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1、采用西门子840D数控系统改造大型数控卧车王丽茹(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设备处，黑龙江哈尔滨150046)TranstormingLargeNCHorizontalLatheUsWANGLiru(HarbinTurbineCo.,Ltd.,Harbin15(随着经济社会的迅猛发展,我们对数控机床的性能及稳定性越来越高，而一些我国上世纪90年代初期引进的数控机床所使用的数控系统，由于老化问题相继到了需改造的地步。我公司1991年从徳国济根公司引进的数控*2.2m卧车就是一个例子。1机床概述该机床主要用于我公司转子加工任务，其花盘直径2.2m,最大回转直径2.5叫最大加工长度12叫配置2个刀架
2、°原机床数控系统采用西门子820系统,主轴采用直流电动机，驱动采用西门子V5,进给轴采用直流伺服电动机，驱动采用西门子V3。该机床主运动主要有主轴及X、Z两个进给轴(见图l)oM速器1Z轴电动机主轴电动机-域速器•花盘图】_卜域速器x軸电动机近几年系统故障频繁，严重影响机床的正常运转。为此我们决定对该机床进行电气改造,所选用的数控系统为西门子840D配611D,伺服驱动主轴电动机采用1PH7系列，进给轴采用1FT6系列。2SINUMERIK840D数控系统2.1硬件部分SINUMERIK840D采用特殊的三CPU结构：人机通信CPU、数字控制CPU(NC-CPU)和可编程逻辑控制器CPU(PL
3、C-CPU)。如图2所示PCU50-CPU在OP015人机界面内，NC-CPU和PLC-CPU集成在NCU572内。・106・2.1.1NC以NC-DRIVER611D,电源模块主要为NCU和给611D数字驱动提供控制和动力电源，产生母线电压,同时监测电源和模块的状态。后面有三个主轴及进给模块通过驱动总线接口与NCU572挂接,数控和驱动的接口信号为数字量,分别驱动主轴及进给电动机。同时NCU572又通过PROFIBUS现场总线与OP015人机界面、S7-300PLC及控制电动机转速的变频器连接在一起。图22.1.2PCU50人机通讯人机通讯是数控系统和人进行信息交流的通道。包括：0P(Op
4、erationPanel)和PCU50o(DOP015操作面板0P(OperationPanel)单元由一个15英寸TFT显示屏和一个NC键盘组成。人机界面OP012采用Windows95作为操作平台，使操作简单、灵活，易掌握。生产过程中的各种生产数据的变更和各种现场数据的监控，在OP015上清晰可见，其软件内容丰富功能强大。(2)PCU50计算机PCU50实际上是一台计算机。它有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱。0P单元正是这台计算机上的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。2.1.3PLC模块、二二日2009年第7期_PLC程D数控器的正含基本SINUMERIK840D数
5、控系统的PLC部分使用的是西门子SIMAT1CS7-300的软件及模块。其电源由西门子SITOP电源(40A)提供，接口模块1M361是用于级之间的互连。它通过PROFIBUS现场总线与NCU572连接。在IM361右侧为信号模块，信号模块是用于PLC输入/输出的模块,有输入型和输出型两种。即输入模块SM321和输岀模块SM322。PLC的CPU与NC的CPU是集成在NCU中的。设备上的各种光电开关、行程开关的输入和电磁阀、接触器的输出信号分别与输入和输出模块相连，控制各种外部执行元件的协调动作。2.1.4各部分相互连接NCU数控单元是CNC控制部件的核心，它与MMC、伺服电源模块、进给伺服驱
6、动装置和伺服电动机连接。本系统采用全闭环控制，伺服电动机采用IFK型内置编码器电动机，通过伺服电动机编码器作为位置检测元件，将位置信号反馈至数字驱动模块(611D)的位置接口X411,构成全闭环控制系统。实现了对进给轴的精确定位控制。在每个进给轴的两端设置了多个行程开关，作为进给轴的参考点、硬限位及急停位置。在打开机器电源后,需要对各进给轴进行参考点复位动作,即给各进给轴确定参考点。在系统的软件内还设置了误差补偿量,通过调整补偿量可以很方便地将运动偏差纠正过来。2.1.5其他硬件部分如前所述，该机床采用1FT6(1PH7)电动机配611D伺服驱动，变频器的控制信号来自NCU572,通过PROF
7、IBUS现场总线传递。2.1.6数控系统与PC的连接因PLC-CPU和NC-CPU集成在NCU572内，在进行PLC和NC程序调试时，可将PC与NCU572连接,即可对程序进行修改和调试。2.2软件部分SINUMERIK840D软件系统包括4大类软件:PCU50软件系统、NC软件系统、PLC软件系统和通信及驱动接口软件。2.2.1PCU50软件系统在PCU50系统上带有10GB的硬盘，内装有基本输
