西門子將電氣化、自動(dòng)化、數(shù)字化的力量融入各行各業(yè)，以前所未見的高度、速度、精度和深度，讓關(guān)鍵所在，逐一實(shí)現(xiàn)。

德國制造: 現(xiàn)貨      聯(lián)   系   人： 黃勇《黃工》   24小時(shí)聯(lián)系手機(jī)：  13701633515
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該數(shù)控龍門加工中心由德國WALDRICH COBURG公司于1983年生產(chǎn)制造，機(jī)床為雙龍門且可以單獨(dú)控制操作，型號(hào)為20-10-600CNC。原機(jī)床共有X1軸、XA1軸(雙龍門同步移動(dòng))、Y軸(滑板)、Z軸(滑枕)、W1軸、WA1軸(橫梁同步移動(dòng))、S軸(主軸)、C軸(旋轉(zhuǎn)工作臺(tái))、A軸(附件軸)9個(gè)軸，配有12個(gè)附件頭。原控制系統(tǒng)采用SIEMENS 8MC數(shù)控控制系統(tǒng)，X軸使用旋轉(zhuǎn)變壓器做位置檢測(cè)并配以機(jī)械同步傳動(dòng)杠來保證立柱移動(dòng)的同步要求。其他控制軸采用感應(yīng)同步器做位置檢測(cè)元件，橫梁移動(dòng)采用直流電動(dòng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行并配以機(jī)械同步傳動(dòng)杠來保持傳動(dòng)的同步，并在一側(cè)設(shè)有交流微調(diào)電動(dòng)機(jī)作為調(diào)整之用。機(jī)床傳動(dòng)全部采用模擬直流伺服系統(tǒng)控制。

機(jī)床技術(shù)規(guī)格和參數(shù)：

·       X 軸行程: 0--27000mm, 速度:5--10000mm/min；

·       Y 軸行程: 0--8000mm, 速度:5--6000mm/min；

·       Z 軸行程: 0--1000mm, 速度:5--3000mm/min；

·       W 軸行程:0--3900mm，速度:5-2000mm/min；

主軸具有定向功能,2個(gè)檔位,一檔轉(zhuǎn)數(shù)為6～275r/min；二檔轉(zhuǎn)數(shù)為17～750 r/min 。

數(shù)控系統(tǒng)的改造

選用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)改造原數(shù)控龍門銑床的SINUMERIK 8MC數(shù)控系統(tǒng)。新系統(tǒng)包括“10.4"彩色TFT(OP031)顯示器、MMC103帶硬盤。MMC軟件版本為5.3版本,WINDOWS 95操作系統(tǒng),“3.5"軟驅(qū)，R232標(biāo)準(zhǔn)通訊口。NCU為572.3系統(tǒng)，軟件版本為840D的5.3版本。PLC采用S7-300輸入/輸出模塊，同時(shí)利用840數(shù)控系統(tǒng)的PROFIBUS接口加裝13個(gè)S7-ET200BPLC模塊(其中兩塊模擬輸出模塊)，建立4個(gè)遠(yuǎn)程控制分站。該接口數(shù)據(jù)傳輸速度為1.5Mbaudrate,遠(yuǎn)高于X122接口187.5Kbaudrate的傳輸速度,提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。各分站之間采用西門子專用通訊電纜,與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,這樣即節(jié)省控制電纜使用數(shù)量,也降低了電氣故障率。該機(jī)床還具有龍門軸功能及主-從功能(主要解決X1、XA1,W1、WA1同步運(yùn)行)以及五軸聯(lián)動(dòng)功能,中文顯示,標(biāo)準(zhǔn)的固定循環(huán),具有840D標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)功能。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及電動(dòng)機(jī)的配置

選用了西門子611D數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及1FT6系列交流伺服電動(dòng)機(jī)改造X1軸，XA1軸, Y軸，Z軸，W1軸，WA1軸,S軸，選用西門子611D數(shù)字模塊進(jìn)行控制。

PLC部分

選用西門子S7－300和S7-ET200B改造原S5-PLC。采用SIEMENS 840D標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制面板及用戶操作面板實(shí)現(xiàn)機(jī)床的一些輔助動(dòng)作和功能。

