張朝陽(yáng)，申明付，耿玲，王周，許淵

（1.洛陽(yáng)中重設(shè)備工程工具有限責(zé)任公司，河南洛陽(yáng)4710002.中信重工機(jī)械股份有限公司，河南洛陽(yáng)471000）

SINUMERIK 828D模擬主軸功能用于C5225立車(chē)

張朝陽(yáng)1，申明付1，耿玲2，王周2，許淵2

（1.洛陽(yáng)中重設(shè)備工程工具有限責(zé)任公司，河南洛陽(yáng)4710002.中信重工機(jī)械股份有限公司，河南洛陽(yáng)471000）

SINUMERIK 828D可以利用系統(tǒng)面板后X252口產(chǎn)生的模擬給定信號(hào)連接模擬主軸。828D數(shù)控系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)模擬主軸的運(yùn)動(dòng)控制功能，還可以實(shí)現(xiàn)模擬主軸的擋位顯示功能和變擋控制功能。

SINUMERIK 828D；模擬主軸；C5225立式車(chē)床

0 前言

公司的C5225立式車(chē)床使用年限已久，而且刀架的Z軸和X軸不能聯(lián)動(dòng)，無(wú)法加工具有復(fù)雜曲面的零件，因此公司決定用SINUMERIK 828D對(duì)C5225立式車(chē)床進(jìn)行數(shù)控改造。因?yàn)?28D數(shù)控系統(tǒng)只控制機(jī)床左刀架的進(jìn)給軸，所以要想實(shí)現(xiàn)主軸在NC系統(tǒng)中的編程控制，就必須利用SINUMERIK 828D的模擬主軸功能。

1 硬件連接

C5225立式車(chē)床的主軸由變頻器控制，828D PPU的X252.1，X252.2用于主軸的模擬給定輸出。PPU與變頻器的連接如圖1所示。

2 機(jī)床參數(shù)設(shè)置

模擬主軸也需要和進(jìn)給軸一樣設(shè)定機(jī)床參數(shù)，C5225立式車(chē)床的模擬主軸設(shè)定的主軸機(jī)床參數(shù)見(jiàn)表1，其中帶“*”的參數(shù)要根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況輸入。

3 模擬主軸的運(yùn)動(dòng)控制

SINUMERIK 828D數(shù)控系統(tǒng)可以利用系統(tǒng)面板后X252口產(chǎn)生的模擬給定信號(hào)連接模擬主軸。將828D PPU的X252.1和X252.2腳和變頻器的模擬量輸入接口A(yíng)I1和GND連接起來(lái)，這樣在NC系統(tǒng)的工件程序中輸入電機(jī)運(yùn)動(dòng)指令M03（M04）S_后，NC系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的0-10V的模擬電壓，而且模擬電壓就可以通過(guò)PPU的X252.1和X252.2腳輸入到變頻器的模擬量接口中，就可以實(shí)現(xiàn)模擬主軸的運(yùn)動(dòng)控制。

4 模擬主軸的擋位顯示

828D數(shù)控系統(tǒng)可以在HMI上顯示出機(jī)床主軸目前所在的擋位（圖2）。

828D數(shù)控系統(tǒng)中與模擬主軸的擋位顯示相關(guān)的接口信號(hào)是DB3802. DBX2000.0，DB3802. DBX2000.1，DB3802. DBX2000.2，DB3802. DBX2000.3。這些接口信號(hào)代表的分別是實(shí)際齒輪級(jí)A，B，C和齒輪已經(jīng)換擋。3個(gè)齒輪級(jí)A，B，C的狀態(tài)組合起來(lái)，表示機(jī)床主軸的擋位，CBA為001，010，011，100，分別代表是I擋～I(xiàn)V擋。

圖1828 D PPU與變頻器的連接

表1 C5225立式車(chē)床的模擬主軸的參數(shù)列表

圖2828D模擬主軸的擋位顯示

用C5225立式車(chē)床主軸I擋～I(xiàn)V擋的變擋限位開(kāi)關(guān)I4.3，I4.4，I4.5，I4.6來(lái)控制PLC接口信號(hào)DB3802.DBX2000.0，DB3802.DBX2000.1，DB3802.DBX2000.2，DB3802.DBX2000.3。變擋限位被壓住，對(duì)應(yīng)的PLC接口信號(hào)就輸出為1。

例如主軸在III擋上，III擋的限位開(kāi)關(guān)I4.5被壓住，是個(gè)常開(kāi)點(diǎn)，那么接口信號(hào)DB3802.DBX2000.0，DB3802.DBX2000.1（III擋為011）和DB3802.DBX2000.3為1，齒輪級(jí)CBA的組合就是011，輸入到NCK中，HMI上就會(huì)顯示III擋。

5 模擬主軸的變擋控制

828D數(shù)控系統(tǒng)可以通過(guò)在NC系統(tǒng)中的編程指令使模擬主軸變擋，與此相關(guān)的接口信號(hào)是DB3902.DBX2000.0，DB3902. DBX2000.1，DB3902.DBX2000.2，DB3902.DBX2000.3。這些接口信號(hào)代表的分別是設(shè)定齒輪級(jí)A，B，C和齒輪級(jí)需要改變。3個(gè)設(shè)定齒輪級(jí)A，B，C的狀態(tài)組合起來(lái)表示的也是機(jī)床主軸的擋位。模擬主軸的變擋控制與擋位顯示的接口信號(hào)的不同之處在于接口信號(hào)DB3802.DBX2000.0，DB3802.DBX2000.1，DB3802. DBX2000.2，DB3802.DBX2000.3是PLC送到NCK的信號(hào)，而接口信號(hào)DB3902.DBX2000.0，DB3902.DBX2000.1，DB3902. DBX2000.2，DB3902.DBX2000.3是NCK送到PLC的信號(hào)。

828D數(shù)控系統(tǒng)中用數(shù)控指令M41，M42，M43，M44和M40來(lái)控制模擬主軸的變擋。C5225立式車(chē)床的主軸共分為四擋，分別是I擋0~5 r/min；II擋5~8 r/min；III擋8~16 r/min；IV擋16~ 32 r/min。M41，M42，M43，M44對(duì)應(yīng)的就是主軸的I擋~IV擋。例如主軸目前是在II擋，在NC系統(tǒng)的工件程序中輸入指令M41，接口信號(hào)DB3902.DBX2000.3和DB3902.DBX2000.0（I擋組合為001）就輸出為1，通過(guò)編制的PLC程序控制機(jī)床主軸變?yōu)镮擋。

828D數(shù)控系統(tǒng)的模擬主軸還可以自動(dòng)檢測(cè)擋位并且變擋。例如主軸目前在II擋，轉(zhuǎn)速范圍是5~8 r/min。在NC系統(tǒng)的工件程序中輸入指令M40S2（S2就是工作臺(tái)轉(zhuǎn)速為2 r/min），主軸就可以自動(dòng)變擋到I擋。

SINUMERIK 828D數(shù)控系統(tǒng)的模擬主軸功能使得操作者不僅可以手動(dòng)控制機(jī)床主軸還可以在NC系統(tǒng)中通過(guò)編程指令來(lái)控制機(jī)床主軸，使得機(jī)床的操作更加方便簡(jiǎn)捷，提高了機(jī)床加工效率。

〔編輯 利文〕

TH17

B

10.16621/j.cnki.issn.1001-0599.2017.01.30