企業(yè)數控設備DNC系統的實(shí)施與應用

4.2 數控設備數據采集的選擇條件和方法


數控機床的加工數據信息有很多種，比如設備報警信息、主軸轉速信號、機床啟動(dòng)信號、冷卻運行信號等等，在這些信號中，我們選擇設備報警信息信號和操作者實(shí)際加工零件狀態(tài)的信號進(jìn)行具體操作。

現場(chǎng)的數控機床有很多種，所采用的數控系統也不統一，例如西門(mén)子系統、FANUC系統、NUM系統等，在這些機床及數控系統中，這些信號都具備提供給MES軟件的條件，但通過(guò)分析比較可以發(fā)現，有些信號比如液壓、潤滑、冷卻信號在有些特殊零件的加工中無(wú)法采集；還有主軸轉速信號，在某些非加工狀態(tài)時(shí)也有可能轉動(dòng)，所以也不能使用。只有設備報警信息信號和加工循環(huán)啟動(dòng)信號在各個(gè)機床及系統上都是必備的功能，也符合數據采集的選擇條件，所以決定采用設備報警信息信號和加工循環(huán)啟動(dòng)信號提供給MES軟件。

設備報警信息信號的采集是從機床I/O口取24V信號，提供給串口服務(wù)器，通過(guò)網(wǎng)口送給局域網(wǎng)交換機，經(jīng)過(guò)DNC服務(wù)器傳給聯(lián)網(wǎng)的計算機。操作者實(shí)際加工零件狀態(tài)的信號，應首先采集數控機床循環(huán)啟動(dòng)加工零件的開(kāi)始信號，其次采集數控機床循環(huán)啟動(dòng)加工零件的結束信號，這樣MES軟件才能計算出加工時(shí)間。舉例說(shuō)明機床加工時(shí)間信號的采集過(guò)程，以西門(mén)子840D系統來(lái)說(shuō)明這個(gè)信號的確認方法，對于SIEMENS840D系統來(lái)說(shuō)，在加工時(shí)需要按“循環(huán)啟動(dòng)”（NC Start）鍵啟動(dòng)加工程序，結束時(shí)按“循環(huán)停止”（NC Stop）鍵停止當前的執行程序，這兩個(gè)信號在西門(mén)子系統中都是脈沖信號，控制面板與系統采用MPI總線(xiàn)通信，無(wú)法滿(mǎn)足DNC數據采集器的工作要求條件。但西門(mén)子標準面板上按鍵“NCStart”下面對應著(zhù)一個(gè)指示燈，按鍵“NCStart”按下時(shí)指示燈亮，表示加工程序開(kāi)始運行，并且常亮直至“NC Stop”被按下，燈熄滅，表示加工結束，可以直接取這個(gè)信號狀態(tài)來(lái)給數據采集器使用。數據采集器需要24V狀態(tài)，這可以通過(guò)西門(mén)子PLC發(fā)出此信號，方法是通過(guò)梯形圖編程提取“NC Start”燈的信號，再通過(guò)PLC模塊供給數據采集器24V信號。

4.3 數控設備數據采集信號的處理方案

對數控機床加工時(shí)間信號處理，西門(mén)子標準操作面板的按鍵與指示燈接口地址號都有固定的，利于系統NCK與PLC S7-300通訊，參照西門(mén)子系統手冊可以查到對應的地址，下面以銑床版來(lái)說(shuō)明控制信號的編程方法。

首先查閱西門(mén)子（銑床版）機床控制面板接口信號表（如圖3），找到我們需要的信號“NC Start”即循環(huán)啟動(dòng)指示燈的地址為：字節QB n+1,位5,n由各個(gè)機床按實(shí)際編寫(xiě)的PLC程序確定，各個(gè)機床都不相同，以一臺五坐標加工中心為例，參照這臺機床的原始PLC程序可以確定n為0,則“NC Start”燈的輸出信號地址為Q1.5,在S7-300上需要找到一個(gè)輸出空位地址，比如為Q70.1,則可以在機床的原PLC程序上加上一段語(yǔ)句：

A Q1.5

=Q70.1

這樣就可以實(shí)現在P L C 模塊上地址Q(chēng)70.1輸出24V信號，使用西門(mén)子Step7軟件修改梯圖。數控機床的梯形圖包括很多功能塊，在允許的功能塊加上加一段語(yǔ)句即可實(shí)現24V信號的輸出，比如此數控機床可寫(xiě)在FC103功能塊里。此外在程序上還可以加上更為準確的一些約束條件，例如主軸啟動(dòng)信號（Q3.2）等，程序就可以寫(xiě)為：

A Q1.5

A Q3.2

=Q70.1

這樣能使監控的零件加工時(shí)間信號更為準確。

對數控機床報警停機信號的處理，同樣在S7-300上找到一個(gè)輸出空位地址，選定空位地址Q(chēng)70.2,數控機床報警燈PLC地址Q(chēng)1.0,程序就可以寫(xiě)為：

A Q1.0

=Q70.2

同樣使用西門(mén)子Step7軟件對梯圖進(jìn)行修改處理。將在西門(mén)子840D數控系統的PLC程序重新改寫(xiě)完成后，上傳到數控系統里，并進(jìn)行正確的電氣聯(lián)接，就可以進(jìn)行零件的加工狀態(tài)和機床報警停機在線(xiàn)實(shí)時(shí)監控。