案例一：通過(guò)NC-PLC接口信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)手動(dòng)控制

任務(wù)描述

某大型行車(chē)采用SINUMERIK 840D控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)四軸控制，其中縱向X1/X2為龍門(mén)結(jié)構(gòu)，橫向?yàn)閅1，垂直方向?yàn)閆1。原來(lái)行車(chē)控制完全在控制室通過(guò)西門(mén)子標(biāo)準(zhǔn)MCP面板實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在用戶(hù)要求能夠在操作現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)一自制的手持操作盒實(shí)現(xiàn)行車(chē)的手動(dòng)控制。要求能夠?qū)崿F(xiàn)軸的使能、軸的選擇、運(yùn)行快速和慢速兩擋速度、急停功能。

現(xiàn)場(chǎng)手操控制行車(chē)運(yùn)行任務(wù)說(shuō)明：（1）將控制模式選擇開(kāi)關(guān)打到“手操快速或慢速”擋，行車(chē)處于手操控制模式；（2） 旋轉(zhuǎn)復(fù)位急停按鈕，行車(chē)處于急停狀態(tài)；（3）按下使能按鈕，行車(chē)處于就緒狀態(tài)；（4）分別按下運(yùn)行按鈕，可實(shí)現(xiàn)行車(chē)各軸的正負(fù)方向運(yùn)行，松開(kāi)運(yùn)行按鈕，行車(chē)即停止運(yùn)行；（5）運(yùn)行按鈕為雙速按鈕，輕按和重按分別實(shí)現(xiàn)兩端運(yùn)行速度，同時(shí)配合控制模式選擇開(kāi)關(guān)的“手操慢速”和“手操快速”兩擋位；（6）將控制模式選擇開(kāi)關(guān)打到“控制室”擋，行車(chē)處于控制室操作模式。

硬件配置與連接

功能要求需通過(guò)NC-PLC接口信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此需增加一信號(hào)模塊?，F(xiàn)場(chǎng)的NCU為571.4（6FC5 357-0BB12-0AE0），可通過(guò)NCU上面X111接口（SIMATIC IM360接口）連接一個(gè)IM361模塊及一個(gè)SM信號(hào)模塊；也可通過(guò)X102接口（PROFIBUS DP接口） 連接一個(gè)遠(yuǎn)程從站單元及SM信號(hào)模塊。通過(guò)了解現(xiàn)場(chǎng)，用戶(hù)原來(lái)的系統(tǒng)并未使用IM361接口模塊，但是已經(jīng)有PROFIBUS DP的從站單元實(shí)現(xiàn)外部的輔助功能，只不過(guò)是剩余的點(diǎn)數(shù)不多。因此，從方便且節(jié)約的角度出發(fā)，可直接在PROFIBUS DP從站下面增加一SM321信號(hào)模塊（6ES7321-1BL00-0AA0），用于控制手持操作盒。

STEP 7程序?qū)崿F(xiàn)

在SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)中，外部輸入輸出信號(hào)與NC之間的通信連接通路就是“接口信號(hào)”，通過(guò)接口信號(hào)可實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的功能，也可獲得數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)。在該案例中，通過(guò)編程相應(yīng)的接口信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)所需功能，圖1說(shuō)明了外部信號(hào)與內(nèi)部接口信號(hào)如何通過(guò)STEP 7的PLC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。程序中涉及到的接口信號(hào)如下：手動(dòng)控制模式：DB11.DBX 0.2；軸的負(fù)方向運(yùn)行：DB31-34.DBX 4.6；軸的正方向運(yùn)行：DB31-34.DBX 4.7；軸的進(jìn)給倍率：DB31-34.DBB 0；軸的快速倍率修調(diào)：DB31-34.DBX 4.5；軸的脈沖使能：DB31-34.DBX 21.7；軸的控制使能：DB31-34.DBX 2.1；軸的測(cè)量系統(tǒng)：DB31-34.DBX 1.5；軸準(zhǔn)備好信號(hào)：DB31-34.DBX 93.5；進(jìn)給倍率激活：DB21.DBX6.7；快速進(jìn)給倍率激活：DB21.DBX6.6；急停接口信號(hào)：DB10.DBX 56.1；急停響應(yīng)接口信號(hào)：DB10.DBX 56.2。

案例二：換刀不到位卡刀的故障維修

故障現(xiàn)象

自動(dòng)換刀時(shí)刀套無(wú)法送到位，刀具先夾緊。當(dāng)進(jìn)行到自動(dòng)換刀程序時(shí)，刀庫(kù)調(diào)刀程序開(kāi)始運(yùn)行，但頻繁卡刀，刀庫(kù)停止運(yùn)行。3min后機(jī)床自動(dòng)報(bào)警。

分析處理

FZ12W巨浪立式加工中心原來(lái)的數(shù)控系統(tǒng)是西門(mén)子810M系統(tǒng)，由于數(shù)控系統(tǒng)使用年限長(zhǎng)，元器件老化且故障率高，須改造升級(jí)。上海寶歐工業(yè)自動(dòng)化有限公司把該數(shù)控系統(tǒng)改造成FANUC 0I-MD全數(shù)字?jǐn)?shù)控系統(tǒng)，采用三軸聯(lián)動(dòng)，刀庫(kù)是啄木鳥(niǎo)系列刀庫(kù)，每把刀具上的機(jī)械刀臂是獨(dú)立的，共20把刀具和機(jī)械臂。機(jī)床的換刀過(guò)程是：當(dāng)執(zhí)行M6和T代碼時(shí)，程序會(huì)調(diào)用O9000的刀庫(kù)宏程序，通過(guò)O9000的程序自動(dòng)判斷當(dāng)前主軸刀具狀況，并作出相應(yīng)的邏輯判斷進(jìn)行換刀動(dòng)作：刀具松開(kāi)、刀盤(pán)向下并吹氣、刀臂返回、譯出所要的T碼、更換當(dāng)前T碼、執(zhí)行T碼并刀臂送入、刀盤(pán)向上并主軸旋轉(zhuǎn)、主軸定向（刀具定向過(guò)程是X 6.1信號(hào)是高、低、高）、刀具夾緊。由上述故障查報(bào)警知是換刀時(shí)間超出。經(jīng)檢查，故障是由于機(jī)械控制部分過(guò)于磨損導(dǎo)致頻繁故障，這部分在主軸刀具定向的一個(gè)定向塊上，定向塊在裝刀過(guò)程中由于主軸是旋轉(zhuǎn)定向，所以長(zhǎng)時(shí)間使用磨損量會(huì)增大，這樣就會(huì)出現(xiàn)定向的信號(hào)誤動(dòng)作，造成刀具未到位就提前夾緊，使刀具無(wú)法送到位，換刀就會(huì)出現(xiàn)超時(shí)報(bào)警。更換定向塊設(shè)計(jì)到主軸的精度等系列問(wèn)題，難度極大。為此只有在PMC程序方面解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)修改程序，已經(jīng)徹底把故障排除。