1 具備雙系統功能的數控系統硬件配置及功能

　　1.1 M70CNC具備的雙系統功能

　　某機床廠一臺進口車床，單主軸，雙刀塔，原控制系統損壞后已經找不到原廠家修理和更換，只有更換新控制系統。筆者經過綜合分析，決定為其配置三菱M70A數控系統。因為M70A的車床系統具備雙系統功能。(三菱常規的M70A CNC只有選擇車床系統時才具備雙系統功能)

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

　　MTOCNC可以實現4軸聯動功能，即使單系統工作，也能夠控制4軸做輪廓加工，可以滿足產品加工的要求。

　　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M70A 1　　b.輸入輸出單元DX350 1　　c.輸入輸出單元DXll0 1　　d.伺服驅動器MDS-D-V2-8080 2　　e.主軸伺服驅動器MDS-D-SPl60 1　　f.伺服電機HF204 4　　g.主軸伺服電機SJ-Vll 1　　h.電源單元MDS-D-CVll0 1

　　操作面板必須特別制作，以適應雙刀塔控制的特殊要求。

2 系統的連接和相關參數的設置

　　2.1 雙系統各軸的連接

　　M70系統：連接伺服和主軸的光纜通道有1個，最多可連接16個軸。設置時軸號從第1軸開始依次設置為0，1，2，3，4，...，F，在本工程中，只有4伺服軸和1主軸，其連接如圖1所示，軸號設置為0，1，2，3，4。

圖1 伺服系統的連接和軸號設置

　　2.2 系統連接和軸號設置出現過的問題

　　如果使用三菱C64 CNC系統，在有11軸的雙系統設置中，出現過下列情況：

　　a．調試時只用“SRVl通道”連接，驅動器軸號依次設為“0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11”，結果上電后自檢未能通過，驅動器的LED上顯示故障“11”；

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

　　c．將系統1的6個軸依次設定為“0，1，2，3，4，5”，系統2的5個軸依次設定為“0，1，2，3，4”，分別連接于“SRVl”和“SRV2”口，仍然是系統l自檢完成，系統2自檢未能通過，驅動器的LED上顯示故障“11”；

　　d．在“SRVl”通道連接8個軸，軸號依次設定為“0，1，2，3，4，5，6，7”在“SRV2”口連接3個軸，軸號依次設定為“0，l，2”，按此沒定和連接，系統l和系統2全部自檢通過。

　　三菱C64系統的2個通道“SRVl”、“SRV2”，每個通道必須接滿8個軸，而且軸號設定不能超過“7”。以上的故障報警是未能滿足上述規定而產生的。

　　2.3 開機后有關雙系統參數的設定

　　在本車床系統中為了啟動和使用“雙系統功能”，必須對有關的雙系統參數進行設置，有關參數如下：　　a．#1007選擇NC系統　　選擇NC系統的類型：　　0：加工中心系統(M系列)；　　1：車床系列(L系列)；　　在選擇雙系統工作時，必須使#1007=1　　b．#1001設定=1對應的系統生效；　　c．#1002設定每一系統的軸數，每一系統可沒定8個軸；　　d．#1013設定系統內各軸名稱；　　e．#1093在多系統中，指定系統之間的等待方式。

　　本參數的含義是：如果在“等待指令代碼”的單節程序存在移動指令時，例如：　　M100 G01)(500 F3000(M100為等待指令代碼)　　設定“等待指令”的執行時間段。　　#1093=0先執行等待M100，后執行移動指令“C01 X500 F3000”　　#1093=1先執行移動指令“G01Ⅺ00 F3000”，后執行等待M100；　　f．#l 169本參數用于設定各系統的名稱。　　以英文字母或數字的組合進行設定，不超過4個字符；　　g．#1279多系統之間的等待方式選擇。　　#1279=O：本系統處于自動模式，而另一系統處于“非自動運行”模式時，本系統的“等待指令”不生效(被跳過)，直接運行下一單節程序；　　h．#1285 bitO　　0：新編制加工程序時，程序號為所選系統的程序編號。　　1：新編制加工程序時，將無條件生成所有系統的程序編號。

