1 具備雙系統(tǒng)功能的數(shù)控系統(tǒng)硬件配置及功能

　　1.1 M70CNC具備的雙系統(tǒng)功能

　　某機(jī)床廠一臺(tái)進(jìn)口車床，單主軸，雙刀塔，原控制系統(tǒng)損壞后已經(jīng)找不到原廠家修理和更換，只有更換新控制系統(tǒng)。筆者經(jīng)過綜合分析，決定為其配置三菱M70A數(shù)控系統(tǒng)。因?yàn)镸70A的車床系統(tǒng)具備雙系統(tǒng)功能。(三菱常規(guī)的M70A CNC只有選擇車床系統(tǒng)時(shí)才具備雙系統(tǒng)功能)

　　M70A的雙系統(tǒng)功能中具備以下性能：　　a．平衡切削；　　b．雙系統(tǒng)互相等待；　　c．指定點(diǎn)同步啟動(dòng)功能；　　d．同期混合控制功能；　　e．系統(tǒng)間同期軸控制功能；　　f．系統(tǒng)間變量公用功能。

　　MTOCNC可以實(shí)現(xiàn)4軸聯(lián)動(dòng)功能，即使單系統(tǒng)工作，也能夠控制4軸做輪廓加工，可以滿足產(chǎn)品加工的要求。

　　1.2 用于本次改造的M70A硬件配置

　　用于本次改造的M70A硬件配置如下：　　a.控制系統(tǒng)M70A 1　　b.輸入輸出單元DX350 1　　c.輸入輸出單元DXll0 1　　d.伺服驅(qū)動(dòng)器MDS-D-V2-8080 2　　e.主軸伺服驅(qū)動(dòng)器MDS-D-SPl60 1　　f.伺服電機(jī)HF204 4　　g.主軸伺服電機(jī)SJ-Vll 1　　h.電源單元MDS-D-CVll0 1

　　操作面板必須特別制作，以適應(yīng)雙刀塔控制的特殊要求。

2 系統(tǒng)的連接和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置

　　2.1 雙系統(tǒng)各軸的連接

　　M70系統(tǒng)：連接伺服和主軸的光纜通道有1個(gè)，最多可連接16個(gè)軸。設(shè)置時(shí)軸號(hào)從第1軸開始依次設(shè)置為0，1，2，3，4，...，F(xiàn)，在本工程中，只有4伺服軸和1主軸，其連接如圖1所示，軸號(hào)設(shè)置為0，1，2，3，4。

圖1 伺服系統(tǒng)的連接和軸號(hào)設(shè)置

　　2.2 系統(tǒng)連接和軸號(hào)設(shè)置出現(xiàn)過的問題

　　如果使用三菱C64 CNC系統(tǒng)，在有11軸的雙系統(tǒng)設(shè)置中，出現(xiàn)過下列情況：

　　a．調(diào)試時(shí)只用“SRVl通道”連接，驅(qū)動(dòng)器軸號(hào)依次設(shè)為“0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11”，結(jié)果上電后自檢未能通過，驅(qū)動(dòng)器的LED上顯示故障“11”；

　　b．將系統(tǒng)l的6個(gè)軸單獨(dú)上電，(在第6軸插上終端插頭)。系統(tǒng)1自檢完成；

　　c．將系統(tǒng)1的6個(gè)軸依次設(shè)定為“0，1，2，3，4，5”，系統(tǒng)2的5個(gè)軸依次設(shè)定為“0，1，2，3，4”，分別連接于“SRVl”和“SRV2”口，仍然是系統(tǒng)l自檢完成，系統(tǒng)2自檢未能通過，驅(qū)動(dòng)器的LED上顯示故障“11”；

　　d．在“SRVl”通道連接8個(gè)軸，軸號(hào)依次設(shè)定為“0，1，2，3，4，5，6，7”在“SRV2”口連接3個(gè)軸，軸號(hào)依次設(shè)定為“0，l，2”，按此沒定和連接，系統(tǒng)l和系統(tǒng)2全部自檢通過。

　　三菱C64系統(tǒng)的2個(gè)通道“SRVl”、“SRV2”，每個(gè)通道必須接滿8個(gè)軸，而且軸號(hào)設(shè)定不能超過“7”。以上的故障報(bào)警是未能滿足上述規(guī)定而產(chǎn)生的。