機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)功能設(shè)置

首先通過根據(jù)原機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)功能，自行設(shè)計(jì)電氣原理圖，并組織現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試進(jìn)行PLC、NC聯(lián)機(jī)調(diào)試。

通過選用HEIDENHAIN直線光柵尺(LB382C)更換原Y軸、Z軸、W1軸、WA1軸測(cè)量系統(tǒng)。用HEIDENHAIN的增量編碼器(ROD485)更換原X軸位置編碼器，主軸定向編碼器。 X軸同步功能利用2臺(tái)增量編碼器(ROD485)。利用840D的龍門軸功能實(shí)現(xiàn)X1軸、XA1軸兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步運(yùn)行。W軸同步功能利用LB382C直線光柵尺(左右各安裝一根直線光柵尺)。利用840D的龍門軸功能，實(shí)現(xiàn)W1軸、WA1軸2臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步運(yùn)行，并在WA1側(cè)設(shè)有微調(diào)電動(dòng)機(jī)作為手動(dòng)橫梁水平調(diào)整之用。

主軸根據(jù)滑枕上安裝的接近開關(guān)與附件銑頭上安裝的接近開關(guān)組合不同，通過PLC程序編制，可進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)安裝附件銑頭以及不同附件銑頭不同功率限制，用以保護(hù)附件銑頭不超功率進(jìn)行工件切削。

機(jī)床數(shù)據(jù)配置

對(duì)于一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控龍門加工中心，根據(jù)機(jī)床實(shí)際工作需要作了以下機(jī)床數(shù)據(jù)配置。

·       X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S軸的NC參數(shù)配置；

·       X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S軸的驅(qū)動(dòng)參數(shù)配置；

·       X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S軸的驅(qū)動(dòng)；

·       X1,XA1,Y,Z,W1,WA1軸的螺距補(bǔ)償。

通過PROFIBUS總線對(duì)機(jī)床上各個(gè)用戶操作站進(jìn)行硬件組態(tài)聯(lián)機(jī)及設(shè)定。設(shè)頂用戶報(bào)警信息及操作信息的編制和顯示、附件頭裝卸的程序編制、840D控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)功能的實(shí)現(xiàn)。

PLC控制程序的設(shè)計(jì)及聯(lián)機(jī)調(diào)試

除了設(shè)計(jì)該機(jī)床正常工作所需各種功能的PLC程序外，針對(duì)于該數(shù)控龍門加工中心特殊功能，也作了以下PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。

利用兩臺(tái)增量編碼器，X軸龍門軸同步功能的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。利用兩根LB382C直線光柵尺，W軸龍門軸同步功能的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。W軸橫梁自動(dòng)、手動(dòng)調(diào)平PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。主軸及附件銑頭的功率限制的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。

根據(jù)滑枕上安裝的接近開關(guān)與附件銑頭上安裝的接近開關(guān)組合不同，各種附件銑頭的自動(dòng)識(shí)別及裝卸的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試；刀具輔助銑頭裝卸故障時(shí)的手動(dòng)緊急處理的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試；橫梁前傾后傾的(掃刀裝置)PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試；對(duì)各個(gè)座標(biāo)軸限位的PLC程序，各個(gè)坐標(biāo)軸Reference程序設(shè)計(jì)及調(diào)試；根據(jù)機(jī)床要求的用戶報(bào)警信息及操作信息的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。

數(shù)控機(jī)床故障報(bào)警對(duì)機(jī)床操作者及維修技術(shù)人員，在操作和維修起很大作用，因此該機(jī)床故障報(bào)警劃分級(jí)別設(shè)計(jì)為：機(jī)床緊急停止、相應(yīng)及相關(guān)動(dòng)作停止、報(bào)警提示延時(shí)后停止相應(yīng)動(dòng)作、報(bào)警提示。機(jī)床設(shè)計(jì)為自動(dòng)檢測(cè)主軸附件使用功率，在達(dá)到最大設(shè)定負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信息,超過最大設(shè)定負(fù)荷時(shí)停止相應(yīng)進(jìn)給動(dòng)作。使用簡(jiǎn)單的中文語言對(duì)報(bào)警進(jìn)行描述，并提供相關(guān)的故障診斷信息。為保護(hù)機(jī)床，報(bào)警后相應(yīng)故障、診斷信息不經(jīng)手動(dòng)清除不得自動(dòng)消除。上述信息在CNC顯示器上進(jìn)行中文顯示設(shè)定。

