位中波，黃 明

（煙臺魯寶鋼管有限責任公司，山東煙臺 265503）

0 引言

煙臺魯寶引進的Colinet 管體車絲機刀塔為五工位液壓刀塔，采用3 個接近開關進行目標位置檢測，利用BCD 編碼方式，完成刀塔5 個工位的編碼控制。2009 年投產(chǎn)以來，5 工位液壓刀塔經(jīng)常出現(xiàn)“不到位或者過位”現(xiàn)象。面對該故障，Colinet 設備調試人員告知只能采取修改T66 制動延時去解決，因此后期，每當?shù)端霈F(xiàn)“不到位或者過位”現(xiàn)象，現(xiàn)場均采取修改T66 的制動時間去解決，但是修改T66 的制動時間能暫時性解決該問題，后期還得頻繁修改延時。

針對刀塔“不到位或者過位”情況，分析液壓刀塔內(nèi)部結構及控制原理，結合液壓控制原理，利用液壓馬達的優(yōu)越性，優(yōu)化控制程序，徹底解決問題。

1 刀塔結構及定位原理

刀塔主軸裝配3 個定位盤（圖1），定位用的粗定位銷與精定位銷。

圖1 刀塔主軸

1.1 粗定位

粗定位盤類似棘輪結構，其鎖緊銷子為特制銷子，銷子不僅能完成粗定位，同時銷子上開2 個口（一個正常流量口，一個為節(jié)流口），因此該銷子不僅能完成定位功能，同時也具有液壓調速閥的功能。

1.2 精定位銷

精定位銷子為普通倒梯形銷子，用以完成5 工位刀塔的精確定位功能。精定位是否成功，其定位精度取決于粗定位是否能精準定位，因此粗定位精度為核心控制點。

2 Colinet 刀塔控制原理

自動狀態(tài)下，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出旋轉命令M55，刀塔開始旋轉，當定位盤（圖1）旋轉到M54 工位，3 個編碼接近開關檢測到定位盤上編碼凸起裝置，制動銷（圖2）延時動作，隨后精定位銷動作，完成刀塔主軸定位，然后刀塔鎖緊裝置動作，鎖緊刀塔。

第一步：當M55 執(zhí)行后，PLC 程序置位M162.0（圖2），然后刀塔旋轉電磁閥得電（M121.4），粗定位電磁閥失電（M121.5），刀塔開始旋轉。

第二步：刀塔旋轉到M54 工位（M161.1 置位），程序置位M161.4（圖3），進入延時控制。

第三步：控制程序檢測到M161.4 導通后，程序置位M162.1，隨后進行T66 延時（也就是經(jīng)常修改的時間繼電器）（圖4）。

圖2 刀塔運行

圖3 “目標工位”前一工位

第四步：當T66 延時到后，程序置位M162.3，，隨后執(zhí)行（圖5）中的程序，失電粗定位電磁閥得電，粗定位銷動作，完成刀塔粗定位，同時也完成調速閥功能，降低刀塔精定位速度。

第五步：刀塔進入精定位控制程序后，刀塔進入慢速控制程序，這樣刀塔就完成了從M54 工位到M55工位。

第六步：當程序檢測到M55 工位（M163.7），刀塔繼續(xù)旋轉T25 延時（此時旋轉馬達處于過載中）（圖6），隨后M162.4 導通，控制精定位電磁閥失電，完成刀塔的精定位過程。

圖4 刀塔粗定位

3 解決方案

通過對Colinet 控制模型剖析，并結合現(xiàn)場維修，明確粗定位不到位是導致5 工位液壓刀塔旋轉不到位的根本性原因，也就是說，徹底解決粗定位問題，也就徹底解決5 工位液壓刀塔不到位的問題。

解析刀塔液壓控制原理可知，解決刀塔粗定位的問題，也就是解決液壓平穩(wěn)的問題，然而由于刀塔的機械磨損，以及液壓站不具備恒流量等條件，因此排除通過機械改進去解決5 工位刀塔問題的可能性。

圖5 刀塔制動

圖6 精定位控制

通過程序改造，5 工位液壓刀塔再未出現(xiàn)定位不準現(xiàn)象，具體實施步驟如下

第一步：車絲機數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M55，當加工程序檢測到工位4 后，制動銷動作，同時為了避免制動銷插入工位4 前面（必須保證在工位4 與工位5 之間），將粗制動延時T66 調整為60 ms，進而保證粗制動銷子處于工位4 與工位5 之間（制動銷相當于液壓調速閥，刀塔旋轉速度自動下降，進而刀塔進入慢速旋轉過程）。

第二步：刀塔從快速進入慢速旋轉后，制動銷在旋轉馬達帶動下，制動銷逐漸向工位5 的棘輪靠近，當制動銷與工位5 完全接觸后，這時工位5 的到位開關發(fā)出信號，告知PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）程序，刀塔定位到位。

第三步：工位5 檢測到到位信號后，通過T25 延時（為確保刀塔充分定位，該延時盡可能的長，設置為350 ms），使得旋轉馬達處于過載堵轉狀態(tài)，刀塔旋轉電磁閥斷電，精定位銷完成定位，與此同時，鎖緊油缸動作，完成刀塔定位鎖緊。

4 結束語

剖析管體車絲機五工位液壓刀架原始控制模型，分析刀塔機械結構與液壓控制原理基礎上提出一種控制程序優(yōu)化方案，通過實施該方案，5 工位刀架旋轉不到位問題得到徹底解決。