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OMAT公司ACM作為西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的重要選件,可以提供多種版本形式,外裝式ACM裝置、純軟件集成式ACM、PC卡軟硬件混合式ACM和單元軟硬件混合式ACM。其中,*種軟硬件均做在ACM裝置中,外部接線多,但不受數(shù)控系統(tǒng)和主軸驅(qū)動器的限制,主要針對老系統(tǒng)和不能安裝集成ACM系統(tǒng)的機床用。第2、第3種是軟件為主的ACM系統(tǒng),極少或無外部接線,但是受非出口型數(shù)控系統(tǒng)限制,要求系統(tǒng)軟件版本高,目前在出口到國內(nèi)的840D系統(tǒng)中難以實現(xiàn)。因此我們在與OMAT公司合作中選用了第4種版本的ACM系統(tǒng)。
單元軟硬件混合式ACM系統(tǒng)工作原理
·ACM控制單元:數(shù)字量輸出至840D系統(tǒng)的NCU,模擬量輸入信號來自OMAT功率傳感器模塊。ACM測量采集的主軸功率信號通過SINUMERIK RS232 串口與CNC的PC部分通訊。
·ACM實時控制軟件:集成在ACM控制單元的微處理器中。
·ACM用戶畫面接口:Windows用戶圖形界面用于配置和監(jiān)控自適應控制過程。
ACM是一個實時自適應控制系統(tǒng),實時采樣機床主軸負載變化,據(jù)此自動調(diào)節(jié)機床進給率至*值。并且時實監(jiān)視記錄主軸切削負載、進給率變化,刀具磨損量等加工參數(shù),并輸出圖形、數(shù)據(jù)至Windows用戶圖形界面。這些數(shù)據(jù)還可以存儲在硬盤供以后查閱存檔。
安裝與調(diào)試
1.硬件安裝
原理圖見圖2所示,主軸功率經(jīng)OMAT LA55-P型電流互感器測量,功率轉(zhuǎn)換器放大后,由9芯插頭輸入至ACM控制單元;進給修調(diào)數(shù)字量信號輸入至PLC輸入模塊;ACM控制單元與PCU50(用戶操作接口)由RS232串口通信連接。此外還有以下控制信號:ACM激活后給PLC的輸入信號;ACM出現(xiàn)故障進給保持信號;以及PLC報警使ACM產(chǎn)生復位的ACM RESET信號。
2.PLC軟件編程
(1)下載OMAT標準PLC控制程序FB30并在OB1中調(diào)用:
CALL FB30 “OMAT_CYCLIC FB”
ACMFEEDOUT := IB40 //來自ACM的進給修調(diào)信號
ACMFEEDOUT := I40.6 //來自ACM的報警進給保持信號
ACMFEEDOUT := I40.7 //來自ACM的激活信號
ACMFEEDOUT := T10 //來自ACM的激活延時信號
?。?)局部修改西門子標準MCP(機床控制面板)管理子程序FC19:
U DB50.DBX11.0 "OMAT_CYCLIC FB_IDB". ACMALARMOUT //PLC報警信號
R≠#MST_Inp23 [ 0 > "NC_STOP" //使NC停止
?。?)編程NC報警文本程序(程序略)
(4)修改機床參數(shù):MD12030 OVER_FACTOR_FEEDRATE[23>=1.3
MD12030 OVER_FACTOR_FEEDRATE[24>=1.4
MD12030 OVER_FACTOR_FEEDRATE[25>=1.5
3.ACM用戶圖形界面PC軟件安裝
?。?)在F:>\OEM下創(chuàng)建OPMS新目錄
?。?)將OMAT軟盤上的下列文件拷入新建目錄F:>\OEM\OPMS
·OPMS.MDI ·OPMS.ZUS
(3)將文件025_GR.DLL和025_UK.DLL拷貝到F:>\OEM\LANGUAGE;
打開文件RE_GR.INI和RE_UK.INI插入語句:HSKT=“OMATIVE ACM”
?。?)打開F:>\OEM下的文件REGIE.INI插入語句:
TASK=NAME:=OPMS,TimeOut=6000
?。?)拷貝OPMS.INI到F:>\OEM;拷貝OPMS.EXE到F:>\HMI_ADV
(6)安裝結(jié)束后重新啟動西門子HMI。
運行OMAT ACM系統(tǒng)
