【文章內容簡介】 務和市場供應性?，F(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)升級和功能拓展的可能性也是消費者著重考慮的問題之一。經(jīng)驗證明，一套數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命6一年，而近年隨著電子技術的飛速發(fā)展，世界上名牌數(shù)控系統(tǒng)制造公司基本上35年內更換一代產(chǎn)品，68年的時間差不多有兩代數(shù)控系統(tǒng)誕生，原數(shù)控系統(tǒng)若能隨時升級或實現(xiàn)功能拓展，對消費者而言將是求之不得的。數(shù)控系統(tǒng)的選擇有多種方案，如全部自行設計、制作:采用單片機或STD模塊改制。選用現(xiàn)成的數(shù)控系統(tǒng)作少量的適應性改動或配接。在實際改造應用中，多采用以下兩種方案:一是數(shù)控系統(tǒng)能滿足實際所需的功能，這時絕大多數(shù)都買現(xiàn)成產(chǎn)品的方案，投資不一定會省，往往是投資更多，而且質量也不易保證，甚至可能失敗。二是沒有現(xiàn)成產(chǎn)品實現(xiàn)所需的特殊功能，此時大多采用外購性能接近，性價比優(yōu)良的數(shù)控系統(tǒng)，然后自行補充或修改，至少也是用STD模塊和工控機制作，很少全部自行制作。X5032普通立式升降臺銑床的數(shù)控化改造，從功能上要保證主軸正反轉控制，X, Y, Z三個進給軸數(shù)控聯(lián)動，開環(huán)控制，加工平面類、槽類、凸輪等零件的要求來看，沒有其他特殊功能要求，通用數(shù)控系統(tǒng)即可滿足要求，市場上有多種類型數(shù)控系統(tǒng)可供選擇。為此在數(shù)控化改造時，從市場上購買現(xiàn)成數(shù)控系統(tǒng)，至少實現(xiàn)兩軸聯(lián)動，開環(huán)控制。完成圓弧插補和刀具補償?shù)裙δ堋?數(shù)控系統(tǒng)的品牌選用當前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外著名公司有德國SIEMENS公司、日本FANUC公司。國內公司有華中數(shù)控公司、廣州數(shù)控設備廠、中國珠峰公司、北京航天機床數(shù)控系統(tǒng)集團公司、南京新方達數(shù)控有限公司、上海開通數(shù)控有限公司、南京清華通用數(shù)控工程有限公司、南京大地數(shù)控有限公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程研究中心等。選擇數(shù)控系統(tǒng)時主要是根據(jù)數(shù)控改造后機床要達到的各種精度、各種性能等選擇性價比合適的系統(tǒng)，避免系統(tǒng)功能過剩，同時考慮到原車床的精度和改造的成本、周期、難易程度等各方面因素，決定采用以步進電機作為驅動元件、開環(huán)控制的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。國產(chǎn)的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家較多，價格上雖有優(yōu)勢，但性能和穩(wěn)定性稍差，所以決定采用國外的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。各個數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的數(shù)控指令格式差異較大，為了使改造后的車床能真正發(fā)揮其用處，最后決定采用西門子經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，最終確定數(shù)控系統(tǒng)品牌為SINUMERIK 802S base line。SINUMERIK 802S base line是專門為中國數(shù)控機床市場而開發(fā)的經(jīng)濟型CNC控制系統(tǒng)。其結構緊湊，具有高度集成于一體的數(shù)控單元、機床操作面板和輸入輸出單元。機床調試配置數(shù)據(jù)少，系統(tǒng)與機床匹配更快速、更容易。