840D系统在内铣机床改造中的应用

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1、SIEMENS840D系统在内铣机床改造中的应用天润曲轴有限公司石青辉王洋原泉西门子工厂自动化工程有限公司朱永刚【摘要】介绍SIEMENS840D系统改造机床的硬件配置、软件编程思路及改造曲轴内铣机床的主要特点和难点。【关键词】840D系统、曲轴内铣机床、FMNC、PLC1、引言内铣机床是曲轴半精加工的主要设备。我公司的一台曲轴内铣机床制于1984年，数控系统严重老化，故障率高，维修困难，系统备件价格昂贵并且不易购买。为保证生产，我们采用SIEMENS840D数控系统对其进行了改造，它的实施使这台已使用了将近20年的老设备重新焕发了青春。2、机床结构机床的

2、配置为：直线轴U、V、Z、W和旋转轴C。其中V和Z轴为关联轴（即V轴安装在Z轴上），U和W轴为关联轴。用来加工四缸曲轴的连杆颈。机床带有一台上下料机械手（三轴），根据自动线及机床的状态在需要时进行自动上下料。四缸曲轴图3、系统硬件构成系统的硬件配置如图所示。机床840D系统采用NCU572.2,配MMC100.2。驱动采用SIEMENS611D驱动，电机采用SIEMENS1FT6型电机，保留原有系统硬件配置图的HEIDENHANLS704测量系统。机械手保留原有的Itramat驱动器、电机及测量系统，以FM-NC控制。FM-NC通过PROFIBUS总线与8

3、40D系统连接，并进行通讯。通过PLC程序处理，机械手的操作与机床同步，轴的控制在机床操作面板进行。4、系统软设计系统软件设计包括PLC程序设计和NC程序设计两部分。4．1PLC程序设计PLC程序设计采用模块化编程，将机床启动条件、PLC使能信号处理、轴控制、辅助功能、FMNC与840D的通讯处理、报警信息等系统及机床功能编制成不同的模块。程序结构合理、层次清晰，方便阅读查找。在编程中主要解决了下面几个难点问题。4.1.1机床的Z轴和W轴之间没有限位开关，两轴之间防撞只能通过软件实现。编程思路如下：通过PLC读取NC变量，取得Z轴和W轴的坐标值，当Z轴坐标

4、值为负时，Z轴进入卡盘区，无碰撞可能；当Z轴坐标值为正时（右移），Z、W轴坐标值之差的绝对值越大则Z、W轴靠的越近（注：W轴向左为负方向），当超过设定的防碰撞值时，系统报警。程序如下：AM256.0ANDB34.DBX64.7SDB2.DBX150.0；超程时报警…CALLFB2,DB121…NumVar:=2Addr1:=DB120.C1_SMA_actToolBasePos3_2；读取Z轴坐标值…Addr2:=DB120.C1_SMA_actToolBasePos4_2；读取W轴坐标值…RD1:=MD240；Z轴坐标值RD2:=MD244；W轴坐标值…

5、ADB33.DBX60.5；Z轴同步ADB34.DBX60.5；W轴同步JCNNOCPLMD240L0>RJCNzlqz；Z轴坐标值为负时，无碰撞可能LMD240LMD244-RTMD248LMD248ABSTMD252LMD252LDB81.DBD40；设定的防撞值>=R=M256.0；两轴坐标值的绝对值超过设定值时报警数据字zlqz:NOP04.1.2为了操作方便，无论机床处在什么位置，要求按一个键机床各轴自动运行到规定的上下料位置。编程思路如下：根据机床的结构，确定各轴的动作顺序，先运行U、V轴到刀盘的中心，再运行Z、W轴到各自的卡盘区内，最后C轴旋

6、转到上下料位置。编程中各轴的移动通过分别调用FC15实现，以U轴为例，程序如下：CALLFC15Start:=M200.1；满足U轴移动条件AxisNo:=1；选择U轴…Pos:=DB81.DBD0；目标位置FRate:=DB81.DBD4；运行速度InPos:=M201.0Activ:=M201.1StartErr:=M201.2Error:=M201.34.1.3机床对机械手的控制由于机械手FMNC没有操作面板，对FMNC的控制主要通过机床操作面板执行。机械手可以与机床联动自动运行，也可以单独操作。通过PLC编程，当机床选择各种运行方式时，FMNC通过

7、PLCNC接口数据也选择了与之相同的运行方式，然后只要通过机械手按钮盘上的选择开关选择运行方式即可确认机械手的运行方式。部分程序如下：…AI50.0；机床自动方式AI1.5；面板旋钮=DB11.DBX0.0；FMNC自动方式AI50.1；复位=I121.7；复位键AI50.2；机床手动方式AI1.4；面板旋钮=DB11.DBX0.2；FMNC手动方式AI50.3=DB11.DBX1.2；回原点方式AI50.4=DB11.DBX1.6；SingleblockAI50.5OI5.2AI1.5AI50.0=DB21.DBX7.1；NCStartAI50.6OI9

8、.7AI1.5AI50.0=DB21.DBX7.3；NCStop…