ACM PC軟件安裝完畢,在西門子840D系統(tǒng)主菜單增加名為OMAT ACM的軟鍵,按此鍵進入ACM主畫面(見圖3)主畫面顯示下列信息。ACM運行方式,3種方式選其中之一。狀態(tài)監(jiān)視,過載、運行、主軸、在線/離線等狀態(tài)。主軸功率和進給率是實時變化曲線及數(shù)值。當前運行值,參考編號、零件編號、開始加工時間、運行耗時、切削工件耗時、節(jié)約用時(%)、zui小進給率(%)、zui大進給率(%)、當前修調(diào)值(%)。
ACM工作模式:
ACM啟動/停止方式:通過NC程序H功能自動或者手動啟動/停止運行。
切削參數(shù)輸入方式:切削參數(shù)如,刀具類型、齒數(shù)、工件材料、切削量(深度)和速度可以手動(Preset)或者在學習(Learn)方式自動記錄切削參數(shù),然后在學習后(by learn)方式按照記錄參數(shù),監(jiān)控機床運行。
ACM運行方式:
進給控制方式:ACM連續(xù)測量主軸負載并且實時自動調(diào)節(jié)進給率,出現(xiàn)過載則發(fā)出報警停止機床。
監(jiān)控方式:ACM連續(xù)測量主軸負載但不調(diào)節(jié)進給率,有兩種監(jiān)控模式供選擇—zui大負載監(jiān)控或負載允差監(jiān)控。
事件記錄方式:在此方式ACM只是將動態(tài)切削數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)存儲器中,不做輸出處理。
OMAT ACM的特色和效果
傳統(tǒng)金屬加工刀具斷裂不可檢測和控制、刀具磨損靠手動監(jiān)視、效率低,而OMAT ACM系統(tǒng)的自適應控制技術(shù)對傳統(tǒng)加工技術(shù)提出了挑戰(zhàn),優(yōu)化了金屬切削CNC加工過程,提高了加工效率。典型應用統(tǒng)計:輪廓銑削省時約38%;銑槽省時約34%;3D銑面省時約37%;鉆孔省時約28%。并且具有下列保護功能:銑刀斷裂保護(報警并停機防止工件及后續(xù)刀具損壞);深孔鉆刀具斷裂保護(報警并停機);刀具磨損監(jiān)控(數(shù)字顯示磨損量);主軸過載保護(報警或停機)。
正是由于OMAT ACM*的自適應控制技術(shù),*的實用性,國外許多公司如Siemens AG、 Turbinenwerke、 Chevron Aerospace、Boeing、General Electric、Mitsubishi Motors, Toshiba GE 和Toyota Motors等公司都已大量使用,取得了明顯的效果。
單元軟硬件混合式ACM系統(tǒng)工作原理
·ACM控制單元:數(shù)字量輸出至840D系統(tǒng)的NCU,模擬量輸入信號來自OMAT功率傳感器模塊。ACM測量采集的主軸功率信號通過SINUMERIK RS232 串口與CNC的PC部分通訊。
·ACM實時控制軟件:集成在ACM控制單元的微處理器中。
·ACM用戶畫面接口:Windows用戶圖形界面用于配置和監(jiān)控自適應控制過程。
ACM是一個實時自適應控制系統(tǒng),實時采樣機床主軸負載變化,據(jù)此自動調(diào)節(jié)機床進給率至*值。并且時實監(jiān)視記錄主軸切削負載、進給率變化,刀具磨損量等加工參數(shù),并輸出圖形、數(shù)據(jù)至Windows用戶圖形界面。這些數(shù)據(jù)還可以存儲在硬盤供以后查閱存檔。
安裝與調(diào)試
1.硬件安裝
原理圖見圖2所示,主軸功率經(jīng)OMAT LA55-P型電流互感器測量,功率轉(zhuǎn)換器放大后,由9芯插頭輸入至ACM控制單元;進給修調(diào)數(shù)字量信號輸入至PLC輸入模塊;ACM控制單元與PCU50(用戶操作接口)由RS232串口通信連接。此外還有以下控制信號:ACM激活后給PLC的輸入信號;ACM出現(xiàn)故障進給保持信號;以及PLC報警使ACM產(chǎn)生復位的ACM RESET信號。
2.PLC軟件編程
(1)下載OMAT標準PLC控制程序FB30并在OB1中調(diào)用:
CALL FB30 “OMAT_CYCLIC FB”
ACMFEEDOUT := IB40 //來自ACM的進給修調(diào)信號
ACMFEEDOUT := I40.6 //來自ACM的報警進給保持信號
ACMFEEDOUT := I40.7 //來自ACM的激活信號