3 與雙系統功能相關的PLC程序

　　3.1 雙系統的PLC梯形圖編制要點

　　具有雙系統功能的M70車床的PLC梯形圖編制和單系統的PLC梯形圖編制有所不同，其要點如下：

　　a．每一系統都有其單獨的工作模式選擇接口(JOG、自動、手輪、回零、MDI、手動定位)，編制程序時可用一個選擇開關同時選定；

　　b．進給倍率，快進倍率，手動定位數據也需根據每一系統單獨設定。在操作面板上可使廂同一開關。也可使用不同的開關；

　　c．必須注意，為安全起見，至少在調試階段，在面板上的每一系統的“自動啟動”和“自動暫停”開關需分別設置，如果用同一開關，則兩個系統中被調用的程序會同時啟動，可能造成危險。

　　圖2是相關的PLC程序。

圖2雙系統中的PLC程序

　　在實際調試過程中，常遇到某些功能不起作用，經檢查多數足PLC程序中沒有驅動兩系統的相關功能。

4 雙系統功能在車床上的有關應用

　　4.1 平衡切削

　　改造后的機床經常用于加工細長軸工件，因此要求數控系統必須具備相關的細長軸加工功能，其中一個功能就是“平衡切削”。

　　使用車床對細長工件進行加工時，如果工件長度過大會產生撓曲，難以實現高精度的加工。雙刀塔車床可以在工件的兩側同時進行同期加工(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。G14是平衡切削指令關閉。

　　G15平衡切削指令的實質是：在系統1加工程序有G代碼指令出現后，必須等待系統2加工程序有相同的G代碼指令出現，系統1程序和系統2程序才同時啟動運行。

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

圖3平衡切削

　　G15平衡切削指令可簡稱為“雙系統同G碼指令同時啟動”。

　　必須注意：

　　a．G15指令只是“雙系統相同G代碼指令同時啟動”啟動之后，各自程序的移動量和速度可以各不相同，為了保證同期運行，應該使相同的程序段的移動量和速度相同；

　　b．在G15和G14之間，相同G代碼指令程序段必須“數鼉相同，順序相同”，否則會出現報警。平衡切削功能是一種特殊的雙系統等待和同時啟動功能。

　　4.2 雙系統中的“程序互相等待”運行

　　4.2.1 系統之間的“等待指令”M等待碼

　　G15指令只解決了雙系統間平衡切削的問題。為了使雙系統之間的程序配合更具柔性，M70CNC還具備雙系統程序間的等待配合功能，在系統1和系統2程序之間用M代碼作為等待標志，在系統1和系統2程序之間都出現相同的M代碼時，系統1和系統2程序才同時啟動運行。圖4是雙系統之間利用M代碼實現程序之問的等待配合的示意圖。

　　a．在系統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2加工程序中的M100出現后才啟動；　　b．在系統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2加工程序中的M102出現后才啟動。

　　4.2.2 相關參數

　　M代碼能否作為等待碼使用就取決于參數#l 130、薦1131的設置。　　#1310最小M代碼。#1310=0 M代碼等待功能無效；　　#1311最大M代碼。#1311=0 M代碼等待功能無效；　　#1310、#1311任一為0，M代碼等待功能無效；　　如果#1310>#131 1，M代碼等待功能無效。

　　4.2.3使用M代碼必須注意

　　a．M代碼必須單獨寫一行；　　b．系統1使用某一M碼時，系統2使用不同的M碼則會產生報警，兩系統停止運行，反之亦然；　　c．如果系統1執行自動運行，而系統2處于非自動狀態，則系統1加工程序中的等待碼M無效，程序跳過該M代碼執行下一段，反之亦然；　　d．如果同一行程序段中，有多個M碼指令，則以M碼調用宏程序，M指令同期攻絲，等待M代碼，一般M碼為順序編制。

　5 結束語

　　應用M70A的雙系統功能，完成了進口機床的改造。而且功能比改造前有所增強，特別是平衡切削功能的應用，使細長軸的加工精度大大提高。已運行一年，效果很好。