋盤裝卸最為復雜，本文我們主要對630平旋盤裝卸原理及補償做深入分析，其他的可觸類旁通。

二 原理分析

B.D.250鏜床附件頭的抓取和卸載都是自動運行，在MDI模式下，執行附件頭裝卸主程序，實現附件頭的裝載和卸載。對于B.D.250鏜床來說，裝卸附件頭時，需先將附件小車推到指定位置，將固定銷按下固定好小車，然后在HMI界面運行R298=LD_NUM，比如需要裝載2號附件頭，則執行R698=2，機床將自動先卸載已裝附件頭，再裝載2號附件頭。

1、裝卸主程序分析

附件頭裝卸主程序SPF820放在用戶程序項中，操作人員只能調用不能修改，只有電氣工程師有權修改調整。其邏輯結構圖如下圖1：附件頭裝卸前機床必須先回參考點，讓各軸同步，然后沿編寫的邏輯執行，實現自動裝卸。

2、平旋盤裝載子程序分析

平旋盤裝載子程序SPF823由電氣工程師編寫，放在用戶程序項。平旋盤附件頭為2號附件頭，執行R698=2即可調用裝載程序。平旋盤附件頭相比其他附件頭復雜，其有一個進給軸U軸，裝有伺服電機和編碼器，裝載后置U軸生效，M代碼為M80。其整個邏輯過程如圖2。

裝載平旋盤時必須滿足相應的條件，執行G500取消偏置，G17坐標平面，G90絕對坐標系下，并通過PLC程序FB2讀取X、Y、Z、V軸坐標值，要求四個軸坐標值必須在誤差帶內，否則視為條件不滿足，停止附件頭抓取。

平旋盤抓取時，主軸必須切換到1檔，并定位到90度，否則銷和槽會不對應，引起碰撞，因此主軸定位必須準確。

附件頭抓取完成后，置R297=2，數控系統確認已抓取2號附件。附件頭裝載完成后還不能使用，必須調用CEC2平旋盤補償表，消除饒度引起的誤差。

3、平旋盤卸載子程序分析

SPF824是平旋盤附件頭卸載子程序。與裝載情況一樣，先必須回參考點，將偏置、刀補取消，坐標系設定為絕對坐標系；各坐標軸移動到指定位置，U軸也必須回到指定位置，然后置U軸無效，執行M81，如果不執行M81將引起報警，中斷程序執行；放松附件，調用補償表CEC1（無附件頭補償表），附件卸載完成。

三 附件頭補償

方滑枕懸空伸出時，由于重力的原因會向下彎曲，伸出越長彎曲度越大。B.D.250鏜床方滑枕要伸出1600mm，如果沒有補償，遠端會彎曲16絲，這顯然不滿足精度要求，必須進行饒度補償。西門子840D數控系統具有饒度補償功能，根據機床實際情況設定補償點數，本機床補償間距為20mm，補償點數為80個，每個附件頭都對應一個補償表，補償表選擇由設定參數SD41300決定。比如，平旋盤附件頭的補償表設置SD41300$SN_CEC_TABLE_ENABLE[4]=1，SD41300$SN_CEC_TABLE_ENABLE[5]=1，也就是置SD41300第5和第6順位為1，其他附件頭也有相應SD41300參數為1.

N10 $AN_CEC[4，0]=-0.155 ------------ 補償值

N20 $AN_CEC[4，1]=-0.155

N30 $AN_CEC[4，2]=-0.155

N40 $AN_CEC[4，3]=-0.155

……

N790 $AN_CEC[4，78]=-0.01

N800 $AN_CEC[4，79]=-0.005

N810 $AN_CEC[4，80]=0

N820 $AN_CEC_INPUT_AXIS[4]=（AX4） ------------輸入軸

N830 $AN_CEC_OUTPUT_AXIS[4]=（AX9） ------------輸出軸

N840 $AN_CEC_STEP[4]=20 ------------間距

N850 $AN_CEC_MIN[4]=0

N860 $AN_CEC_MAX[4]=1600 ------------總長

N870 $AN_CEC_DIRECTION[4]=-1 ------------補償方向

N880 $AN_CEC_MULT_BY_TABLE[4]=0

N890 $AN_CEC_IS_MODULO[4]=0

$SN_CEC_TABLE_ENABLE[4]=1 ------------補償表選擇

$SN_CEC_TABLE_ENABLE[5]=1

四 結束語

B.D.250鏜床是公司大型關鍵設備，工作任務重，附件頭使用頻率高，附件頭故障維修量大，通過本文分析梳理，為專業維修人員提供幫助，以期快速排出故障，更好完成生產任務。而且設備附件頭的裝卸原理大致相同，可以舉一反三，推廣到其他大型設備，如龍門銑的附件頭，對附件頭的裝卸有全面認識。

參考文獻：

[1]西門子公司.DOConCD SINUMERIK L.2006.4

[2].西門子840D《簡明調試指南》