■沈陽機床集團中捷機床有限公司 ?。ㄟ|寧 110042 ) 李寧寧 徐 歡
西門子FB3功能在附件頭上的應(yīng)用
■沈陽機床集團中捷機床有限公司(遼寧 110042 )李寧寧 徐 歡
摘要:在使用附件頭進行加工的過程中很可能會出現(xiàn)主軸輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩大于附件頭允許的最大轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的現(xiàn)象,從而造成附件頭損壞。本文通過使用西門子FB3功能對主軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進行限制,可以實現(xiàn)對附件頭機械結(jié)構(gòu)的保護,減少附件頭的損壞。
當前的機床市場中,各種附件頭的應(yīng)用是非常普遍的。這些附件頭是根據(jù)工件的不同工藝需求而定的,有著,也就是說,各種附件頭不僅外觀不一樣,而且各自的加工參數(shù)也不相同。例如,機床的主軸轉(zhuǎn)速可以達到5 000r/ min,轉(zhuǎn)矩可達到4 000N·m,由于結(jié)構(gòu)原因,附件頭的參數(shù)大多數(shù)無法達到這么高的指標,所以,使用附件頭在加工過程中就會出現(xiàn)過轉(zhuǎn)速和過轉(zhuǎn)矩而造成附件頭損壞的現(xiàn)象。
針對這個問題,在使用附件頭進行加工時,需要對主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行限制,可以實現(xiàn)對附件頭機械結(jié)構(gòu)的保護,減少附件頭的損壞。下面就介紹在SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)上結(jié)合FB3功能、選擇不同的參數(shù)組、設(shè)置相關(guān)NC參數(shù)等多種方法對主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進行限制進而實現(xiàn)對附件頭的保護。
主軸的轉(zhuǎn)速是通過主軸的軸參數(shù)MD35160來限制的,所以主軸轉(zhuǎn)速限制可使用PLC的FB3功能修改主軸的軸參數(shù)MD35160。
先使用Ncvar selector軟件將主軸參數(shù)MD35160存儲到FB3功能可以處理的數(shù)據(jù)塊,假設(shè)這里設(shè)定為DB184。
然后在PLC程序中填寫如下程序段,每當執(zhí)行M99時,系統(tǒng)會將主軸的MD35160更改為MD14514[0]中設(shè)置的數(shù)值。也就是說,需要把附件頭的額定轉(zhuǎn)速值填寫到MD14514[0]。
LDB20.DBD160//14514[0]
TDB126.DBD 2492
AI32.0//附件頭在主軸上
=DB35.DBX3.6//轉(zhuǎn)速限制生效
SDB126.DBX 2480.1
ADB126.DBX 2480.2
ODB126.DBX 2480.3
RDB126.DBX 2480.1
CALLFB 3 , DB188
Req:=DB126.DBX2480.1//啟動位
NumVar:=1//需改寫參數(shù)的數(shù)量
Addr1 := P#DB184.DBX 0.0 BYTE 10//需要改寫的參數(shù)
:
Error :=DB126.DBX2480.3//錯誤位
Done :=DB126.DBX2480.2//完成位
State :=DB126.DBW2490//狀態(tài)位
SD1 :=DB126.DBD2492//寫入的數(shù)值
:
SD8 :=
上述程序段中DB20.DBD160即為MD14514[0],這個對應(yīng)關(guān)系取決于NC參數(shù)MD14504、MD14506的設(shè)定。
主軸轉(zhuǎn)矩是通過MD1428來限制的,由于這個參數(shù)有8組數(shù)據(jù)可以使用,我們可以通過選擇不同的參數(shù)組對轉(zhuǎn)矩進行限制。
(1)參數(shù)組的選擇。在PLC中填寫如下語句:
AI32.0//附件頭在主軸上
AI32.1 //低擋到位
ANI32.2//高擋不到位
=DB35.DBX21.0//主軸參數(shù)組2有效AI32.0//附件頭在主軸上
ANI32.1 //低擋到位
AI32.2//高擋到位
=DB35.DBX21.1//主軸參數(shù)組3有效
假設(shè)設(shè)定主軸軸號為5,附件頭不在主軸上(即附件頭與滑枕連接信號到位)時,第1組參數(shù)有效;當附件頭在主軸上、主軸低擋到位時,第2組參數(shù)有效;當附件頭在主軸上、主軸高擋到位時,第3組參數(shù)有效。PLC接口信號與參數(shù)組的對應(yīng)關(guān)系如附表所示。
PLC接口信號與參數(shù)表
(2)數(shù)值的計算。選擇生效的參數(shù)組后,需要將附件頭相關(guān)數(shù)據(jù)的限制值填入到MD1428中。由于這些參數(shù)的單位是百分比,這就需要對主電動機、附件頭的轉(zhuǎn)矩進行計算,將計算的百分比填入相應(yīng)的參數(shù)中。下面介紹計算的具體方法。
計算所需的參數(shù)有:T為主電動機轉(zhuǎn)矩;TH為附件頭轉(zhuǎn)矩;S1∶S2為低擋降速比;S3∶S4為高擋降速比。
關(guān)于降速比進行舉例說明:例如,低擋時,減速機的降速比I=3,則S1∶S2=1∶3;高擋時,減速機的降速比I=1.5,則S3∶S4=2∶3。
MD1428[1] 低擋的轉(zhuǎn)矩百分比=TH×S1×100/T×S2
MD1428[2] 高擋的轉(zhuǎn)矩百分比=TH×S3×100/T×S4
(3)使用FB3功能修改參數(shù)。先使用Ncvar selector軟件將MD1428存儲到FB3功能可以處理的數(shù)據(jù)塊,假設(shè)這里設(shè)定為DB185。然后在PLC中填寫如下程序段:
LDB20.DBD164//14514[1]
TDB126.DBD 2496
LDB20.DBD168//14514[2]
TDB126.DBD 2500
LDB20.DBD168//14514[3]
TDB126.DBD 2504
AI32.0//附件頭在主軸上
SDB126.DBX 2481.1
ADB126.DBX 2481.2
ODB126.DBX 2481.3
RDB126.DBX 2481.1
CALLFB 3 , DB189
Req:=DB126.DBX2481.1//啟動位
NumVar:=3//需改寫參數(shù)的數(shù)量
Addr1 := P#DB185.DBX 0.0 BYTE 10
:
State :=DB126.DBW2488//狀態(tài)位
Error :=DB126.DBX2481.3//錯誤位
Done :=DB126.DBX2481.2//完成位
SD1 :=DB126.DBD2496//寫入MD1428的值
:
SD8 :=
上面的程序段是設(shè)置1個附件頭的保護數(shù)據(jù),多個附件頭的數(shù)據(jù)可參照其隨意擴展。
靈活應(yīng)用上述的方法,實現(xiàn)對附件頭機械結(jié)構(gòu)的保護,解決了不同附件頭的不同轉(zhuǎn)速和不同轉(zhuǎn)矩的限制,基本上解決了因為過轉(zhuǎn)速和過轉(zhuǎn)矩對附件頭的損壞,為企業(yè)節(jié)省大量的資金,也為用戶帶來一定的經(jīng)濟效益。
收稿日期:(20140812)