进口大型数控落地镗铣床的系统改造

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SINUMERIK840C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。

1.2PLC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(FunctionBlock)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。

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