機(jī)床安全保護(hù)、操作互鎖的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。包括主軸換檔的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試；各個(gè)用戶操作站手動(dòng)功能的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試,數(shù)控系統(tǒng)面板及擴(kuò)展機(jī)床面板調(diào)試；其他輔助功能的PLC程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。

通過配置SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)，西門子611D數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及1FT6系列交流伺服電動(dòng)機(jī)和選用西門子611D數(shù)字模塊、S7-300 數(shù)字量輸入輸出模塊、ET200B模塊等硬件。利用西門子專用TOOLBOX軟件，進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)以及840D數(shù)控系統(tǒng)NC機(jī)床數(shù)據(jù)正確配置，一次調(diào)試成功，達(dá)到了原機(jī)床設(shè)計(jì)功能，在很短時(shí)間內(nèi)試車成功，投入生產(chǎn)使用。同時(shí)，也使我們了解了SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)越性能，積累了數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)和調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)。

操作方式

其操作方式主要有AUTOMATIC(自動(dòng))、JOG(手動(dòng))、示教（TEACHIN） 手動(dòng)輸入運(yùn)行（MDA） ，自動(dòng)方式：程序的自動(dòng)運(yùn)行，加工程序中斷后，從斷點(diǎn)恢復(fù)運(yùn)行；可進(jìn)行進(jìn)給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運(yùn)轉(zhuǎn)。

輪廓和補(bǔ)償

840D可根據(jù)用戶程序進(jìn)行輪廓的沖突檢測(cè)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)入和退出策略及交點(diǎn)計(jì)算、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償棚測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、反向間隙補(bǔ)償、過象限誤差補(bǔ)償?shù)取?/p>

安全保護(hù)功能

數(shù)控系統(tǒng)可通過預(yù)先設(shè)黃軟極限開關(guān)的方法．進(jìn)行工作區(qū)域的限制及程序執(zhí)行中的進(jìn)給減速，同時(shí)還可以對(duì)主鈾的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。

NC編程

840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標(biāo)準(zhǔn)(德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，具有高級(jí)語言編程特色的程序編輯器，可進(jìn)行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程序編制與加工可同時(shí)進(jìn)行，系統(tǒng)具備1．5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存，用于零件程序、刀具偏置、補(bǔ)償?shù)拇鎯?chǔ)。

PLC編程

840D的集成式PLC完全以標(biāo)準(zhǔn)sIMAncs7模塊為基礎(chǔ)，PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存可擴(kuò)展到288KB，u／o模塊可擴(kuò)展副2048個(gè)輸入／輸出點(diǎn)、PLC程序能以極高的采樣速率監(jiān)視數(shù)據(jù)輸入，向數(shù)控機(jī)床發(fā)送運(yùn)動(dòng)停止／起動(dòng)等指令。

操作部分硬件

840D系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Windows98／2000下開發(fā)自定義的界面。此外，2個(gè)通用接過RS232可使主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行通信，用戶還可通過磁盤驅(qū)動(dòng)器接口和打印機(jī)并聯(lián)接口完成程序存儲(chǔ)、讀入及打印工作。

顯示部分

840D提供了多沿種的顯示功能，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語自轉(zhuǎn)換為一種語言，系統(tǒng)提供的話言有巾文、英語、德語、西班牙語、法語、意大利語：顯示屏上可顯示程序塊、電動(dòng)機(jī)軸位置、操作狀態(tài)等信息。

1. 西門子數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成 

西門子數(shù)控系統(tǒng)有很多種型號(hào)，首先我們來觀察一下802D所構(gòu)成的實(shí)物圖，SINUMERIK 802D是個(gè)集成的單元，它是由NC以及PLC和人機(jī)界面（HMI）組成，通過PROFIBUS總線連接驅(qū)動(dòng)裝置以及輸入輸出模板，完控制功能。