　　2.3 開機(jī)后有關(guān)雙系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定

　　在本車床系統(tǒng)中為了啟動(dòng)和使用“雙系統(tǒng)功能”，必須對(duì)有關(guān)的雙系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，有關(guān)參數(shù)如下：　　a．#1007選擇NC系統(tǒng)　　選擇NC系統(tǒng)的類型：　　0：加工中心系統(tǒng)(M系列)；　　1：車床系列(L系列)；　　在選擇雙系統(tǒng)工作時(shí)，必須使#1007=1　　b．#1001設(shè)定=1對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)生效；　　c．#1002設(shè)定每一系統(tǒng)的軸數(shù)，每一系統(tǒng)可沒定8個(gè)軸；　　d．#1013設(shè)定系統(tǒng)內(nèi)各軸名稱；　　e．#1093在多系統(tǒng)中，指定系統(tǒng)之間的等待方式。

　　本參數(shù)的含義是：如果在“等待指令代碼”的單節(jié)程序存在移動(dòng)指令時(shí)，例如：　　M100 G01)(500 F3000(M100為等待指令代碼)　　設(shè)定“等待指令”的執(zhí)行時(shí)間段。　　#1093=0先執(zhí)行等待M100，后執(zhí)行移動(dòng)指令“C01 X500 F3000”　　#1093=1先執(zhí)行移動(dòng)指令“G01Ⅺ00 F3000”，后執(zhí)行等待M100；　　f．#l 169本參數(shù)用于設(shè)定各系統(tǒng)的名稱。　　以英文字母或數(shù)字的組合進(jìn)行設(shè)定，不超過4個(gè)字符；　　g．#1279多系統(tǒng)之間的等待方式選擇?！　?1279=O：本系統(tǒng)處于自動(dòng)模式，而另一系統(tǒng)處于“非自動(dòng)運(yùn)行”模式時(shí)，本系統(tǒng)的“等待指令”不生效(被跳過)，直接運(yùn)行下一單節(jié)程序；　　h．#1285 bitO　　0：新編制加工程序時(shí)，程序號(hào)為所選系統(tǒng)的程序編號(hào)。　　1：新編制加工程序時(shí)，將無(wú)條件生成所有系統(tǒng)的程序編號(hào)。

3 與雙系統(tǒng)功能相關(guān)的PLC程序

　　3.1 雙系統(tǒng)的PLC梯形圖編制要點(diǎn)

　　具有雙系統(tǒng)功能的M70車床的PLC梯形圖編制和單系統(tǒng)的PLC梯形圖編制有所不同，其要點(diǎn)如下：

　　a．每一系統(tǒng)都有其單獨(dú)的工作模式選擇接口(JOG、自動(dòng)、手輪、回零、MDI、手動(dòng)定位)，編制程序時(shí)可用一個(gè)選擇開關(guān)同時(shí)選定；

　　b．進(jìn)給倍率，快進(jìn)倍率，手動(dòng)定位數(shù)據(jù)也需根據(jù)每一系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)定。在操作面板上可使廂同一開關(guān)。也可使用不同的開關(guān)；

　　c．必須注意，為安全起見，至少在調(diào)試階段，在面板上的每一系統(tǒng)的“自動(dòng)啟動(dòng)”和“自動(dòng)暫停”開關(guān)需分別設(shè)置，如果用同一開關(guān)，則兩個(gè)系統(tǒng)中被調(diào)用的程序會(huì)同時(shí)啟動(dòng)，可能造成危險(xiǎn)。

　　圖2是相關(guān)的PLC程序。

圖2雙系統(tǒng)中的PLC程序

　　在實(shí)際調(diào)試過程中，常遇到某些功能不起作用，經(jīng)檢查多數(shù)足PLC程序中沒有驅(qū)動(dòng)兩系統(tǒng)的相關(guān)功能。

4 雙系統(tǒng)功能在車床上的有關(guān)應(yīng)用

　　4.1 平衡切削

　　改造后的機(jī)床經(jīng)常用于加工細(xì)長(zhǎng)軸工件，因此要求數(shù)控系統(tǒng)必須具備相關(guān)的細(xì)長(zhǎng)軸加工功能，其中一個(gè)功能就是“平衡切削”。

　　使用車床對(duì)細(xì)長(zhǎng)工件進(jìn)行加工時(shí)，如果工件長(zhǎng)度過大會(huì)產(chǎn)生撓曲，難以實(shí)現(xiàn)高精度的加工。雙刀塔車床可以在工件的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行同期加工(平衡切削)，就可以抑制工件的撓曲問題。另外，采用雙刀塔加工，也減少了加工的時(shí)間。

