利用NUM 1040T双轴组功能改造车轮车床一例

HEATS

1 机床概况

马鞍山钢铁公司的两台专门加工火车车轮的双刀架立式车床原选用的数控系统，现已不能工作，需要电气改造。经过方案论证，我们选用NUM 1040T数控系统，利用其双轴组功能控制机床的双刀架。保留了原来的驱动单元、直流伺服电动机及主轴直流调速系统和主轴电动机，并在每一轴上都加装了脉冲编码器。 / w, u+ I0 _; O5 M

2 轴的定义及相关参数设置

我们定义右刀架X轴实际地址为0，Z轴实际地址为1：定义主轴实际地址为24：定义左刀架X轴实际地址为2，Z轴实际地址为3。并设与双轴组有关的参数为
3 B( Y" V4 X9 J( ?- t. c( A8 c' l3 S. @4 z. ?: e. b+ Y/ q1 O2 f! N+ _( i Q1 N( ]9 f- D

图1 PLC程序1

图2 PLC程序2

, O# B( s3 R) Q3 v6 J7 h3 k/ @/ o, \. ]& V( N( n6 V& } d' Y1 B5 H4 P6 Y [3 R/ ?( f! a1 f# X1 @. z1 H: S& y# q5 i: m. u) c! l6 A* ?) {! y* d6 D/ ?' E3 V- I7 x8 f: Y4 c( V% v0 s- Z8 [; t3 b( ]3 E( b6 D1 K. s3 D$ I, m! H) [2 n: j; P: Z; L$ n1 A7 n/ X: g5 o# m+ B) Z S6 @. g5 h) v2 H# M/ b' P6 m1 G+ ? %3.1右刀架加工程序 %3.2左刀架加工程序 N… N… N… N…G78 P1.1 (等待%3.1中Q1) N…G78 Q1 N… N… N… N…G78 Q2 N…G78 P2.1 (等待%3.1中Q2) N… N… N… N…G78 Q1 N…G78 P1.2 N… (等待%3.2中Q1) N… N… N… 图3 G78的用法

* k2 R) j3 N, V( x- w- h: \. ?6 }" o9 b r- q- M; N. D0 |% L0 K: H# P5 i9 G0 F1 G+ E& ~+ v! f' N" p) `$ i7 s6 @3 n. Z7 m% q+ x. w# G# r/ k# U4 o6 ~: E$ |. }9 d; Y+ L- k9 P- Q Y" E \8 |# e. e+ n1 g' \, y; n' f, D# X: @" f$ W3 R6 p5 G; o5 s' o/ i% e. i! I3 G% c3 t5 G& w6 m6 l, R5 ^3 m8 B; s; k2 B1 I0 M$ p* y5 O( S1 G4 }% |1 T C3 {9 a* B" ^, p# j" B9 ?2 @' U5 T; c1 X) Q& T; k) L0 [, A' |5 s/ ~; X; o Q O+ X( W2 }" M7 G# d; `: \$ }/ A0 D; x4 X- w6 o% D4 t1 n, _6 \" U0 S$ V+ T/ _' {' W3 l8 \( o8 U, m) R# X/ ]0 V) ^% k7 r4 {) ^* V" }; G# ~( ?# L& n; m* V& R3 A) S# x- P2 `. I8 ~) }

P97	N0=2	有两个CNC 轴组
	N1=0	无PLC 轴组
P2	N0=0100 000F	地址0、1、2、3、24 为测量轴
P0	N0=0100 000F	地址0、1、2、3、24 为显示轴
P3	N0=0100 000F	地址0、1、2、3 为插补轴
P5	N0=1	设定为车床
P9	N0=00	地址0轴指定为轴组1的X轴
	N1=02	地址1轴指定为轴组1的Z轴
	N2=10	地址2轴指定为轴组2的X轴
	N0=12	地址3轴指定为轴组2的Z轴
	N24=08	地址24轴指定为轴组1的C轴

7 k) b* h! R$ y8 m8 i) K

3 单轴组进给为零时的PLC应用程序

根据需要我们把编有%W17.B( 轴组显示)、%W100.5、%W200.5(功能回答信号)、%R17C.L、%R27C.L(刀具号)、%W100.5、%W200.5(进给倍率)等与双轴组有关的PLC 变量在内的PLC应用程序，通过NUMTOOL编程软件安装到NC。

根据用户要求我们设置了单刀架进给为零的选择开关、刀架选择开关，以便在加工中能随时停下一个刀架由另一个刀架单独加工。PLC应用程序如图1所示。 / m, J$ Y) D( ~# z

如选中单刀架进给为零(通过机床面板的一个扳把开关控制，使输入地址%I503.1置1)，此时如面板上刀架选择开关置右刀架位(输入地址% I501.6置1)，右刀架(轴组1)X轴、Z轴进给为零，左刀架正常工作。进给倍率通过调整密集型面板上的电位器改变%I122.W的值来决定。当选择开关置左刀架位时(输入地址%I501.7置1)，左刀架(轴组2)X轴、Z轴进给为零，右刀架正常工作。不选单刀架进给为零时，双刀架可同时工作。另外，在回零方式下( 变量%R16.8的值为8)%I122.W为固定值。为了能随时观察各轴组的工作状态，我们选用了密集型面板上的单独键(%I104.0、%I104.1)来切换两轴组的显示数据，同时随刀架选择开关的切换，两轴组的显示数据也来回切换。PLC 应用程序如图2所示。 & p' \8 R1 _& F; d3 `# I+ z

4 双轴组加工程序及双轴组同步功能简介

双轴组加工程序是由对应于每个轴组的程序组合而成的，每个程序名都有一个共同的基本序号，其后跟一个指定轴组用的索引号。如%3.1为轴组1的程序号，%3.2为轴组2的程序号。

对应于所有轴组的加工程序必须被调到数控系统中，否则无法启动加工程序，用在加工程序中的子程序不需要索引号。 1 X6 T4 x6 |; o* p/ |% _! [1 y

在加工过程中两刀架应保持一定间距，协调动作，此时可用G78轴组同步功能。

语句格式为N… G78 Q… /Pj.i

其中: G78 为轴组同步功能：Q…为当前轴组中的标志位：Pj.i为等待另一轴组中的标志位(P项包含两个由小数点分隔的数字，j为标志位序号，i为轴组的索引号，在该轴组中对标志符进行检测)。

由于车轮加工程序相当复杂，由于篇幅所限下面只列举G78的用法(图3)。

此次改造投入很少，但是达到了预期目标。