西門子數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)改為半閉環(huán)研究

曾艷玲

（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 廣元 628000）

西門子數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)改為半閉環(huán)研究

曾艷玲

（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 廣元 628000）

曲軸車間數(shù)控加工機(jī)床多采用西門子數(shù)控系統(tǒng)，包含820D、840C、840D等數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)常出現(xiàn)控制環(huán)硬件故障。為不影響生產(chǎn)，維修過程中常采用將全閉環(huán)改為半閉環(huán)的檢修方法。此種方法可縮短機(jī)床故障修理時(shí)間，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

數(shù)控系統(tǒng)；全閉環(huán)；半閉環(huán)；西門子

開環(huán)控制是指控制裝置與被控制對(duì)象之間只有正向作用而沒有反向聯(lián)系的控制過程。在開環(huán)系統(tǒng)中，不需要對(duì)輸出量進(jìn)行測(cè)量。如交通指揮的紅綠燈轉(zhuǎn)換，自動(dòng)生產(chǎn)線等。

開環(huán)控制具有如下特點(diǎn)：①輸出不影響輸入，對(duì)輸出不需要測(cè)量，通常較容易實(shí)現(xiàn)；②組成系統(tǒng)的元、部件精度高，系統(tǒng)的精度才能高；③系統(tǒng)的穩(wěn)定性不是主要問題。而開環(huán)系統(tǒng)存在的主要問題有：①要求元、部件的精度要高；②當(dāng)存在變化規(guī)律無(wú)法預(yù)測(cè)的干擾時(shí)，不容易實(shí)現(xiàn)。

隨著曲軸新設(shè)備的不斷投入使用，現(xiàn)在曲軸加工車間采用西門子820D、840C、840D等數(shù)控系統(tǒng)的加工機(jī)床越來越多。由于機(jī)床設(shè)計(jì)和機(jī)床使用環(huán)境的原因，隨著曲軸產(chǎn)量不斷提升，西門子數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)控制環(huán)硬件故障，為了不影響生產(chǎn)，在維修過程中常采用將全閉環(huán)改為半閉環(huán)的檢修辦法。

1 操作程序

1.1 西門子820D

1.1.1 全閉環(huán)改為半閉環(huán)

軸數(shù)據(jù)31000由（1）更改為（0），31040由（1）更改為（0），驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)922由（0）更改為（106），NCK復(fù)位，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)922由（106）更改為（102），NCK復(fù)位，完成全閉環(huán)更改為半閉環(huán)。

1.1.2 半閉環(huán)改為全閉環(huán)

軸數(shù)據(jù)31000由（0）更改為（1），31040由（0）更改為（1），驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)922由（102）更改為（0），NCK復(fù)位，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)915【6】更改為（50013），916【6】更改為（50014），916【7.8】更改為（50016），NCK復(fù)位，完成半閉環(huán)更改為全閉環(huán)。

1.2 西門子840C

操作步驟方法如圖1所示。

圖1 840C全閉環(huán)更改為半閉環(huán)步驟

把4002/4-5Measure Circuit Connection（2）修改為（1），NCK復(fù)位，便成功將軸的全閉環(huán)控制修改成了半閉環(huán)控制。將4002/4-5Measure Circuit Connection（1）修改為（2），NCK復(fù)位，便成功將軸的半閉環(huán)控制修改成全閉環(huán)控制。

利用此辦法判斷出曲軸車銑加工中心S3軸磁性編碼器故障，并用接近開關(guān)代替磁性編碼器進(jìn)行半閉環(huán)改造。曲軸車銑加工中心S3軸磁性編碼器如圖2所示。S3軸電氣原理圖如圖3、圖4所示。

對(duì)機(jī)床的部分參數(shù)進(jìn)行計(jì)算調(diào)整。

齒輪比

圖2 S3軸磁性編碼器外形圖

圖3 改造前磁性編碼器與主軸的關(guān)系

圖4 改造后接近開關(guān)與主軸的關(guān)系

修正零點(diǎn)偏置：Zero mark offset 4592=某一個(gè)值（該值是一個(gè)變量，根據(jù)每一次的實(shí)際偏移量進(jìn)行修改）