　　在平衡切削功能中，平衡切削指令是G15、G14。G15是平衡切削指令啟動(dòng)。G14是平衡切削指令關(guān)閉。

　　G15平衡切削指令的實(shí)質(zhì)是：在系統(tǒng)1加工程序有G代碼指令出現(xiàn)后，必須等待系統(tǒng)2加工程序有相同的G代碼指令出現(xiàn)，系統(tǒng)1程序和系統(tǒng)2程序才同時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行。

　　在圖3中，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2程序的第3步都是G00，所以同時(shí)啟動(dòng)，但系統(tǒng)l和系統(tǒng)2的快進(jìn)速度不相同，系統(tǒng)2程序先執(zhí)行完第3步，所以系統(tǒng)2停下等待系統(tǒng)1，直到系統(tǒng)1執(zhí)行第3步完畢，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2程序的第4步都是G01指令，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2又同時(shí)啟動(dòng)執(zhí)行各自程序的G01指令。

圖3平衡切削

　　G15平衡切削指令可簡(jiǎn)稱為“雙系統(tǒng)同G碼指令同時(shí)啟動(dòng)”。

　　必須注意：

　　a．G15指令只是“雙系統(tǒng)相同G代碼指令同時(shí)啟動(dòng)”啟動(dòng)之后，各自程序的移動(dòng)量和速度可以各不相同，為了保證同期運(yùn)行，應(yīng)該使相同的程序段的移動(dòng)量和速度相同；

　　b．在G15和G14之間，相同G代碼指令程序段必須“數(shù)鼉相同，順序相同”，否則會(huì)出現(xiàn)報(bào)警。平衡切削功能是一種特殊的雙系統(tǒng)等待和同時(shí)啟動(dòng)功能。

　　4.2 雙系統(tǒng)中的“程序互相等待”運(yùn)行

　　4.2.1 系統(tǒng)之間的“等待指令”M等待碼

　　G15指令只解決了雙系統(tǒng)間平衡切削的問題。為了使雙系統(tǒng)之間的程序配合更具柔性，M70CNC還具備雙系統(tǒng)程序間的等待配合功能，在系統(tǒng)1和系統(tǒng)2程序之間用M代碼作為等待標(biāo)志，在系統(tǒng)1和系統(tǒng)2程序之間都出現(xiàn)相同的M代碼時(shí)，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2程序才同時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行。圖4是雙系統(tǒng)之間利用M代碼實(shí)現(xiàn)程序之問的等待配合的示意圖。

　　a．在系統(tǒng)1的加工程序中，P11和P12之間的等待M代碼為M100，而P12程序段必須等待系統(tǒng)2加工程序中的M100出現(xiàn)后才啟動(dòng)；　　b．在系統(tǒng)1的加工程序中，P12和P14之間的等待M代碼為M102，而P14程序段必須等待系統(tǒng)2加工程序中的M102出現(xiàn)后才啟動(dòng)。

　　4.2.2 相關(guān)參數(shù)

　　M代碼能否作為等待碼使用就取決于參數(shù)#l 130、薦1131的設(shè)置?！　?1310最小M代碼。#1310=0 M代碼等待功能無(wú)效；　　#1311最大M代碼。#1311=0 M代碼等待功能無(wú)效；　　#1310、#1311任一為0，M代碼等待功能無(wú)效；　　如果#1310>#131 1，M代碼等待功能無(wú)效。

　　4.2.3使用M代碼必須注意

　　a．M代碼必須單獨(dú)寫一行；　　b．系統(tǒng)1使用某一M碼時(shí)，系統(tǒng)2使用不同的M碼則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，兩系統(tǒng)停止運(yùn)行，反之亦然；　　c．如果系統(tǒng)1執(zhí)行自動(dòng)運(yùn)行，而系統(tǒng)2處于非自動(dòng)狀態(tài)，則系統(tǒng)1加工程序中的等待碼M無(wú)效，程序跳過該M代碼執(zhí)行下一段，反之亦然；　　d．如果同一行程序段中，有多個(gè)M碼指令，則以M碼調(diào)用宏程序，M指令同期攻絲，等待M代碼，一般M碼為順序編制。

　5 結(jié)束語(yǔ)

　　應(yīng)用M70A的雙系統(tǒng)功能，完成了進(jìn)口機(jī)床的改造。而且功能比改造前有所增強(qiáng)，特別是平衡切削功能的應(yīng)用，使細(xì)長(zhǎng)軸的加工精度大大提高。已運(yùn)行一年，效果很好。