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技術(shù)文章

西門子 840D 數(shù)控系統(tǒng)在車銑加工中心電氣系統(tǒng)改造

閱讀:277          發(fā)布時(shí)間:2020-8-10

  本文舉某數(shù)控系統(tǒng)的電氣改造案例,論證數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行改造升級之后提高電氣系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用效果。案例中的數(shù)控系統(tǒng)由西門子生產(chǎn),型號為 SINUMERIK840C, 從德國引進(jìn)。 該數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)不同的配置在大板上安裝不同的子板, 配備 S5 系列PLC 進(jìn)行包括大板結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和邏輯控制; 驅(qū)動為SIMODRIVE611D,長期使用后,為提高車銑加工中心的使用率做出貢獻(xiàn)。該車銑中心進(jìn)行各種車銑復(fù)合加工, 系統(tǒng)配有兩個(gè)伺服軸和主軸,經(jīng)過長期使用已經(jīng)出現(xiàn)老化的跡象,系統(tǒng)故障時(shí)有發(fā)生,但是機(jī)械部分狀態(tài)還比較穩(wěn)定。經(jīng)過論證,采用 840C 數(shù)控系統(tǒng)配備升級改造的方案,方案對于原有得 611D 驅(qū)動依然保留,同時(shí)對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行升級改造,而且選用 840D 數(shù)控系統(tǒng)作為升級改造的對象,經(jīng)過實(shí)踐證明不僅保證了通用性,而且還大大節(jié)省了升級改造費(fèi)用。此項(xiàng)技術(shù)具有強(qiáng)大的全數(shù)字化功能,技術(shù),成為主流數(shù)控系統(tǒng)之一。
1 電氣系統(tǒng)的硬件升級改造設(shè)計(jì)思路
  新的機(jī)床改造采用全閉環(huán)控制,設(shè)計(jì)工作中首先要了解各模塊的功能和連接關(guān)系,根據(jù)機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)硬件的安裝與配線的結(jié)構(gòu)做好硬件升級改造設(shè)計(jì)。西門子數(shù)控車銑加工中心由尾座、閉式中心架、床頭箱、刀架構(gòu)成機(jī)床的主體,具有數(shù)控全功能的特點(diǎn), 屬于臥式車銑加工中心。驅(qū)動沿用原來的 611D,機(jī)床的輔助設(shè)備包括冷卻裝置、液壓油箱、切屑輸送器、油溫控制器。改造采用的硬件配置包括:1FK7 系列電動機(jī),1PH7 系列主軸、西門子 S7-300 系列 PLC。根據(jù)原 840C 系統(tǒng)的電氣原理,SINUMERIK840D 數(shù)控系統(tǒng)硬件連接對數(shù)字驅(qū)動模塊進(jìn)行了重新的設(shè)置,論證了電動機(jī)轉(zhuǎn)速大小、定位控制的數(shù)據(jù)交換、設(shè)備總線接口X151 與 611D 驅(qū)動總線接口 X341 連接,精確定位和控制數(shù)控機(jī)床,采用檢測元件的方式對接口 X421 和數(shù)字驅(qū)動模塊 (611D) 位置接口 X411 構(gòu)成的全閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測,通過伺服電動機(jī)編碼器和光柵尺。
2 PLC 軟件的安裝與調(diào)試
  隨系統(tǒng)提供的 SINUMERIK840D Toolbox 軟件, 數(shù)控系統(tǒng)包括基本 PLC 部分和追加部分。如 S7-300 可編程控制器以及編程軟件、機(jī)床控制程序,根據(jù)機(jī)床控制規(guī)模,追加部分順應(yīng)控制需求進(jìn)行控制。
SINUMERIK840D 的 PLC 存儲區(qū)域?qū)幊唐髋c
SINUMERIK840D 之間的 PC 適配器及 MPI 通訊電纜進(jìn)行清理步驟為以下幾點(diǎn)。
  (1)按一下 NCU 上 Reset 復(fù)位按鈕,此時(shí) NCU 上的數(shù)碼管顯示為 6,將 NCU 上 S4 旋鈕開關(guān)設(shè)置為*控制單元。
 ?。?)NCU 上的兩排 LED 中右邊一排紅燈應(yīng)滅掉, 等若干秒后,將 NCU 上 S4 旋鈕開關(guān),由 3 擰到 2,再停若干秒。
  (3)將 NCU 上 S4 緩慢擰動,右上的一個(gè)綠燈亮, 完成了 PLC 內(nèi)存清理。
3 機(jī)床數(shù)據(jù) MD 的安裝與調(diào)試過程。
  在搭建的一個(gè)簡單的、小規(guī)模的機(jī)床數(shù)據(jù)平臺上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床數(shù)據(jù)的裝載、NCK 內(nèi)存的清除,用戶機(jī)床參數(shù)的設(shè)置過程中,標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床數(shù)據(jù)裝載的基礎(chǔ)上,已裝入標(biāo)準(zhǔn)MD,按 RESET 鍵,將 S3 擰到 1,完成清內(nèi)存, 這樣可保持正常工作狀態(tài)。SIEMENS 公司為用戶進(jìn)行機(jī)床數(shù)據(jù)裝載到 NCK 內(nèi)的操作,根據(jù)的是被控制機(jī)床的特點(diǎn),再開發(fā)設(shè)置被控制機(jī)床所需要的機(jī)床參數(shù),從類型來看由于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床數(shù)據(jù)是 SINUMERIK840D, 機(jī) 床參數(shù)很多,因此要密切關(guān)注以下幾個(gè)數(shù)據(jù):特殊機(jī)床數(shù)據(jù)、主軸機(jī)床數(shù)據(jù)、通用機(jī)床數(shù)據(jù)、進(jìn)給軸機(jī)床數(shù)據(jù)等。圖 1 為車銑加工中心驅(qū)動模塊。

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