濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司1臺使用法國數(shù)控系統(tǒng)的定梁龍門鏜銑床配有4個伺服控制軸（X、Y、Z、刀庫）和1個主軸，伺服控制軸均安裝外部增量編碼器，使用西門子611A模擬伺服驅(qū)動裝置和1FT5伺服電機(jī)，主軸使用611A主軸驅(qū)動裝置和1PH6主軸電機(jī)。目前數(shù)控系統(tǒng)元器件老化，故障率高，系統(tǒng)經(jīng)常死機(jī)，嚴(yán)重制約生產(chǎn)，為此，決定對該機(jī)床進(jìn)行改造。

    一、改造方案

    1.數(shù)控系統(tǒng)選擇
    機(jī)床西門子611A模擬伺服驅(qū)動裝置、1FT5伺服電機(jī)、1PH6主軸電機(jī)性能和機(jī)械結(jié)構(gòu)尚好，機(jī)械磨損較小。因此為節(jié)約成本，使改造周期zui短，充分利用現(xiàn)有資源，數(shù)控系統(tǒng)選擇原則是：①滿足控制軸數(shù)要求。②數(shù)控部分提供足夠PLC輸入和輸出點。③NC部分適合銑、削、鏜，操作、編程、調(diào)試維護(hù)方便。④性價比高。⑤可提供-10V～+10V模擬量控制信號，控制611A驅(qū)動模塊。⑥可使用外裝編碼器，實現(xiàn)伺服軸半閉環(huán)控制。
    綜合比較，選擇基于PROFIBUS總線，緊湊一體化的Sinu－merik802D數(shù)控系統(tǒng)。802D系統(tǒng)可控制4個進(jìn)給軸和1個主軸，配置3個手輪和兩塊PP72/48輸入輸出模塊，提供144個輸入點和96個輸出點。
    改造技術(shù)難點是802D系統(tǒng)和611A模擬伺服驅(qū)動裝置的結(jié)合，現(xiàn)選擇ADI4模擬驅(qū)動接口模塊，該模塊可控制4個帶模擬設(shè)定值接口驅(qū)動裝置，有4路輸入用于TTL信號增量編碼器。

    2.電氣連接
    ADI4接口模塊線路設(shè)計簡單，1個802D系統(tǒng)通過Profibus總線連接2塊ADI4接口模塊，分別控制進(jìn)給軸和主軸，電氣接線見圖1。使用ADI4模塊的4路TTL信號輸入連接增量編碼器，可選擇的方式有：①3個2500線和1個1024線編碼器。②9000線、18000線、1024線、2500線編碼器各1個。③3個2048線和1個1024線編碼器。④9000線、18000線、1024線、2048線編碼器各1個。本次改造選擇方式①（作為選項功能，ADI4模塊可連接光柵尺，則4路TTL信號輸入是：3x2500，1x9000；3x5000，1x18000；4x2500；4x5000）。

    由于PROFIBUS總線傳送輸入輸出信號，進(jìn)行位置調(diào)節(jié)（速度給定和位置反饋信號），因此連接非常重要，應(yīng)注意以下幾點。
    （1）PP72/48的總線地址由模塊上地址開關(guān)S1設(shè)定。*塊PP72/48的總線地址為“9”（出廠設(shè)定），若選配第二塊PP72/48，總線地址應(yīng)設(shè)定為“8”。
    （2）總線設(shè)備（PP72/48和驅(qū)動器）在總線的排列順序沒有限制，但總線上不允許出現(xiàn)相同地址。
    （3）PROFIBUS屏蔽網(wǎng)應(yīng)與插頭內(nèi)部金屬襯層保持良好接觸，注意插頭終端電阻開關(guān)位置。

　二、安裝調(diào)試

    1.安裝機(jī)床的初始化文件
    硬件連接完成，調(diào)試前將*、二塊ADI4的PROFIBUS-DP地址分別設(shè)為16、15。為簡化802D系統(tǒng)調(diào)試，802D系統(tǒng)工具盒提供機(jī)床的初始化文件。使用WinPCIN通信軟件將初始化文件傳入802D系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，步驟如下。
    （1）從WINDOWS的“開始”中啟動WinPCIN通信軟件。
    （2）選擇WinPCIN中“二進(jìn)制”通信方式，選擇發(fā)送，WinPCIN出現(xiàn)選擇發(fā)送文件窗口（圖2）。

