西门子840D数控系统在龙门铣上的开发应用

发布时间：2017-09-28 15:33

  本文关键词：西门子840D数控系统在龙门铣上的开发应用

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【摘要】：随着全国制造业的发展,数控机床在全国得到了广泛的应用,为了适应新形势下的发展,机床的数控升级改造也被各制造企业提上了日程。15-10PF280数控龙门铣是杭州汽轮机股份有限公司先前从德国瓦德里希-科宝公司引进的进口设备。原机床使用的是西门子810M数控系统,该数控系统的功能与操作平台已无法满足汽轮机零部件的加工要求。该机床运行多年,电气控制系统的元器件已严重老化,SIMODRIVE 611A模拟驱动板与直流驱动电机已多次维修且无备件可换,维修费时费力,成本高昂。机械部分滑枕与滑板移动基准导轨磨损严重,精度降低,滑枕运动时存在跌刀现象,已严重影响生产。该机床为公司的主要数控加工设备,且机床的机械主体结构刚性十分不错,适合重型切屑。针对机床本身的特点和存在的问题,从技术和经济上对其进行可行性分析。确定了以下改造方案:1.机械上修磨横梁导轨和滑枕导轨。更换Y轴(主轴箱水平移动)和Z轴(滑枕纵向移动)的滚珠丝杆。增加Z轴平衡油缸,防止跌刀。2.电气上以德国西门子SINUMERIK 840D数控系统及其配套的SIMODRIVE 6ll D数字交流伺服驱动替换原数控系统及驱动,提高系统的稳定性。主轴和进给轴分别采用1PH7系列交流异步电机和1TF6交流伺服电机替换原有的直流电机,实现轴的高精度和高响应的运动。3.详细介绍了西门子840D数控系统的硬件选型、通讯接口设计、PLC程序设计及驱动和轴参数配置等。4.从3个方面介绍了840D数控系统的调试及优化:伺服轴的运行优化,伺服轴的螺距补偿和过象限补偿。并对系统进行数据备份。机床改造后,以前遗留的数控和机械问题得到了很好的解决,完善了报警诊断系统,提高了机床的性能。数控加工精度和生产效率有了明显的提高。并且为企业节省了大量的资金。该项目的成果和经验可利用到企业其他的老旧数控设备的改造上,在节省开支的同时也为企业储备了技术力量。
【关键词】：sinumerik840d 数控系统 数控龙门铣 PLC 螺距补偿
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究的背景11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 课题的来源及研究意义13-17
• 1.3.1 课题的来源13-14
• 1.3.2 15-10PF280/6M数控龙门铣介绍14-15
• 1.3.3 15-10PF280/6M数控龙门铣存在的问题15
• 1.3.4 项目研究的意义15-17
• 1.4 机床改造的主要工作17
• 1.5 论文的结构17-18
• 1.6 本章小结18-19
• 第2章 机械部分改造19-21
• 2.1 机械部分改造内容19-20
• 2.2 本章小结20-21
• 第3章 数控系统设计21-44
• 3.1 数控系统选择21-23
• 3.2 西门子 840D数控系统介绍23
• 3.3 西门子 840D数控系统组成23-26
• 3.3.1 控制系统23-24
• 3.3.2 人机交互系统24-25
• 3.3.3 PLC模块25
• 3.3.4 驱动系统25-26
• 3.4 数控各硬件选型及特点26-34
• 3.4.1 控制模块，人机界面及PLC模块的选型26-27
• 3.4.2 伺服电机与驱动系统的选型27-33
• 3.4.3 测量系统选型33-34
• 3.5 通讯34-39
• 3.5.1 PROFIBUS总线35-37
• 3.5.2 MPI/OPI总线37-39
• 3.5.3 NCU与SIMODRIVE 611D通讯39
• 3.6 硬件接口设计39-42
• 3.7 本章小结42-44
• 第4章 软件设计及参数设置44-66
• 4.1 机床PLC逻辑控制系统44-61
• 4.1.1 PLC的主要功能和原理44-45
• 4.1.2 机床PLC控制程序硬件组态设计45-49
• 4.1.3 机床PLC输入输出地址分配49-53
• 4.1.4 机床PLC程序主体结构53-55
• 4.1.5 主要用户程序举例55-61
• 4.2 HMI驱动配置61-62
• 4.3 轴配置62-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第5章 调试补偿与数据备份66-76
• 5.1 轴运行优化66-67
• 5.2 轴的螺距补偿67-70
• 5.3 过象限补偿70-72
• 5.4 测试结果72-73
• 5.5 数据备份73-74
• 5.6 本章小结74-76
• 第6章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-80
• 致谢80

【参考文献】

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1 兆辰;机床数控化改造在德国已成为一门新兴产业[J];世界制造技术与装备市场;2002年06期

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本文编号：936651