西门子840D系统通道、方式组功能

西门子840D系统通道、方式组功能在双刀架重型卧式车床上的应用
要：本文介绍了西门子840D数控系统双通道、双方式组的概念以及目前在我公司双刀架数控重型卧式车床上的应用,并用实例说明了西门子840D数控统双通道、双方式组的构成和特点。

键词：双通道；双方式组；双刀架数控重型卧式车床
引言
西门子840D系统是一种支持多通道、多方式组的数控系统(最多支持10个通道和10个方式组)。

双刀架卧式车床利用双通道双方式组功能,可以方便捷的对工件进行加工。

随着国内大规模基础建设以及大批重大项目的建设，也使得数控机床向着超大超重的方向发展，对一些超大超长零件，如加工大型发电机的转子、气轮转子等大型轴类零件(或筒形零件)采用双刀架的结构型式无疑是最好的方案，但传统的双刀架机床两个刀架是两个独立的系统，在加工过程中无法同时兼两个刀架的加工状态。

而采用双通道双方式组功能由于在加工工件时两个通道可以随时观测到相互的加工状态，通过两个通道内的数据采集、比较、交，在加工时比采用两套数控系统分别控制左右刀架的机床来说更方便、快捷、准确。

因为所有的数据传输是在一套系统内完成，不需要任何外部的硬件备，所以数据传输的可靠性和正确性更高，不但降低了机床的故障率，维修也更加方便。

目前我公司生产的双刀架卧式车床均使用了双通道双方式组功。

下面以CK61250X15/125重型卧式车床为例介绍双通道双方式组的构成。

该机床纵向行程为15米，采用两个刀架。

两顶尖间承重125吨。

数控系为西门子840D。

概念
通道：执行插补运动的路径。

不同的通道可以执行不同的插补运动，且各通道间互不影响。

双通道就是指可以同时执行两种不同的插补运动。

方式组：不同的操作方式划分的组。

不同的通道可以执行不同的操作方式。

双方式组就是指在不同的通道内可以同时执行两种不同的操作方式。

对于双刀架卧式车床，需要使用两个通道，方式组可以用一个也可以用两个，即两个刀架可以同时在JOG或AUTO方式加工，也可以一个刀架在JOG 式加工，另一个刀架在AUTO方式加工。

这就是双通道、双方式组的工作方式。

系统配置
1硬件配置（图1）
图1硬件配置框图
双刀架卧式车床是由一个主轴两个刀架组成，所以数控系统需选择双通道双方式组功能。

硬件由一个电源模块I/RF、一个NCU模块、两个双轴驱动块FDD、四个伺服电机、光栅尺、一个主轴模块ANA组成。

PLC采用S7-300，每一刀架都配有一个PCU50、一个OP、一个Mini手持单元、一个机操作板MCP。

左右刀架系统能独立操作，互不影响。

2软件配置
2.1机床数据
通用机床数据的设置
床坐标轴名
D10000 AXCONF＿MACHAX＿NAME＿TAB[0]=X1
D10000 AXCONF＿MACHAX＿NAME＿TAB[1]=Z1
D10000 AXCONF＿MACHAX＿NAME＿TAB[2]=X2
D10000 AXCONF＿MACHAX＿NAME＿TAB[3]=Z2
D10000 AXCONF＿MACHAX＿NAME＿TAB[4]=SP
式组中有效通道
D10010 ASSIGN＿CHAN＿TO＿MODE＿GROUP[0]=1
D10010 ASSIGN＿CHAN＿TO＿MODE＿GROUP[1]=2
通道机床数据的设置
)通道1的设置：
定几何轴到通道轴
D20050 AXCONF＿GEOAX＿ASSIGN＿TAB[0]=1
D20050 AXCONF＿GEOAX＿ASSIGN＿TAB[1]=0
D20050 AXCONF＿GEOAX＿ASSIGN＿TAB[2]=2
道中几何轴名
D20060 AXCONF＿GEOAX＿NAME＿TAB[0]=X
D20060 AXCONF＿GEOAX＿NAME＿TAB[1]=Y
D20060 AXCONF＿GEOAX＿NAME＿TAB[2]=Z
道中有效几何轴号
D20070 AXCONF＿MACHAX＿USED[0]=1
D20070 AXCONF＿MACHAX＿USED[1]=2
D20070 AXCONF＿MACHAX＿USED[2]=5
道中的通道轴名称
D20080 AXCONF＿CHANAX＿NAME＿TAB[0]=X
D20080 AXCONF＿CHANAX＿NAME＿TAB[0]=Z
D20080 AXCONF＿CHANAX＿NAME＿TAB[0]=SP
2）通道2的设置：
定几何轴到通道轴
D20050 AXCONF＿GEOAX＿ASSIGN＿TAB[0]=1
D20050 AXCONF＿GEOAX＿ASSIGN＿TAB[1]=0
D20050 AXCONF＿GEOAX＿ASSIGN＿TAB[2]=2
道中几何轴名
D20060 AXCONF＿GEOAX＿NAME＿TAB[0]=X
D20060 AXCONF＿GEOAX＿NAME＿TAB[1]=Y
D20060 AXCONF＿GEOAX＿NAME＿TAB[2]=Z
道中有效几何轴号
D20070 AXCONF＿MACHAX＿USED[0]=3
D20070 AXCONF＿MACHAX＿USED[1]=4
D20070 AXCONF＿MACHAX＿USED[2]=5
道中的通道轴名称
D20080 AXCONF＿CHANAX＿NAME＿TAB[0]=X
D20080 AXCONF＿CHANAX＿NAME＿TAB[0]=Z
D20080 AXCONF＿CHANAX＿NAME＿TAB[0]=SP
轴数据的设置
定值输出类型
D30130 CTRLOUT＿TYPE=1
际值编码器类型
D30240 ENC＿TYPE=1
机床上所有轴都必须设以上两个参数。

