引言
隨著"中國制造2025"戰(zhàn)略的實施,數(shù)控機床的智能化和機械制造轉(zhuǎn)型升級需求越來越迫切。高檔數(shù)控機床是加工制造業(yè)必不可少的工具,但是我國現(xiàn)有的數(shù)控機床大多數(shù)是老式機床,功能單一、生產(chǎn)效率低,無法滿足生產(chǎn)任務(wù)需求。因此,數(shù)控機床的改造在國內(nèi)加工制造業(yè)內(nèi)有著巨大的需求,改造老式數(shù)控機床,提高其精度,豐富其功能,對我國機械制造業(yè)有著重要的意義。
由于生產(chǎn)加工任務(wù)變化,某車間一臺三軸（x、Y、Z軸）的828D數(shù)控機床經(jīng)常需要根據(jù)任務(wù)需求增加第四軸（A軸）。該軸安裝在原機床工作臺上,配合x、Y、Z軸共同完成加工任務(wù)。在該加工任務(wù)完成后,為不影響其他加工任務(wù),通常需要將A軸移走,使其不占用工作臺的空間。而在移走A軸時,需要將電機動力線、編碼器線以及壓力檢測線等拔掉,將造成已經(jīng)配置好的系統(tǒng)出現(xiàn)報警現(xiàn)象,使得機床無法正常使用。考慮到加工任務(wù)經(jīng)常變化,為了既快捷又方便地添加和移除第四軸,本文對828D數(shù)控系統(tǒng)一鍵添加與刪除第四軸的改造方法進行了詳細(xì)介紹。
1系統(tǒng)功能分析
該型號機床采用西門子828D數(shù)控系統(tǒng),系統(tǒng)原理圖如圖1所示。系統(tǒng)采用828DPPU261,并配置s120書本型驅(qū)動,最大配置軸數(shù)為6,這里只配置了x、Y、Z、A四軸。在改造后的系統(tǒng)中,x、Y、Z軸為功能固定軸,A軸為功能變化軸。A軸變化會造成系統(tǒng)配置變化,因此在改造過程中必須對系統(tǒng)的相關(guān)程序配置進行深入了解。此次改造有以下幾個難點:
（1）添加和刪除A軸需要正確理解原PLC和828D接口地址的含義,并修改相應(yīng)的PLC程序。
（2）需要理解原PLC數(shù)據(jù)塊的含義,并根據(jù)功能需求建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊。
（3）需要理解原xML文件的內(nèi)容,并根據(jù)添加和刪除A軸時需要的相關(guān)功能,對xML文件的內(nèi)容進行增加、刪除、修改等操作。
2改造方法的實現(xiàn)
2.1添加數(shù)據(jù)塊
如圖2所示,在828DProgrammingToolLibrary里找到DB9905數(shù)據(jù)塊,并將其添加到用戶的PLC程序中。DB9905數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容如圖3所示,該數(shù)據(jù)塊定義了HMI操作與PLC響應(yīng)之間的關(guān)系。
如圖4所示,創(chuàng)建DB9030數(shù)據(jù)塊,將初始密碼放在DB9030.DBD8地址中,并與DB9030.DBD4地址的值進行比較。
圖1828D數(shù)控系統(tǒng)原理圖
圖2添加DB9905數(shù)據(jù)塊
圖3DB9905數(shù)據(jù)塊
如果DB9030.DBx0.0置1,則激活該功能。DB9030數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容如圖5所示,該數(shù)據(jù)塊主要是存儲密碼。
圖4創(chuàng)建DB9030數(shù)據(jù)塊
圖5DB9030數(shù)據(jù)塊
2.2編寫PLC程序
西門子828D集成基于sIMATICs7-200系列的PLC,PLC接口信號負(fù)責(zé)組織PLC和NC、PLC和HMI之間的信息交換。編寫的PLC程序如圖6所示,當(dāng)輸入密碼與預(yù)設(shè)密碼一致時,DB9030.DBx0.0置1,使選項使能,此時HMI上顯示"激活"按鍵,就可以通過"激活"按鍵來添加A軸。當(dāng)密碼不正確時,HMI上的"激活"按鍵處于隱藏狀態(tài),無法進行操作。按下"激活"按鍵后,來自HMI的信號DB9905.DBx0.1(HMIePLC）置1,此時DB9905.DBx2.0(PLCeHMI）置1,可以激活0ptionMD。
取消A軸時,點擊HMI上的"取消激活"按鍵,此時來自HMI的信號DB9905一DBx0一2(HMIePLC）置1,使密碼失效,并復(fù)位DB9905一DBx2一0,A軸就已經(jīng)被取消。
2.3創(chuàng)建XML文件
xML(.xt.neisb.MlrkupLlngulg.）是由w3C提出的一種可拓展標(biāo)記語言,具有獨立于平臺、可拓展性、自描述性等特性。在西門子828D系統(tǒng)中,xML文件存儲著系統(tǒng)的相關(guān)配置信息。PLC程序編寫好后,需要在828D系統(tǒng)CF卡的o.meinum.rikhmidvm目錄下創(chuàng)建一個名為lgm一xmb的文件(區(qū)分大小寫,要用小寫）。如圖7所示點擊"系統(tǒng)數(shù)據(jù)"按鍵找到"系統(tǒng)CF卡"界面,在"dvm"文件處點擊"新建",把文件名寫為lgm一xmb。xML文件的內(nèi)容如圖8所示。
圖7創(chuàng)建XML文件
圖8XML文件內(nèi)容
2.4激活和取消A軸
在"參數(shù)"中點擊"未激活狀態(tài)",可以看到如圖9所示的HMI界面,按下"使能功能"鍵輸入密碼,可以激活設(shè)置的功能。
圖9HMl界面
在HMI上點擊"激活"按鍵,激活密碼驗證,此時系統(tǒng)會自動重新啟動,重啟后A軸的相關(guān)配置就加載到系統(tǒng)中了。取消A軸時,只需要在HMI界面上點擊"取消激活"按鍵,就可以移除A軸,包括硬件設(shè)備。
3結(jié)語
本文詳細(xì)介紹了828D系統(tǒng)一鍵添加與刪除第四軸的改造方法。通過這些設(shè)置,可以根據(jù)機床的功能需求,方便地添加和刪除第四軸,操作簡單易懂。通過對828D系統(tǒng)的研究,完成了帶有A軸的老式機床的技術(shù)改造任務(wù),提高了機床的使用靈活性,增強了機床的加工功能,也為后續(xù)相關(guān)機床的維修、技術(shù)改造積累了經(jīng)驗。
