位中波，黃 明

（煙臺(tái)魯寶鋼管有限責(zé)任公司，山東煙臺(tái) 265503）

0 引言

煙臺(tái)魯寶引進(jìn)的Colinet 管體車(chē)絲機(jī)刀塔為五工位液壓刀塔，采用3 個(gè)接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行目標(biāo)位置檢測(cè)，利用BCD 編碼方式，完成刀塔5 個(gè)工位的編碼控制。2009 年投產(chǎn)以來(lái)，5 工位液壓刀塔經(jīng)常出現(xiàn)“不到位或者過(guò)位”現(xiàn)象。面對(duì)該故障，Colinet 設(shè)備調(diào)試人員告知只能采取修改T66 制動(dòng)延時(shí)去解決，因此后期，每當(dāng)?shù)端霈F(xiàn)“不到位或者過(guò)位”現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)均采取修改T66 的制動(dòng)時(shí)間去解決，但是修改T66 的制動(dòng)時(shí)間能暫時(shí)性解決該問(wèn)題，后期還得頻繁修改延時(shí)。

針對(duì)刀塔“不到位或者過(guò)位”情況，分析液壓刀塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)及控制原理，結(jié)合液壓控制原理，利用液壓馬達(dá)的優(yōu)越性，優(yōu)化控制程序，徹底解決問(wèn)題。

1 刀塔結(jié)構(gòu)及定位原理

刀塔主軸裝配3 個(gè)定位盤(pán)（圖1），定位用的粗定位銷(xiāo)與精定位銷(xiāo)。

圖1 刀塔主軸

1.1 粗定位

粗定位盤(pán)類(lèi)似棘輪結(jié)構(gòu)，其鎖緊銷(xiāo)子為特制銷(xiāo)子，銷(xiāo)子不僅能完成粗定位，同時(shí)銷(xiāo)子上開(kāi)2 個(gè)口（一個(gè)正常流量口，一個(gè)為節(jié)流口），因此該銷(xiāo)子不僅能完成定位功能，同時(shí)也具有液壓調(diào)速閥的功能。

1.2 精定位銷(xiāo)

精定位銷(xiāo)子為普通倒梯形銷(xiāo)子，用以完成5 工位刀塔的精確定位功能。精定位是否成功，其定位精度取決于粗定位是否能精準(zhǔn)定位，因此粗定位精度為核心控制點(diǎn)。

2 Colinet 刀塔控制原理

自動(dòng)狀態(tài)下，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出旋轉(zhuǎn)命令M55，刀塔開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，當(dāng)定位盤(pán)（圖1）旋轉(zhuǎn)到M54 工位，3 個(gè)編碼接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到定位盤(pán)上編碼凸起裝置，制動(dòng)銷(xiāo)（圖2）延時(shí)動(dòng)作，隨后精定位銷(xiāo)動(dòng)作，完成刀塔主軸定位，然后刀塔鎖緊裝置動(dòng)作，鎖緊刀塔。

第一步：當(dāng)M55 執(zhí)行后，PLC 程序置位M162.0（圖2），然后刀塔旋轉(zhuǎn)電磁閥得電（M121.4），粗定位電磁閥失電（M121.5），刀塔開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。

第二步：刀塔旋轉(zhuǎn)到M54 工位（M161.1 置位），程序置位M161.4（圖3），進(jìn)入延時(shí)控制。

第三步：控制程序檢測(cè)到M161.4 導(dǎo)通后，程序置位M162.1，隨后進(jìn)行T66 延時(shí)（也就是經(jīng)常修改的時(shí)間繼電器）（圖4）。

圖2 刀塔運(yùn)行

圖3 “目標(biāo)工位”前一工位

第四步：當(dāng)T66 延時(shí)到后，程序置位M162.3，，隨后執(zhí)行（圖5）中的程序，失電粗定位電磁閥得電，粗定位銷(xiāo)動(dòng)作，完成刀塔粗定位，同時(shí)也完成調(diào)速閥功能，降低刀塔精定位速度。

第五步：刀塔進(jìn)入精定位控制程序后，刀塔進(jìn)入慢速控制程序，這樣刀塔就完成了從M54 工位到M55工位。

第六步：當(dāng)程序檢測(cè)到M55 工位（M163.7），刀塔繼續(xù)旋轉(zhuǎn)T25 延時(shí)（此時(shí)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)處于過(guò)載中）（圖6），隨后M162.4 導(dǎo)通，控制精定位電磁閥失電，完成刀塔的精定位過(guò)程。

圖4 刀塔粗定位

3 解決方案

通過(guò)對(duì)Colinet 控制模型剖析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)維修，明確粗定位不到位是導(dǎo)致5 工位液壓刀塔旋轉(zhuǎn)不到位的根本性原因，也就是說(shuō)，徹底解決粗定位問(wèn)題，也就徹底解決5 工位液壓刀塔不到位的問(wèn)題。

解析刀塔液壓控制原理可知，解決刀塔粗定位的問(wèn)題，也就是解決液壓平穩(wěn)的問(wèn)題，然而由于刀塔的機(jī)械磨損，以及液壓站不具備恒流量等條件，因此排除通過(guò)機(jī)械改進(jìn)去解決5 工位刀塔問(wèn)題的可能性。

圖5 刀塔制動(dòng)

圖6 精定位控制

通過(guò)程序改造，5 工位液壓刀塔再未出現(xiàn)定位不準(zhǔn)現(xiàn)象，具體實(shí)施步驟如下

第一步：車(chē)絲機(jī)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M55，當(dāng)加工程序檢測(cè)到工位4 后，制動(dòng)銷(xiāo)動(dòng)作，同時(shí)為了避免制動(dòng)銷(xiāo)插入工位4 前面（必須保證在工位4 與工位5 之間），將粗制動(dòng)延時(shí)T66 調(diào)整為60 ms，進(jìn)而保證粗制動(dòng)銷(xiāo)子處于工位4 與工位5 之間（制動(dòng)銷(xiāo)相當(dāng)于液壓調(diào)速閥，刀塔旋轉(zhuǎn)速度自動(dòng)下降，進(jìn)而刀塔進(jìn)入慢速旋轉(zhuǎn)過(guò)程）。

第二步：刀塔從快速進(jìn)入慢速旋轉(zhuǎn)后，制動(dòng)銷(xiāo)在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動(dòng)下，制動(dòng)銷(xiāo)逐漸向工位5 的棘輪靠近，當(dāng)制動(dòng)銷(xiāo)與工位5 完全接觸后，這時(shí)工位5 的到位開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，告知PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）程序，刀塔定位到位。

第三步：工位5 檢測(cè)到到位信號(hào)后，通過(guò)T25 延時(shí)（為確保刀塔充分定位，該延時(shí)盡可能的長(zhǎng)，設(shè)置為350 ms），使得旋轉(zhuǎn)馬達(dá)處于過(guò)載堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，刀塔旋轉(zhuǎn)電磁閥斷電，精定位銷(xiāo)完成定位，與此同時(shí)，鎖緊油缸動(dòng)作，完成刀塔定位鎖緊。

4 結(jié)束語(yǔ)

剖析管體車(chē)絲機(jī)五工位液壓刀架原始控制模型，分析刀塔機(jī)械結(jié)構(gòu)與液壓控制原理基礎(chǔ)上提出一種控制程序優(yōu)化方案，通過(guò)實(shí)施該方案，5 工位刀架旋轉(zhuǎn)不到位問(wèn)題得到徹底解決。