位置开关在双中心架动作控制上的应用

辛凤

(大连机床集团有限责任公司，辽宁 大连116620)

滚珠丝杠数控硬车机床是用于加工热处理之后丝杠的专用机床，此机床在滚珠丝杠的加工过程中，以车削工艺替代磨削工艺，大大提高了生产效率。为了保证加工滚珠丝杠的精度，在加工过程中不易变形，选用双液压中心架作为数控车床加工细长工件的重要支撑附件。双液压中心架是指安装在一个支架上，既能与刀塔同步运动，减少加工时的振动;又能单独张开闭合不干涉刀具的移动特征。

中心架的运动由伺服电动机来控制，简称为W轴，将对应于床尾侧的中心架定义为右中心架，对应于床头侧的中心架定义为左中心架。刚开始切削时，左中心架闭合，右中心架张开，当刀具沿Z 轴切削进给到两个中心架中间的某个位置时，右中心架闭合，此时刀具继续切削进给，中心架W 轴随Z 轴同时运动;当刀具切削到末端某一位置时，左中心架先独自张开，此时刀具继续切削进给，中心架W 轴停止运动。当刀具切削进给停止时，右中心架才张开，刀具退回，W 轴和Z 轴向后退。

两个中心架的闭合和张开由两个液压电磁阀失电和得电来控制，手动时可由操纵面板上的按钮来操作，自动时由M 代码来控制它们的闭合和张开。由于螺纹切削是个连续的过程，所以切削过程中，无法在加工程序中编辑M 代号使右中心架在切削过程中后闭合，左中心架在切削中先张开，因此在PMC 中使用“位置开关”功能来实现这两个动作。位置开关是控制轴的机械坐标值处在由参数所指定的范围内时输出信号的一种功能;通过参数指定任意的控制轴，指定输出位置开关信号的机械坐标的动作范围。该功能输出的信号，在PLC 程序中控制左右中心架闭合或张开的液压电磁阀。根据动作要求，此机床使用两个位置开关就能实现。具体参数如下:

N06919:第10 位置开关功能的控制轴

N06920:第11 位置开关功能的控制轴

N06939:第10 位置开关动作范围的最大值

N06940:第11 位置开关动作范围的最大值

N06959:第10 位置开关动作范围的最小值

N06960:第11 位置开关动作范围的最小值

表1 中心架控制主要接点定义

由于刀具切削移动是Z 轴，所以将N06919、N06920 设为2，N06939、N06959 的值是右中心架闭合的动作范围，N06940、N06960 的值是左中心架张开的动作范围，它们的具体值根据加工工件的长度，结合动作范围值相对于机械零点来设置的。当刀具移动到N06939 和N06959 所赋值的区域时，位置开关信号F71.1 被置“1”，则右中心架闭合;当刀具移动到N06940 和N06960 所赋值的区域时，位置开关信号F71.2 被置“1”，则左中心架张开。具体请见主要接点定义表1 和图2 所示的PMC 程序控制图。

双中心架的随行支撑，平衡了细长轴加工的切削力，保证了不崩刀。利用“位置开关信号”控制双中心架在切削循环中的张合，既保障工件要求加工的长度，又能实现编程中无法实现的动作。位置开关信号最多可以输出16 点，这有利于机床动作复杂性的实现，并且操作起来方便，也可以简化工件的加工程序，提高了生产效率。双液压中心架的动作要求，还可以用PMC中的“位置信号输出”功能指令来实现，但其控制数据地址设置在PMC 中的D 参数中，操作起来不方便。

［1］FANUC Series Oi –MODEL D 连接说明书(功能篇)［Z］.

［2］ING－FANUC PMC 梯形图语言 编程说明书［Z］.

［3］FANUC Series Oi –MODEL D 车床系统 用户手册［Z］.