西門子Sinumerik 828D刀具管理功能

2012-10-23 10:02王大雙

制造技術與機床 2012年2期

王大雙

(西門子工廠自動化工程有限公司，江蘇南京 211300)

1 刀具管理的目的及作用

刀具管理水平在很大程度上衡量著一臺數(shù)控機床效率和柔性的高低。刀具管理功能確保任何時候機床上刀具都位于正確的刀位上，同時刀具信息得到正確、及時更新，能及時替換刀具，從而大大提高生產率，降低成本，獲得可觀的經濟效益。西門子刀庫管理軟件功能強大，適用于多種類型刀庫，尤其在復雜組合式刀庫、大容量箱式刀庫的應用方面，其優(yōu)越性特別突出。

2 828D系統(tǒng)硬件構成和刀具管理軟件結構

Sinumerik 828D主要由3部分構成:數(shù)控(NCK)、人機界面(HMI)和可編程邏輯控制器(PLC)。3部分以獨立的CPU單元出現(xiàn)，通過總線連接通訊，在功能上既相互分工，又互為支持。西門子Sinumerik 828D刀具管理功能在原來西門子840D標準的刀具管理功能的基礎上作了簡化:840D NCK功能也適用于Sinumerik 828D，但PLC功能及NC和PLC之間的通訊不適用于Sinumerik 828D。西門子標準的刀具管理是使用FC8給的信息去更新刀庫的數(shù)據和狀態(tài)，而Sinumerik 828D通過固化的PLC接口信號更新刀庫的數(shù)據和狀態(tài)，接口信號流程如圖1所示。圖中NCK:刀具管理對刀庫中的刀套進行管理;PLC:執(zhí)行換刀，在刀庫中移動刀具，夾爪控制必要時進行刀庫控制;用戶接口:PLC程序識別任務接口上到達的任務并執(zhí)行機械運動，向刀具管理發(fā)送總應答。

3 應用實例

刀具管理從零件程序或HMI接收準備換刀和執(zhí)行換刀的任務，刀具管理從這些任務中獲取刀具需要進行的刀位變化，并將任務交給PLC，通過用戶接口上相應位的脈沖沿發(fā)出應答，完成換刀過程。本文就按照程序執(zhí)行的順序來介紹該刀具管理功能在機床的具體應用過程。數(shù)控車削中心刀庫上的刀具一般比較少，且不需要機械手，因此其程序比較簡單，但程序編寫原理和方法與其他復雜加工中心的刀庫是一樣的，所以本文以帶有轉塔刀庫數(shù)控車床為例說明該功能的應用過程。

3.1 配置828D刀具管理人機界面

西門子刀庫程序工具盒中有標準的刀具管理界面配置程序(MAG_CONF_MPF)，根據具體刀庫的機械結構修改此程序，由于篇幅有限，本文就程序需修改的部分作簡要說明。

如圖2，機床配有1個轉塔刀庫，帶有8個刀位，3個緩沖刀位，1個裝載位，其需修改部分的程序如下:

修改完刀庫配置文件后，在828D系統(tǒng)中運行該程序，然后須執(zhí)行NC上電，能自動生成如圖3所示的刀具管理界面。

3.2 設置NC參數(shù)

3.3 用戶PLC程序設計

PLC固件功能將刀具管理任務傳輸至 PLC用戶程序，PLC用戶程序應答發(fā)送至刀具管理，然后將每條應答的反饋信息(應答故障時與故障編號一起，或者應答正常)傳輸至 PLC。用戶PLC程序用于執(zhí)行刀具管理任務和對刀具的所有位置變化進行應答。一般而言數(shù)控車床的換刀流程比銑床的簡單，不需要機械手換刀，無附加緩沖區(qū)，PLC程序向刀具管理發(fā)送總應答即可。此機床的刀庫部分的PLC程序如圖4所示。

3.4 PLC應答過程說明

Sinumerik 828D固化了PLC功能，以傳輸步驟表提供刀具移動結構，通過應答步驟表對刀具移動進行應答，進行實時跟蹤，每個任務至少需要1個應答，應答可按照DB9902中定義的表格進行，或者在一個步驟中的刀具管理任務完用于對實際刀具位置后，通過用戶接口上相應位的0/1脈沖沿發(fā)出總應答(DB40xx/42xx DB×0.0)。應答信號存在時，不可修改此接口的數(shù)據，再將應答傳輸至刀具管理后，此信號由PLC固件復位，復位可能在多個PLC周期后進行。