1 具备双系统功能的数控系统硬件配置及功能
1.1 M70CNC具备的双系统功能
某机床厂一台进口车床，单主轴，双刀塔，原控制系统损坏后已经找不到原厂家修理和更换，只有更换新控制系统。笔者经过综合分析，决定为其配置三菱M70A数控系统。因为M70A的车床系统具备双系统功能。(三菱常规的M70A CNC只有选择车床系统时才具备双系统功能)
M70A的双系统功能中具备以下性能： a．平衡切削； b．双系统互相等待； c．指定点同步启动功能； d．同期混合控制功能； e．系统间同期轴控制功能； f．系统间变量公用功能。
MTOCNC可以实现4轴联动功能，即使单系统工作，也能够控制4轴做轮廓加工，可以满足产品加工的要求。
1.2 用于本次改造的M70A硬件配置
用于本次改造的M70A硬件配置如下： a.控制系统M70A 1 b.输入输出单元DX350 1 c.输入输出单元DXll0 1 d.伺服驱动器MDS-D-V2-8080 2 e.主轴伺服驱动器MDS-D-SPl60 1 f.伺服电机HF204 4 g.主轴伺服电机SJ-Vll 1 h.电源单元MDS-D-CVll0 1
操作面板必须特别制作，以适应双刀塔控制的特殊要求。
2 系统的连接和相关参数的设置
2.1 双系统各轴的连接
M70系统：连接伺服和主轴的光缆通道有1个，最多可连接16个轴。设置时轴号从第1轴开始依次设置为0，1，2，3，4，...，F，在本工程中，只有4伺服轴和1主轴，其连接如图1所示，轴号设置为0，1，2，3，4。
图1 伺服系统的连接和轴号设置
2.2 系统连接和轴号设置出现过的问题
如果使用三菱C64 CNC系统，在有11轴的双系统设置中，出现过下列情况：
a．调试时只用“SRVl通道”连接，驱动器轴号依次设为“0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11”，结果上电后自检未能通过，驱动器的LED上显示故障“11”；
b．将系统l的6个轴单独上电，(在第6轴插上终端插头)。系统1自检完成；
c．将系统1的6个轴依次设定为“0，1，2，3，4，5”，系统2的5个轴依次设定为“0，1，2，3，4”，分别连接于“SRVl”和“SRV2”口，仍然是系统l自检完成，系统2自检未能通过，驱动器的LED上显示故障“11”；
d．在“SRVl”通道连接8个轴，轴号依次设定为“0，1，2，3，4，5，6，7”在“SRV2”口连接3个轴，轴号依次设定为“0，l，2”，按此没定和连接，系统l和系统2全部自检通过。
三菱C64系统的2个通道“SRVl”、“SRV2”，每个通道必须接满8个轴，而且轴号设定不能超过“7”。以上的故障报警是未能满足上述规定而产生的。
2.3 开机后有关双系统参数的设定
在本车床系统中为了启动和使用“双系统功能”，必须对有关的双系统参数进行设置，有关参数如下： a．#1007选择NC系统 选择NC系统的类型： 0：加工中心系统(M系列)； 1：车床系列(L系列)； 在选择双系统工作时，必须使#1007=1 b．#1001设定=1对应的系统生效； c．#1002设定每一系统的轴数，每一系统可没定8个轴； d．#1013设定系统内各轴名称； e．#1093在多系统中，指定系统之间的等待方式。
本参数的含义是：如果在“等待指令代码”的单节程序存在移动指令时，例如： M100 G01)(500 F3000(M100为等待指令代码) 设定“等待指令”的执行时间段。 #1093=0先执行等待M100，后执行移动指令“C01 X500 F3000” #1093=1先执行移动指令“G01Ⅺ00 F3000”，后执行等待M100； f．#l 169本参数用于设定各系统的名称。 以英文字母或数字的组合进行设定，不超过4个字符； g．#1279多系统之间的等待方式选择。 #1279=O：本系统处于自动模式，而另一系统处于“非自动运行”模式时，本系统的“等待指令”不生效(被跳过)，直接运行下一单节程序； h．#1285 bitO 0：新编制加工程序时，程序号为所选系统的程序编号。 1：新编制加工程序时，将无条件生成所有系统的程序编号。
