西门子802D在机床改造中的应用.doc

[标签:标题]一改造前机床概况XK715B机床是我厂上世纪九十年代初期从上海第四机床厂引进立式数控铣床。该机床原数控系统配置为美国A-B公司8400MP,X、Y、Z轴驱动均为安川驱动装置,主轴驱动为安川变频器。该机床作为我厂重点设备之一,承担着重要加工任务,运行一直比较稳定。,近年来,设备购置早、使用时间长,电器及控制系统严重老化,故障频繁不断。另,数控系统及驱动装置版本相当低,生产厂家几乎已经停产,购置备件十分困难且价格昂贵。我们对板级上元器件也作过多次修复,企业生产任务繁重,设备故障率节节攀升,我们实际情况进行了仔细讨论和分析,决定对该机床进行改造。二改造方案1数控系统及驱动反复比较,我们选择了SIEMENS802D数控系统。该系统具有免维护性能,其核心部件PCU(面板控制单元)将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体,可靠性高、易于安装;SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴;生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来;模块化驱动装置SIMODRIVE611UE配套1FK6系列伺服电机,为机床提供了全数字化动力。此外,该系统可视窗化调试工具软件,便捷设置驱动参数,并对驱动器控制参数进行动态优化。SINUMERIK802D也集成了内置PLC系统,对机床进行逻辑控制,采用标准PLC编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计,随机提供标准PLC子程序库和实例程序,简化了设计过程,缩短了设计周期。改造过程中,驱动装置西门子系统配套标准配置以达到系统性能最佳,保证机床改造后运行稳定性和可靠性,且便于日后维护。原主轴电机为同步电机,改造后将主轴电机更换成普通三相交流异步电机,采用变频器来驱动主轴电机。2机械部分经查,该机床各方面机械性能都非常完好,无需作较大更换或修复,机床X、Y、Z三直线轴将采用配套西门子交流伺服电机,实际需要,应重新连接上相协调减速器装置来满足电机与丝杆间联结。此外,自动润滑装置和冷却装置均完好,全部保留。三改造实施及主要内容1改造后,整体连接结构图如图1所示:调试手册说明连接好各硬件设施,调试前应仔细检查连接有无错误。考虑到该机床输入/输出点需要数量比较少,决定仅仅使用一个PP72/48装置已经完全足够,将PP72/48X111、X222用于MCP信号连接,而X333用于机床I/O,该连接方法手册中无案例说明,但事实上由I/O点需求数量来决定,无需标准使用两个PP72/48。2电气配置及基本参数设定各电器元件都已经全面老化,且改造中对系统及驱动都作了完全改动,同时,机床改造后运行中稳定性打好基础,我们新设计电气控制原理图重新进行元器件选型,一并配置新电器柜和操作柜等设施。NC调试过程主要包括系统初始化和基本参数设定,其中,系统基本参数主要有:总线配置、驱动器模块定位、位置控制使能、齿轮传动比、坐标速度和加速度、回参考点等等。3PLC程序设计与调试采用SIEMENS802D系统所使用PLC非常简单、方便灵活。,我们使用S7-200作为编程工具。CD盘工具盒(Toolbox)中配备了“PLC802文件库”,其中包含了子程序库,给标准车床和铣床分别配置了编程实例,,使用起来更是心应手。本次改造机床为标准铣床,应用过程中只需对其铣