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进口大型数控落地镗铣床的系统改造

时间:2009-5-15 16:59:15 中国废旧物资网  免费注册赢积分 编辑:小博

随着时间进入21世纪,我国大部分在20世纪80年代引进的大型数控镗铣床都已进入大修时期,由于数控系统的更新换代,原机床上所配的数控系统都已停产,系统的备件相当昂贵,因此大部分的用户都会利用机床大修的时机进行数控系统的改造。鉴于这种情况,觉得有必要结合自己的实践经验对此类机床的系统改造作一个总结,以利于大家今后的工作。


1. 改造方案的选择

1.1 数控系统的选择

从国内的现实情况来看,这一类的机床基本上都是从欧洲进口的,所配的数控系统几乎全部是西门子公司的8M系统,PLC则是西门子公司的S5-150 系列, 而驱 动部分大部分是西门子的直流驱动。

在确定改造方案时,由于经费等方面的原因,大部分用户都会选择驱动及电机部分保留而只更换系统的方案,这样出于系统的延续性和兼容性的原因,用户多会选择西门子公司SINUMERIK 840C系统。该系统是西门子公司在九十年代初推出的高档系统,功能强大,使用灵活,适用于各种类型的机械加工设备,目前在国内也拥有大量的用户。如果用户在经费方面没有问题,则还可以有另一种选择,即选用SINUMERIK840D系统,这样的话,则驱动和电机都需要更换。SINUMERIK840D系统是西门子公司九十年代中期推出的一款纯数字的高档数控系统,与之匹配的驱动和电机也都是数字的,从发展趋势看,该系统已进入成熟期,现已成为西门子公司高档系统中的主流机型。

1.2 PLC的选择

根据所选系统的不同,也就相应选择了不同的PLC。

SINUMERIK840C系统所配的PLC是S5-135WD,在这里可供用户选择的是PLC 硬件的形式。一种选 择是分布式I/O (DMP),另一种选择是扩展单元185U;两种 选择相比较而言,DMP的接线比较麻烦 ,但价格便宜,而185U接线简单,原150的前连接器都可保留,但价格较贵。从使用的角度来讲,两种方案都可以满足系统的功能要求。
SINUMERIK840D系统所配的PLC是S7-300,相对来讲接线的工作量与840C系 统选择DMP类似。

2. 机床电气系统的处理

在电气系统的处理上,要以"少动"为原则,基本上保留原机床的电气系统,只将跟系统有关的部分进行重新设计。对于外围输入输出点的处理,则以保留原地址为原则,即使有不用的点,也最好保留它的地址,不要被其它点占用,这样在 PLC程序的处理上要有利的多。这一点在后面再作解释。

3. PLC程序的处理

在此仅以8M系统更换为SINUMERIK840C系统为例来说明PLC程序处理时要注意的问题。
对PLC程序的处理,一个基本原则是尽量保留原PLC程序,只是在原程序的外围加一个转换程序,将与系统有关的部分作必要的转换,这样可最大限度地减少工作量,同时又最大限度地保留了原PLC程序中的一些安全保护措施。从我的经验来看,这种方法是这类系统改造项目最好的处理办法。

3.1 系统功能块(Function Block)的处理

在西门子的PLC产品中,不同的系统有不同的系统功能块,因此在进行系统更新时,必须要对系统功能块进行相应的处理。

在将8M系统更新为840C系统时,对于跟数据块有关的功能块(FB11,FB60)要更新为新的FB11和FB60,对于其它的系统功能块则可以删除。

3.2 系统接口信号的处理

在西门子的系统中,NC与PLC之间的通讯都是通过接口信号实现的,而接口信号又包括NC→PLC和PLC→NC两大部分, 其中PLC→NC属于控制信号,通过 这些信号可以完成对系统动作的控制; NC→PLC属于系统给出的状态信号,可用 于判断系统是否正确执行了控制信号的要求。因此,如何处理这部分PLC程序是系统改造中的重点,也是本文要着重介绍的部分。

在8M系统中,所有的接口信号都是占用的标志位(Flag),而840C系统中,接口信号基本上都在数据块(DB)中,因此在新的PLC程序中要增加信号转换这部分程序。由于接口信号是双向的,因此在设计转换程序时要设计两个程序块,一个用于处理 NC→PLC的信号,一个用于处理 PLC→NC的信号。下面就分别加以论 述。

3.2.1 标志位(Flag)的处理

在SINUMERIK840C系统中,FY0-FY24是被系统占用的,而在8M系统中,这部分信号则是接口信号中的一部分,因此在作PLC程序的转换时首先要处理这部分信号。具体方法是:在调用原8M系统OB1之前,将FY0-FY24保存到数据块中,在调用之后,再将FY0-FY24恢复,以便840C系统能正常工作。

3.2.2 手动方式(Manual Control)的处理

在这种类型的机床上几乎都配置了手动操作方式,这种操作方式与840C有较大差别,而操作者对这种操作方式又比较习惯,因此在系统更新时最好予以保留。这样的话,就牵扯到了机床控制面板的处理,从我的经验来看,最好保留原机床操作面板,这样会最大限度地保留原操作风格,使操作者易于接受,同时也易于掌握。

3.2.3 系统操作方式的处理

在对系统操作方式的处理上,有两种方式要注意:第一是8M系统中的"手动数据输入"(Manual Data Input)方式,这种方式在840C中是没有的,因此在PLC 程序中要删除与之相关的部分;第二 是"增量"(Incremental)方式,这种方式 在8M的接口信号中只有一位(F25.5),而在840C中则有1INC/10INC/100INC/1000INC/10000INC/VAR六个信号属于增量方式,因此在PLC程序中要将这六个信号对应到原程序中的F25.5。

3.2.4 轴信号的处理

3.2.4.1 PLC→NC信号的处理

在这部分的处理中,要将原8M系统PLC程序中所用到的所有 PLC→NC信号对 应到840C系统的接口 信号上,而对840C专有的信号也要作相应的处理。下面给出 部分信号的对应关系以便大家更容易理解:

8M: F*.0 --840C: DB32/Dk+2.9 (Limit Switch plus)
F*.1 --840C: DB32/Dk+2.8 (Limit Switch minus)
F*.2 --840C: DB32/Dk+1.10 (Controller enable)

其它信号也同样处理。

3.2.4.2 NC→PLC信号的处理

在这里信号的处理方法与 PLC→NC信号的处理是一样的,唯一要注意的是信 号的对应方向。在 PLC→NC信号的处理中,是将8M的信号对应到840C系统的信 号上,而在处理 NC→PLC的信号时,则 是将840C系统的信号对应到8M上。举例如下:

840C: DB32/Dk.10 --8M:F*.1 (Motion command -)
DB32/Dk.11 --8M:F*.0 (Motion command +)
DB32/Dk.12 --8M:F*.2 (Reference point reached)

本文出处:http://www.feijiu.net/
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