ACMFEEDOUT := T10 //來自ACM的激活延時信號
?。?)局部修改西門子標準MCP(機床控制面板)管理子程序FC19:
U DB50.DBX11.0 "OMAT_CYCLIC FB_IDB". ACMALARMOUT //PLC報警信號
R≠#MST_Inp23 [ 0 > "NC_STOP" //使NC停止
?。?)編程NC報警文本程序(程序略)
(4)修改機床參數(shù):MD12030 OVER_FACTOR_FEEDRATE[23>=1.3
MD12030 OVER_FACTOR_FEEDRATE[24>=1.4
MD12030 OVER_FACTOR_FEEDRATE[25>=1.5
3.ACM用戶圖形界面PC軟件安裝
?。?)在F:>\OEM下創(chuàng)建OPMS新目錄
?。?)將OMAT軟盤上的下列文件拷入新建目錄F:>\OEM\OPMS
·OPMS.MDI ·OPMS.ZUS
(3)將文件025_GR.DLL和025_UK.DLL拷貝到F:>\OEM\LANGUAGE;
打開文件RE_GR.INI和RE_UK.INI插入語句:HSKT=“OMATIVE ACM”
?。?)打開F:>\OEM下的文件REGIE.INI插入語句:
TASK=NAME:=OPMS,TimeOut=6000
?。?)拷貝OPMS.INI到F:>\OEM;拷貝OPMS.EXE到F:>\HMI_ADV
(6)安裝結(jié)束后重新啟動西門子HMI。
運行OMAT ACM系統(tǒng)
ACM PC軟件安裝完畢,在西門子840D系統(tǒng)主菜單增加名為OMAT ACM的軟鍵,按此鍵進入ACM主畫面(見圖3)主畫面顯示下列信息。ACM運行方式,3種方式選其中之一。狀態(tài)監(jiān)視,過載、運行、主軸、在線/離線等狀態(tài)。主軸功率和進給率是實時變化曲線及數(shù)值。當前運行值,參考編號、零件編號、開始加工時間、運行耗時、切削工件耗時、節(jié)約用時(%)、zui小進給率(%)、zui大進給率(%)、當前修調(diào)值(%)。
ACM工作模式:
ACM啟動/停止方式:通過NC程序H功能自動或者手動啟動/停止運行。
切削參數(shù)輸入方式:切削參數(shù)如,刀具類型、齒數(shù)、工件材料、切削量(深度)和速度可以手動(Preset)或者在學習(Learn)方式自動記錄切削參數(shù),然后在學習后(by learn)方式按照記錄參數(shù),監(jiān)控機床運行。
ACM運行方式:
進給控制方式:ACM連續(xù)測量主軸負載并且實時自動調(diào)節(jié)進給率,出現(xiàn)過載則發(fā)出報警停止機床。
監(jiān)控方式:ACM連續(xù)測量主軸負載但不調(diào)節(jié)進給率,有兩種監(jiān)控模式供選擇—zui大負載監(jiān)控或負載允差監(jiān)控。
事件記錄方式:在此方式ACM只是將動態(tài)切削數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)存儲器中,不做輸出處理。
OMAT ACM的特色和效果
傳統(tǒng)金屬加工刀具斷裂不可檢測和控制、刀具磨損靠手動監(jiān)視、效率低,而OMAT ACM系統(tǒng)的自適應控制技術(shù)對傳統(tǒng)加工技術(shù)提出了挑戰(zhàn),優(yōu)化了金屬切削CNC加工過程,提高了加工效率。典型應用統(tǒng)計:輪廓銑削省時約38%;銑槽省時約34%;3D銑面省時約37%;鉆孔省時約28%。并且具有下列保護功能:銑刀斷裂保護(報警并停機防止工件及后續(xù)刀具損壞);深孔鉆刀具斷裂保護(報警并停機);刀具磨損監(jiān)控(數(shù)字顯示磨損量);主軸過載保護(報警或停機)。
正是由于OMAT ACM*的自適應控制技術(shù),*的實用性,國外許多公司如Siemens AG、 Turbinenwerke、 Chevron Aerospace、Boeing、General Electric、Mitsubishi Motors, Toshiba GE 和Toyota Motors等公司都已大量使用,取得了明顯的效果。
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2025第十一屆中國國際機電產(chǎn)品交易會 暨先進制造業(yè)博覽會
展會城市:合肥市展會時間:2025-09-20