西门子840D数控系统在立式磨床改造中的应用.docx

ISSN1000-3762轴承2010年9期16-18

CN41-1148/THBearing2010,No.9

?工艺与装备?

西门子840D数控系统在立式磨床改造中的应用

尹敏，王君辉

(西北轴承股份有限公司，银川750021)

摘要：针对大型立式磨床ROPC200电气系统老化的问题，用西门子840D数控系统对电气系统进行了改造。介绍了西门子840D电气系统的硬件配置、软件配置、程序结构以及参数的设定。

关键词：立式磨床；数控系统；电气改造

中图分类号：TG596文献标志码：B文章编号：1000-3762(2010)09-0016-03

我公司大型立式磨床ROPC200为20世纪80年代设备，原电气系统为SINUMERIK3G系统，近几年由于电气元件老化，加工产品磨削振纹严重，加工精度降低，设备故障率增高，已影响到正常的使用。为稳定产品质量，提高工作效率，用西门子840D数控系统对该机床的电气系统进行了改造。

1机床结构及控制要求

1.1机床结构

此设备用于轴承套圈回转面的磨加工，机械结构如图1所示。待加工套圈置于可旋转的圆盘中间，圆盘利用电磁力将工件固定，圆盘由M7电动机驱动旋转。在水平导轨上有两个砂轮架，伺服电动机M3,M4通过丝杠对砂轮架进行水平方向的精确定位及进给；砂轮在垂直方向的精确定位及进给由伺服电动机M1,M2通过丝杠来完成；砂轮的旋转由电动机M5,M6驱动。光栅尺的作用是提供精确的位置反馈信息，在电气控制上构成闭环控制。M8为圆弧修整器伺服电动机。

图1机床结构简图

收稿日期：2010-05-06

1.2控制要求

根据磨床的加工需要，控制系统要有较强的功能，能满足机床磨削加工精度的要求(位置控制精度达到0.001mm),能实现双砂轮单独或同时磨削的控制，自动、手动磨削加工及砂轮手动、自动修整和自动补偿等功能。

2控制系统配置

控制系统配置如图2所示。

图2控制系统配置

2.1硬件配置

2.1.1NC硬件配置

控制模块选用NCU571.2,其集成了CNC数控系统的CPU和SIMATICS7-300PLC的CPU芯片314-2DP、相应的数控软件和PLC控制软件，以及MPI接口、Profibus接口、RS232接口、手轮及测量接口、PCMCIA卡插槽等。

驱动系统采用SIMODRIVE611D,包括电源模块和功率模块两部分。电源模块主要为NC和驱

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动装置提供控制和动力电源，产生母线电压，同时检测电源和模块的状态。电源模块根据容量不同可分为带馈入装置(记为I/RF电源模块)和不带馈入装置(记为U/E电源模块)两种。本系统选用的是功率为21kW的不带馈入装置。功率模块分为双轴模块和单轴模块两种。本次改造使用了两个双轴模块和一个单轴模块，双轴模块用于两个砂轮架的驱动，单轴模块用于圆弧修整器的驱动。

2.1.2人机交互界面(MMC)的配置

PCU20,SPC266MHz,32MB,6FC5210-ODF00-0AA2;OP010,10.4TFT(640×480),6FC5203-0AF00-0AA1;MCP483c,6FC5203-0AF22-0AA2。

2.1.3电动机配置

主轴电动机(工件旋转驱动电动机，SP轴):使用原系统的直流调速电动机，配合ZKS-Ⅱ型可控硅直流调速器。转速由PLC模拟量输出模块提供的1~10V模拟量信号控制。

砂轮架水平方向驱动电动机(左砂轮架X轴，右砂轮架U轴)为：1FT6086-8SF71-1EG1,参数为：9.7kW/35(N·m)/3000(r·min-1),内置相对值编码器。

砂轮架垂直方向驱动电动机