    （3）找到CONFIG文件夾，選擇需要的初始化文件。
    （4）在802D系統(tǒng)輸入制造商口令，進(jìn)入通信畫面，選擇“二進(jìn)制”方式以及和WinPCIN相同的波特率，然后選擇“讀入啟動”。
    （5）選擇“OPEN”，開始中文安裝。802D屏幕提示“讀啟動數(shù)據(jù)？”，按軟菜單鍵“確認(rèn)”，傳輸繼續(xù)進(jìn)行。傳輸過程中，802D有若干次自動啟動，時間大約4min。
    初始化配置系統(tǒng)坐標(biāo)和車床、銑床工藝參數(shù)，而且安裝機(jī)床的加工工藝循環(huán)。如本次改造機(jī)床使用3個2500線和1個1024線TTL方波編碼器，則使用WINPCIN將TOOLBOX中的配置文件ADI4.INI和1-ADI4.WPC傳輸至802D系統(tǒng)。若PROFIBUS-DP通信電纜正常，傳輸文件成功后，ADI4上PW診斷指示燈綠燈亮，EXCH綠燈亮，反之PW綠燈亮，RDY紅燈亮。初始化完成，進(jìn)行后續(xù)操作。

    2.PLC調(diào)試
    使用programingtoolplc802編程軟件進(jìn)行PLC調(diào)試。Sinumerik802DTOOLBOX中有銑床標(biāo)準(zhǔn)PLC程序，根據(jù)機(jī)床動作要求，修改標(biāo)準(zhǔn)PLC程序，然后通過傳輸線下載至802D系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。
    （1）使用“802D調(diào)試電纜”連接計算機(jī)和802D的COM1。
    （2）802D必須進(jìn)入聯(lián)機(jī)方式：系統(tǒng)→PLC→STEP7連接→設(shè)定通訊參數(shù)→選擇“連接開啟”，聯(lián)機(jī)界面見圖3。

    （3）啟動PLC編程工具，進(jìn)入通信畫面，設(shè)定通信參數(shù)，將編譯無誤的PLC應(yīng)用程序下載至802D。
    （4）下載成功后，啟動PLC應(yīng)用程序。
    （5）可利用programingtoolplc802監(jiān)控梯形圖和內(nèi)部地址狀態(tài)，還可利用“交叉引用表”檢查地址是否沖突。

    3.PLC報警文本
    使用TextManager軟件編輯PLC報警文本，通過232口傳入系統(tǒng)。系統(tǒng)提供64個PLC用戶報警，每個報警對應(yīng)1個NCK地址位，將該位“置1”可激活對應(yīng)報警，“置0”則清除報警。

    4.機(jī)床數(shù)據(jù)調(diào)試
    根據(jù)機(jī)床特性，設(shè)置機(jī)床各軸減速比、各軸允許運動速度、各軸加減速參數(shù)、各軸回零參數(shù)、各軸正負(fù)軟限位等參數(shù)。

    5.參數(shù)備份
    數(shù)據(jù)備份十分重要，機(jī)床基本調(diào)試完畢，即可進(jìn)行參數(shù)備份。802D系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)備份方法，如系統(tǒng)數(shù)據(jù)可在系統(tǒng)內(nèi)部、PC卡或計算機(jī)硬盤備份。

    三、改造效果

    改造后的數(shù)控龍門鏜銑床功能完善，操作簡便，加工產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。目前仍有不少配置模擬伺服驅(qū)動裝置的老舊數(shù)控機(jī)床，服役多年，數(shù)控系統(tǒng)電子元器件趨于老化，而機(jī)床模擬伺服驅(qū)動裝置和機(jī)械部分尚可使用，上述實例為此類設(shè)備的改造提供了一種方法?！?/p>