3 与双系统功能相关的PLC程序
3.1 双系统的PLC梯形图编制要点
具有双系统功能的M70车床的PLC梯形图编制和单系统的PLC梯形图编制有所不同，其要点如下：
a．每一系统都有其单独的工作模式选择接口(JOG、自动、手轮、回零、MDI、手动定位)，编制程序时可用一个选择开关同时选定；
b．进给倍率，快进倍率，手动定位数据也需根据每一系统单独设定。在操作面板上可使厢同一开关。也可使用不同的开关；
c．必须注意，为安全起见，至少在调试阶段，在面板上的每一系统的“自动启动”和“自动暂停”开关需分别设置，如果用同一开关，则两个系统中被调用的程序会同时启动，可能造成危险。
图2是相关的PLC程序。
图2双系统中的PLC程序
在实际调试过程中，常遇到某些功能不起作用，经检查多数足PLC程序中没有驱动两系统的相关功能。
4 双系统功能在车床上的有关应用
4.1 平衡切削
改造后的机床经常用于加工细长轴工件，因此要求数控系统必须具备相关的细长轴加工功能，其中一个功能就是“平衡切削”。
使用车床对细长工件进行加工时，如果工件长度过大会产生挠曲，难以实现高精度的加工。双刀塔车床可以在工件的两侧同时进行同期加工(平衡切削)，就可以抑制工件的挠曲问题。另外，采用双刀塔加工，也减少了加工的时间。
在平衡切削功能中，平衡切削指令是G15、G14。G15是平衡切削指令启动。G14是平衡切削指令关闭。
G15平衡切削指令的实质是：在系统1加工程序有G代码指令出现后，必须等待系统2加工程序有相同的G代码指令出现，系统1程序和系统2程序才同时启动运行。
在图3中，系统1和系统2程序的第3步都是G00，所以同时启动，但系统l和系统2的快进速度不相同，系统2程序先执行完第3步，所以系统2停下等待系统1，直到系统1执行第3步完毕，系统1和系统2程序的第4步都是G01指令，系统1和系统2又同时启动执行各自程序的G01指令。
图3平衡切削
G15平衡切削指令可简称为“双系统同G码指令同时启动”。
必须注意：
a．G15指令只是“双系统相同G代码指令同时启动”启动之后，各自程序的移动量和速度可以各不相同，为了保证同期运行，应该使相同的程序段的移动量和速度相同；
b．在G15和G14之间，相同G代码指令程序段必须“数鼍相同，顺序相同”，否则会出现报警。平衡切削功能是一种特殊的双系统等待和同时启动功能。
4.2 双系统中的“程序互相等待”运行
4.2.1 系统之间的“等待指令”M等待码
G15指令只解决了双系统间平衡切削的问题。为了使双系统之间的程序配合更具柔性，M70CNC还具备双系统程序间的等待配合功能，在系统1和系统2程序之间用M代码作为等待标志，在系统1和系统2程序之间都出现相同的M代码时，系统1和系统2程序才同时启动运行。图4是双系统之间利用M代码实现程序之问的等待配合的示意图。
a．在系统1的加工程序中，P11和P12之间的等待M代码为M100，而P12程序段必须等待系统2加工程序中的M100出现后才启动； b．在系统1的加工程序中，P12和P14之间的等待M代码为M102，而P14程序段必须等待系统2加工程序中的M102出现后才启动。
4.2.2 相关参数
M代码能否作为等待码使用就取决于参数#l 130、荐1131的设置。 #1310最小M代码。#1310=0 M代码等待功能无效； #1311最大M代码。#1311=0 M代码等待功能无效； #1310、#1311任一为0，M代码等待功能无效； 如果#1310>#131 1，M代码等待功能无效。
4.2.3使用M代码必须注意
a．M代码必须单独写一行； b．系统1使用某一M码时，系统2使用不同的M码则会产生报警，两系统停止运行，反之亦然； c．如果系统1执行自动运行，而系统2处于非自动状态，则系统1加工程序中的等待码M无效，程序跳过该M代码执行下一段，反之亦然； d．如果同一行程序段中，有多个M码指令，则以M码调用宏程序，M指令同期攻丝，等待M代码，一般M码为顺序编制。
5 结束语
应用M70A的双系统功能，完成了进口机床的改造。而且功能比改造前有所增强，特别是平衡切削功能的应用，使细长轴的加工精度大大提高。已运行一年，效果很好。
(审核编辑: 智汇胡妮)