S3軸的準(zhǔn)停功能主要為換刀和車功能服務(wù)，因?yàn)橹挥性谔囟ǖ奈恢茫毒叩膴A緊放松才能實(shí)現(xiàn)，同時(shí)才允許進(jìn)行車削加工。因此，安裝金屬感應(yīng)塊與接近開關(guān)的相對(duì)位置就顯得特別關(guān)鍵，如果出現(xiàn)偏差將會(huì)使刀盤不能完成抓刀動(dòng)作，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致授油嘴的損壞?？紤]到上述問題，經(jīng)過了多次試驗(yàn)和調(diào)試最終決定將其安裝在如圖5所示位置。

安裝結(jié)束后，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，每一次主軸都能停止在要求的位置，滿足了改造要求。

1.3 西門子840D

把軸數(shù)據(jù)30200由（2）更改為（1），NCK復(fù)位，在PLC狀態(tài)把DB3（）.DBX1.5由（0）更改為（1），便成功地將軸的全閉環(huán)控制修改為半閉環(huán)控制。

2 難點(diǎn)及亮點(diǎn)

圖5 接近開關(guān)及感應(yīng)塊安裝位置示意圖

難點(diǎn)：必須熟練掌握機(jī)床參數(shù)的用途，以及明白修改這些機(jī)床參數(shù)能達(dá)到什么目的，有無(wú)對(duì)機(jī)床產(chǎn)生危害等。對(duì)相關(guān)專業(yè)英語(yǔ)有較高的要求。

亮點(diǎn)：可快速判斷機(jī)床故障，使機(jī)床盡快投入使用。

3 取得成效

（1）應(yīng)用西門子840C全閉環(huán)更改半閉環(huán)技術(shù)對(duì)某工廠德國(guó)進(jìn)口曲軸車銑加工中心S3軸進(jìn)行改造，改造后完全達(dá)到曲軸加工工藝要求。

（2）應(yīng)用本方法判斷出齊重?cái)?shù)控曲軸車床X軸光柵尺測(cè)量頭故障并解決，系統(tǒng)西門子802D。

（3）應(yīng)用本方法對(duì)上重曲軸連桿頸數(shù)控磨床Z軸光柵尺進(jìn)行清洗維護(hù)，解決了該機(jī)床Z軸控制環(huán)硬件報(bào)警，系統(tǒng)西門子840D。

（4）利用本方法可帶來直接或間接經(jīng)濟(jì)效益：按磨床或車銑中心1000元/h，每天運(yùn)轉(zhuǎn)16h（兩班倒或三班倒），測(cè)量尺采購(gòu)周期20天（海德漢等國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)無(wú)現(xiàn)貨，需從國(guó)外采購(gòu)），一臺(tái)設(shè)備一次光柵尺故障可挽回經(jīng)濟(jì)損失32萬(wàn)元。

（5）縮短機(jī)床故障修理時(shí)間，提高工作效率。

本文所述同類設(shè)備出現(xiàn)類似故障，均可借鑒此種解決方式臨時(shí)處理，既可滿足生產(chǎn)要求，又可減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，具有一定推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]李 南，張 博，馬存福.西門子802D數(shù)控系統(tǒng)在DPS1800車床數(shù)控改造中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2009.

[2]西門子公司，編.西門子802D參考說明書及調(diào)試手冊(cè).西門子公司，2009.

[3]西門子公司，編.西門子840C參考說明書及調(diào)試手冊(cè).西門子公司，2009.

[4]西門子公司，編.西門子840D參考說明書及調(diào)試手冊(cè).西門子公司，2009.

Change from full closed loop into semi closed loop for Siemens CNC system

ZENG Yanling
（Sichuan Vocational College of Information Technology,Guangyuan 628000,Sichuan China）

The Siemens CNC system has been mostly adopted in the NC machine of crankshaft workshop, including 820D,840C,and 840D CNC system.The fault of control loop hardware has been always happened.In order to not affect the production,the semi closed loop repairing method has been selected instead of full closed loop during the repairing process.Thus in this way,the repair time for machine tool fault has been shortened.The working efficiency has been improved,which can satisfy the production demands and reduce the economic loss.

Full closed loop;Semi closed loop;802D;840C;840D

TH17

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.06.013

1672-0121（2016）06-0050-02

2016-07-30；

2016-08-15

曾艷玲（1980-），女，講師，碩士在讀，從事機(jī)械專業(yè)教研。E-mail：zyl_ls@163.com