扭矩电机在接箍车丝机旋转刀塔中的应用

2013年 9月第41卷 第 17期机床与液压MACHINE TOOL& HYDRAULICSSep．2013VoI．41 No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．17．036扭矩电机在接箍车丝机旋转刀塔中的应用黄明，李振，张川果，邱立明，张振江(烟台宝钢钢管有限责任公司设备部，山东烟台265500)摘要 ：西门子 840D或者 840D—sl数控系统应用中，有关交流永磁同步电机回参考点的技术非常成熟 ，然而有关扭矩电机回参考点的资料很少见。通过阐述扭矩电机在接箍车丝机旋转刀塔 中的应用，介绍一种扭矩电机 回参考点的调整方法。

关键词：参考点 ；旋转刀塔；西门子数控系统 ；扭矩电机中图分类号 ：TH一39 文献标识码：B 文章编号 ：1001—3881(2013)17—127—2Application of Torque M otor in the Rotating Turret of Coupling Threading M achineHUANG Ming，LI Zhen，ZHANG Chuanguo，QIU Liming，ZHANG Zhenjiang(Equipment Department，Yantai Baosteel Steel Pipe Co．，Ltd．，Yantai Shandong 265500，China)Abstract：In the applications of Siemens 840D or 840D
—
sl NC system，the technology about AC permanent magnet synchronousmotor back to reference point is very mature．However，the information about torque motor back to reference point is almost rare．Theapplication of the torque motor in coupling threading machine rotating turet was described．A adjustment method about torque motorback to the reference point was introduced.

Keywords：Reference points；Rotating turet；Siemens NC system；Torque motor某公司引进的德国 Emag接箍车丝机，采用双刀塔 (图1)车丝技术，完成对接箍的两端螺纹加工。

双刀塔螺纹加工技术的有效运用，极大地提高了机床加工效率。于此同时，驱动刀塔旋转的扭矩电机与旋转主轴一起构成了电主轴，大幅度降低旋转轴机械装配的复杂程度。

图 1 机床轴分布1 旋转刀塔工作原理旋转刀塔有4个工位 (见图2)，根据不同工艺要求，四工位旋转刀塔可以安装相应的刀夹，以完成接箍螺纹加工。

数控系统发出旋转指令 ，油缸松开电磁阀得电，油缸推动齿条解锁刀塔 ，见图3。电磁阀到油缸之间没有节流阀或者调速阀参与控制，且解锁液压力大约6 MPa，因此瞬间就能完成解锁 ，因而 PLC中电磁阀得电后瞬间复位。

压力继电器图2 旋转刀塔压 力继电器图3 锁紧油缸刀塔解锁后，扭矩电机驱动刀塔旋转，当海德汉收稿日期：2012—08—25作者简介：黄明 (1982一)，本科 ，工程师，研究方向为设备维修与管理。E—marl：chinajack1982###yahoo．com．en。

· 128· 机床与液压 第 41卷角度旋转编码器 (见图4)检查到目标角度值后发出相应锁紧指令完成刀塔缩紧 (松开与锁紧到位 由压力传感器控制，当压力达到设定值后，认为刀塔“锁紧或者解锁”成功)。

l!!!竺=! H ! !竺!：!! !H 塑堑皇塑卜_-1堕茎． 塑H 三 fA B f C D l F L
— 旦 甬 —图4 控制系统2 旋转刀塔返参考点鉴于旋转刀塔控制系统为半闭环增量控制系统，按照西门子增量式测量系统返参考点原理，其返参考点步骤分为4步 (见图 5)：步骤1，旋转刀塔按照MD34020设定的返参考点速度，沿 MD34010设定方向移动 ；步骤2，寻找参考点减速挡块，并置位 “参考点接近延迟”接口信号 DB31．DBX12．7；步骤3，在机床参数 MD34050的设定方向上，以MD34040设定速度寻找编码器最近零脉冲信号；步骤 4，寻找 到零脉 冲信号后，坐标轴 以MD34070设定速度移动到参考点 MD34100位置停止，返参考点结束 (移动距离由MD34080和 MD34090决定)图5 增量测量系统返参考点返参考点有效参数 ：MD34010定义返参考点方 向，设置为 0时正向返参考点，设置为 1时负向返参考点；MD34020定义寻找参考点减速挡块的速度；MD34030定义寻找参考点减速挡块的最大距离；MD34040定义寻找零脉冲信号的速度；MD34050定义参考点减速挡块信号上升／下降沿的同步方向；MD34060定义寻找零脉冲的最大距离；MD34070定义参考点定位速度；MD34080设置参考点移动距离；MD34090设置参考点偏置距离；MD34092设置电子凸轮偏置距离 ；MD34100定义参考点位置。

实际调试 中，按照上述原理及步骤返参考点，该轴很快报警25000(编码器硬件故障)，根据报警号排除所有外围线路和相关硬件，甚至更换编码器，25000故障仍不可消除。分析报警，发现该报警并非编码器硬件报警，而是由旋转轴返参考点方法不正确导致的。

通过研究增量测量系统返参考点原理和海德汉角度编码器编码器样本，基本明确该旋转轴返参考点步骤 ：步骤1，安装轴时，要求编码器转子的标志 (黑点)和编码器外壳标志 (黑点)尽量重合，重合精度要求在 ±5。。角度安装不合格，该轴将恒报25000报警。

步骤2，机械人员打表检测旋转轴松开和锁紧后水平情况，并据 打表结果调 整旋转刀 塔调整螺 钉(见图2)，直至轴水平方向无跳动为止 (机械调整期间，电气人员可以适当增加轴锁紧或松开延时)。

步骤3，旋转刀塔按照 MD34020设定的返参考点速度 ，向 MD34010设定方向移动 ；步骤4，寻找电子凸轮减速挡块 (MD34092设置电子凸轮角度)，由于接口信号 DB31．DBX12．7恒为1，因此检测到减速凸轮后轴开始减速；步骤5，在机床参数MD34050设定方向上，轴以MD34040设定速度寻找最近零脉冲信号；步骤 6，寻找到零 脉 冲信 号后，坐标 轴 以MD34070设定速度移动直至参考点 MD34100位置停止 (移动距离由MD34080和 MD34090决定)，返参考点过程结束。

3 结束语通过对 Emag接箍车丝机旋转刀塔工作原理的阐述，基本上明确了增量式测量系统返参考点原理及其调整步骤，以及扭矩电机返参考点调整技巧。

参考文献：【1】刘希金．机床数控系统故障检测及维修[M]．北京：兵器工业出版社，1995.

【2】SIEMENS．SINUMERIK 840D—sl Basic Functions，FunctionManual[M].

【3】王刚．数控机床调试、使用与维护[M]．北京：化学工业出版社，2006.

【4】牛志斌．数控机床故障诊断与维修技巧[M]．北京：机械工业出版社 ，2005.

【5】SIEMENS．SINUMERIK 840D／810D简明调试指南[M].

【6】王洪波．数控机床电气维修技术：SINUMERIK 810D／840D[M]．北京：电气工业出版社 ，2007.