一、前言
所谓数控系统的通道(Channel)控制技术,其实质就是并行处理。它使系统可以同时处理多个程序,提高了系统的性能与可靠性,降低了成本。运用这一先进技术,可以较好地解决多单元复合、多轴机床的控制问题。
西门子公司从810系统起就采用了通道控制技术,到了840系统,这一技术更为成熟。它不但增加了通道数量,而且还引入了“操作方式组(operating mode group)”概念,使6个通道可在6种不同的操作方式下同时工作,可以执行全部辅助机能(如:M,S,t,H,D等),且可以控制主轴。通过840系统特有的“程序与轴协调”命令(NC程序指令),还可以灵活地控制与协调各通道、各轴的运动和控制。
下面以TMA-55OPN6卧式加工中心的自动工作台交换控制为例,介绍西门子840多通道控制技术的特点。
二、机床控制要求
TMA-55OPN6卧式加工中心是我厂从意大利进口的全功能卧式加工中心,采用西门子840数控系统。它带有6个台位的回转式工作台库,64把刀,能够进行七轴控制。该机床除普通卧式加工中心所具有的X、Y、Z、B(回转工作台)、C(主轴位置控制)这五个基本数控轴外,为了提高可靠性和效率,简化液压与机械传动系统,其刀库的回转和工作台库的回转都采用了数控轴进行控制,其中U轴为工作台库回转轴,V轴为刀库回转轴。因为随机刀库的刀具预选和工作台的输送都必须在机床加工时同时进行,这是多轴联动功能无法满足的(因为七轴并不是同时到位)。为此,TMA公司采用了西门子840通道控制技术。
TMA-55OPN6的轴与通道分配如表所示。

主轴位置控制
三个通道由3个不同的NC加工程序进行独立控制,同时运行,通道间的协调由PLC程序、CNC的R参数、CL800专用宏程序指令实现。通道Z和通道3的控制原理基本相同。本文以通道3为例,介绍基本的通道控制方法。
TMA-55OPN6工作台交换控制的基本要求如下:

1.机床工作台2.交换门3.工作台库 4.人工装卸位5.装卸门
工作台交换装置示意图
工作台库的布置如图所示。6个台位互隔60°,组成了360°回转轴E,其中E=0°位置为交换位,E=180°位置为人工装卸位。考虑到工作台的配合精度,工作台库采用固定地址安装方式,1#位对应E=60°,依次类推。
在机床正常加工时,要求将工作台库上已完成加工的工作台自动转到人工装卸位进行装卸。在工作台库动作开始后,首先是将机床上的工作台取下,装入原台位,然后将所要求的工作台装入机床。以下两种情况属于出错:①与机床上工作台相对应的工作台库台位上已装有工作台;②所要求的工作台为已加工或未安装。