西门子数控系统置换华中数控系统的关键技术研究

发布时间：2020-07-22 21:31

【摘要】：数控机床的系统置换是对原有旧数控机床进行改造,保留性能较好的机床主体与主要功能部件,更换数控系统,进行电气改造和机床参数调试与优化,满足使用需求。本文研究的目的是通过研究西门子与华中数控两个数控系统的功能与特点,采用西门子数控系统替换原华中数控系统,重点探索置换数控系统后硬件和软件的改造方案,实现系统更换后的各项功能。本文通过对现有数控铣床的使用状况进行评估,结合国内数控机床改造技术的研究,确定对数控系统进行置换,根据使用需求采用西门子数控系统置换原数控系统。首先对两个数控系统的参数进行研究,设计置换整体方案。设计电气改造方案,对机床控制线路重新铺设,完成了系统硬件连接;系统与驱动器间增加光电耦合器电路,满足不同系统部件输入输出端口电平和信号要求,使系统与驱动器联通,匹配参数,解决了置换后的硬件兼容性问题;设置系统伺服参数,匹配伺服与驱动器,完成伺服与位置反馈、主轴位置控制参数的设定;增加自动换刀系统,完成了控制参数设置,实现机床自动换刀功能;采用测量设备检测机床精度,调整机床间隙和修改系统补偿参数,减少误差,恢复了机床的加工精度。其次对PLC模块进行连接,重构梯形图,完成编制急停、冷却液控制、手轮控制、润滑控制、换刀控制等功能子程序,实现新系统对机床辅助功能的控制,完成了系统置换后软件部分的改造;对机床参数、系统PLC参数、伺服参数等进行设置,上电开机进行联机测试和调整,实现了置换系统后机床的正常运行;对机床自诊断与用户报警功能进行设置,并对系统参数进行备份存档,用于机床故障自诊断与系统故障时数据恢复。最后进行样件试加工,采用三坐标测量仪对样件加工尺寸进行检测,样件各项检测数据均合格,表明置换后的新系统各项加工性能达标,满足改造要求,实现预期改造目标。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG659
【图文】：

华中数控,西门子,机床

2.2 系统置换研究内容及改造方案2.2.1 系统置换的研究内容本文的系统置换包括以下六个方面的内容，具体如下：1. 研究 SINUMERIK 808D、华中世纪星 HNC-22M 两个数控系统参数，设计出详细的置换方案；2. 完成机床电柜重新布线，轴参数等设置；3. 修改系统伺服参数，保留原有的伺服放大器不变，完成伺服与驱动的匹配；4. 修改参数、重新跳线，完成机床机械部分与西门子系统的匹配，采用激光干涉仪等设备对机械精度进行校正与调整，使机床达到验收标准；5. 设计机床的辅助动作，完成 PLC 梯形图重构；6. 新增刀库，实现带刀臂装置刀库的换刀功能。图 2-2 为西门子系统与华中数控系统的控制面板置换示意图。

接线图,华中,驱动器,接线图

12图2-5 SINUMERIK 808D 配华中SBF驱动器接线图2-5 SINUMERIK 808D matching SBF drive wiring diagram of huazhon 扩展自动换刀功能原机床购买时未配备刀库，无法实现自动换刀功能，加工中，为满足实训要求及小批量加工需要，改造方案中决定增加 2统，刀库实物如图 2-6 所示。刀库配备单独的控制卡，兼容 S统，换刀时无需额外编程，只需输入换刀指令，即可由板卡实现自动换刀。

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图 2-6 盘式刀库实物图Fig.2-6 Physical drawing of disc - type tool bank3.4 改造后的技术特点与创新本课题研究仅数控系统需要外购，其余均利用机床原有部件，通过对系统数进行设置和调整，完成机床数控系统的置换。特点与创新：1. 实现数控系统的置换，通过西门子数控系统驱动原华中数控的伺服与；2. 完成数控系统置换后，实现机床原有各项功能；3. 扩展自动换刀功能，提高机床自动化程度及加工效率。4 本章小结本章通过分析 XD-40A 数控铣床目前存在的主要问题，分析市场上常见数的类型及特点，确定采用 SINUMERIK 808D 数控系统来替换原华中数控系统

【参考文献】