2.2驱动器配置
表1配置驱动器参数后，FDD模块上的红灯灭，这时各轴可以运行。

表1驱动器配置表
由机床数据和驱动器配置可以看出第五轴为主轴，参数设定如下：
转轴/主轴
D30300 IS＿ROT＿AX=1
转轴/主轴模数变化
D30310 ROT＿IS＿MODULO=1
转轴/主轴360度模态显示
D30320 DISPLAY＿IS＿MODULO=1
定主轴到机床轴
D35000 SPIND＿ASSIGN＿TO＿MACHAX=1
2.3S7-300配置
修改OB1
因为两个通道分属于两个方式组，既面板1对应方式组1（通道1）、面板2对应方式组2（通道2），所以在OB1中需要调用2个机床面板FC25左刀架）、FC26（右刀架）如下：
ALL FC 25
AGNo:=B#16#11
hanNo:=B#16#1
pindleIFNo:=B#16#5
edHold:=M1.0
pindleHold:=M1.1
ALL FC 26
AGNo:=B#16#2
hanNo:=B#16#2
pindleIFNo:=B#16#5
edHold:=M1.2
pindleHold:=M1.3
修改OB100
双刀架要连接两个面板，设置OB100中FB1的参数即可激活第二面板。

如下：
ALL FB 1,DB7
CPNum:=2
CP1In:=P#I 100.0
CP1Out:=P#Q 100.0
CP1StatSend:=P#Q 108.0
CP1StatRec:=P#Q 102.0
CP1BusAdr:=7
CP1Timeout:=S5T#700MS
CP1Cycl:=S5T#200MS
CP2In:=P#I 0.0
CP2Out:=P#Q 0.0
CP2StatSend:=P#Q 8.0
CP2StatRec:=P#Q 12.0
CP2BusAdr:=6
CP2Timeout:=S5T#700MS
CP2Cycl:=S5T#200MS
由于NCK/PLC、PCU（MMC）、MCP都是OPI总线上的设备，所以各部件的总线地址不能冲突。

地址设置如表2。

表2总线地址设置表
修改MCP的地址：通过MCP面板后的DIP开关设定。

在完成上述硬件及软件配置后，按压OP上的“CHANNEL”健，就能切换两个通道的状态。

这样就使操作者能随时掌握两个刀架的加工状况，以便操作能对两个刀架的加工及时作出相应的调整。

结束语
双通道双方式组硬件电路设计及软件编程、参数设置简单方便。

双通道双方式组功能非常适合用在双刀架类型的机床上，数控机床在充分利用840D 通道双方式组功能后不但在操作上更加方便，同时也大大提高了卧式车床的加工效率。

考文献：
]SINUMERIK 840D Function Manual.
]SINUMERIK & SIMODRIVE Automation Sysetms for machine Tools Catalog NC 60.2006.
]SINUMERIK 840D 配置手册[Z].。