浅析CIH9接箍车丝机刀台控制系统

黎文淼　朱丰光　李洪滨

摘 要：介绍了刀台控制系统的特点和组成，简述了其不同的运行模式，分析了其工作原理及故障处理办法。通过文章的分析，希望能够对相关工作起到借鉴意义。

关键词：接箍车丝机；刀台；DDC4控制器

前言

CIH9接箍车丝机是于2006年从西班牙引进的数控机床，专门用于加工连接无缝钢管的接箍。该设备一个明显的特点就是有一个复杂而且精密的刀台单元，而控制刀台运转的系统由控制器、伺服电机、编码器及电磁阀等组成，并且由FANUC数控系统发出指令控制其运行。通过对该控制系统的分析，可以掌握其基本原理，为今后刀台单元的维修和改造提供便利。

1 控制系统的硬件组成

该控制系统主要由刀台控制器、刀台电机、内置编码器、电磁阀和接近开关等组成。

刀台控制器采用的是意大利DUPLOMATIC公司生产的DDC4控制器，该控制器能驱动刀台电机旋转和定位，在车丝机上使用具有安装简易、功能强大的特点，还能通过RS232与电脑连接实现远程控制和诊断，其特性主要有：

（1）自动寻找最佳路径；（2）外部选择运转方向；（3）自动寻找参考点；（4）对位置代码进行奇偶检验；（5）高级诊断功能；（6）可选2种位置范围；（7）可选不同转动惯量；（8）维修时可降速运行；（9）可通过CNC或PC进行“安全”设定。

DDC4控制器有多组不同的输入/输出信号，对应着不同的功能，主要包括有：

a.输出到CNC的信号：

LOCKED：刀台锁紧

INDEXD：刀台到位（用于启动轴运行）

ALBIT1，ALBIT2，ALBIT4：报警代码

ALPOS1，ALPOS2，ALPOS4，ALPOS8，ALPOS16：次报警代码

b.输出到电磁阀的信号：

EVLOCK：锁紧阀

EVULCK：解锁阀

c.从CNC来的输入信号：

PBIT01，PBIT02，PBIT04，PBIT08，（PBIT16）：位置代码

PARITY： 对位置代码进行奇偶检验

PSTART：启动刀台循环

MODE01，MODE02，MODE03：选择运行模式

SPDSEL：选择标准/维修速度

d.从刀台来的输入信号：

LOCKSW：刀台锁紧接近开关

ULCKSW：刀台解锁接近开关（刀台允许运转）

ZEROSW：刀台参考点接近开关（HOME点）

MOTOVL：电机温度检测开关（常闭点）

INPUT1：备用

INPUT2：备用

e.设定组态的输入信号：

PTAB01，PTAB02：设定8/12个位置

PTAB03：设定低/高转动惯量

2 控制系统的运行模式

该系统通过CNC输出给控制器上MODE01，MODE02和MODE03的信号不同来选择不同的运行模式，这三个信号由CNC的输出点Y3.5，Y3.6和Y3.7相对应来控制，该系统可选的模式有多种，具体如下所示。

2.1 0#运行模式：急停/复位模式

MODE01，MODE02和MODE03的信号为000时选择该模式，这种运行模式有两个作用，一是停止刀台的所有动作（急停），另一个是消除掉现有的所有报警（复位）。选定时间超过30ms后，该模式才能被控制器读取。选定或退出运行模式时不需要进行复位，但是，从一个运行模式转到另一个运行模式时可能会检测到一个短暂的急停信号。当从0#运行模式转换到其它运行模式时，报警将会清除，而且必须等待800ms后才能启动PSTART信号。

2.2 1、2、3#运行模式：自动模式

MODE01，MODE02和MODE03的信号为100、010、110时分别对应选择1、2、3#运行模式，这三种运行模式一般用于驱动刀台旋转，只有在选定好所需的位置代码并且给出启动信号后，刀台才会自动旋转到位，具体过程如下：

（1）清除所有的报警；（2）通过MODE01，MODE02和MODE03选定自动模式；（3）选定位置代码，可通过手册选定查找；（4）在5s内启动PSTART信号（该信号保持ON状态不少于30ms），使刀台旋转。

2.3 4#运行模式：点动模式

MODE01，MODE02和MODE03的信号为001时选择该模式，在该模式下，刀台将按照选定的方向旋转一个位置，具体过程如下：

（1）清除所有的报警；（2）通过MODE01，MODE02和MODE03选定点动模式；（3）选定旋转方向（当PBIT01，PBIT02信号为10时，选择顺时针方向旋转；当PBIT01，PBIT02信号为01时，选择逆时针方向旋转）；（4）在5s内启动PSTART信号（该信号保持ON状态不少于30ms），使刀台旋转。

2.4 5#运行模式：服務模式

MODE01，MODE02和MODE03的信号为101时选择该模式，在该模式下，刀台可以执行单个的指令，比如解锁指令、旋转指令、锁紧指令等，具体过程如下：

（1）清除所有的报警；（2）通过MODE01，MODE02和MODE03选定服务模式；（3）选定需要执行的指令（当PBIT01，PBIT02，PBIT04，PBIT08，PARITY信号为00100时，执行刀台锁紧命令；当该组信号为00010时，执行刀台解锁命令；当该组信号为10001时，执行刀台顺时针旋转一位命令；当该组信号为01001时，执行刀台逆时针旋转一位命令；当该组信号为10000时，执行刀台顺时针持续旋转命令；当该组信号为01000时，执行刀台逆时针持续旋转命令）；（4）在5s内启动PSTART信号（该信号保持ON状态不少于30ms），使刀台执行相应的指令。

2.5 7#运行模式：安全模式

MODE01，MODE02和MODE03的信号为111时选择该模式，在该模式下，刀台的标准动作将会改变，即使刀台存在某些故障，刀台也能运转，具体过程如下：

（1）清除所有的报警；（2）通过MODE01，MODE02和MODE03选定安全模式；（3）选定需要执行的指令（当PBIT01，PBIT02，PBIT04，PBIT08，PARITY信号为10001时，回参考点；当该组信号为01001时，解锁接近开关无效；当该组信号为11000时，锁紧接近开关无效；当该组信号为00101时，设定当前位置为1号刀位，并且使参考点接近开关无效；当该组信号为10100时，刀台速度降低30%；当该组信号为01100时，电机内温度检测开关无效；当该组信号为11101时，强制最近一次报警的次报警代码输出为ON或OFF；当该组信号为00011时，强制为串行输出模式；当该组信号为10010时，强制状态输出点为ON或OFF；当该组信号为01010时，进行自动测试功能；当该组信号为11110时，复位到标准功能）；（4）启动PSTART两次（间隔大约50ms）来激活所需的指令。

3 系统的故障诊断

该控制系统能持续不断地进行自我诊断并且显示报警状态，报警信息由两位代码组成。主代码通过ALBIT1，ALBIT2，ALBIT4输出确定，可通过CNC的输入点X9.0，X9.1，X9.2查看，次代码通过ALPOSXX输出确定，可通过CNC的输入点X9.3～X9.7查看，通过这两位代码组成的报警号查找手册就可确定具体的故障点。

4 结束语

该刀台控制系统设计复杂，维修较为困难，技术人员在使用的过程中不断学习、分析，总结出了它的工作原理和运行特点，这为日常故障处理以及程序的完善带来了便利，设备的运行效率也得到了很大的提高。