并具有簡單而友好的編程界面，保證了生產(chǎn)的快速進行，優(yōu)化了機床的使用。 第2章 電氣控制系統(tǒng)的設計　SINUMERIK 802S base 1ine數(shù)控系統(tǒng)特點SINUMERIK 802S base line數(shù)控系統(tǒng)集成了所有的CNC，PLC，HMI，I／O于一個單一的部件，其主要特點如下：可獨立于其他部件進行安裝。堅固而又節(jié)省空間的設計，使它可以安裝到最方便用戶的位置。操作面板提供了所有的數(shù)控操作，編程和機床控制動作的按鍵以及8英寸LCD顯示器，同時還提供12個帶有LED的用戶自定義鍵。工作方式選擇(6種)，進給速度修調，主軸速度修調，數(shù)控啟動與數(shù)控停止，系統(tǒng)復位均采用按鍵形式進行操作；SINUMERIK 802S base line的輸入、輸出點為48個24V的直流輸入和16個24V的直流輸出。輸出同時工作系數(shù)為0．5時負載能力可達0．5A。為了方便安裝，輸入輸出采用可移動的螺絲夾緊端子，該端子可用普通的螺絲刀來緊固；SINUMERIK 802S base line可控制三個進給軸和一個伺服主軸或變頻器。提供脈沖及方向信號的步進驅動接口。除三個進給軸外，SINUMERIK 802S baseline還提供一個177。10V的接口用于連接主軸驅動；SINUMERIK 802S base line的控制軟件已經(jīng)存儲在數(shù)控部分的Flash．EPROM(閃存)上，Toolbox軟件工具(調整所用的軟件工具)包含在標準的供貨范圍內。系統(tǒng)不再需要電池，免維護設計。采用電容防止掉電引起的數(shù)據(jù)丟失。程序的變化和新程序軟件存儲。系統(tǒng)軟件面向車床和銑床應用，并可單獨安裝。在每一個工具盒中都包含有車床和銑床的PLC程序示例，以便用戶能很快地調試完畢。工廠里的技術人員能夠很快地適應并且掌握SINUMERIK 802S base line的應用，快速地進行工業(yè)化生產(chǎn)，操作方便，而且很容易掌握?！?shù)控系統(tǒng)各部分的連接及接口設計　系統(tǒng)的接線SINUMERIK 802S base line數(shù)控系統(tǒng)連接如圖2－1。步進驅動STEPDRIVE C／C+和步進電機的連接如圖2－4所示。連接電纜必須使用屏蔽電纜。在系統(tǒng)一側，電纜內屏蔽層必須與插頭中的金屬殼相連，為了使模擬量的指令值信號免受低頻信號的干擾，驅動一側的屏蔽不能接地?！〗涌诓贾脭?shù)控系統(tǒng)連接如圖2—1所示。1. CNC部分(1)X1電源接口(DC24V)：3芯孔式端子排，用于連接24VDC負載電源；(2)X2通信接口(RS232)：9芯D型針式插座；(3)X6主軸接口(SPINDLE)：15芯D型孔式插座，用于連接一個主軸增量式編碼器(RS422)；(4)X7驅動接口(AXIS)，50芯D型針式插座，用于連接具有包括主軸在內最多4個模擬驅動的功率模塊；(5)X10手輪接口(MPG)，10芯針式端子排，用于連接最多2個電子手輪；(6)X20高速輸入接口(BERO)，10芯針式端子排，用于連接NC．READY繼電器和BERO接近開關。2. DI／O部分：(1)X100到X105，各為10芯插頭，用于數(shù)字輸入；(2)X200到X201，各為lO芯插頭，用于數(shù)字輸出； PLC輸入輸出接口定義SINUMERIK 802S base line在出廠時已經(jīng)預裝了“SAMPLEPTP”——集成PLC實例應用程序，我們在定義系統(tǒng)輸入輸出接口的時候，可以與廠家提供的PLC實例程序中的接口定義保持一致，這樣在改造的過程中，我們就無需自編PLC程序，只需利用廠家提供的“SAMPLEPTPPLC實例程序就可以了，所要做的工作只是設定一下PLC機床參數(shù)。本次改造的輸入輸出接口定義如表2—2所示。圖2—1數(shù)控系統(tǒng)接線圖　接口連接 電源端子的連接(X1)表2—2 PLC輸入輸出接口定義系統(tǒng)工作電源為直流24V電源，接到接線端子X1上。其CNC一側端子分配如表2—1所示。2. 通訊接口RS232的連接(X2)在使用外部PC／PG與802S base line進行數(shù)據(jù)通訊(WinPCIN)或編寫PLC程序時，使用RS232接口，各引腳如圖2－2所示。其引腳1為屏蔽，其它引腳功能參見信號說