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引言

隨著"中國制造2025"戰略的實施,數控機床的智能化和機械制造轉型升級需求越來越迫切。高檔數控機床是加工制造業必不可少的工具,但是我國現有的數控機床大多數是老式機床,功能單一、生產效率低,無法滿足生產任務需求。因此,數控機床的改造在國內加工制造業內有著巨大的需求,改造老式數控機床,提高其精度,豐富其功能,對我國機械制造業有著重要的意義。

由于生產加工任務變化,某車間一臺三軸（x、Y、Z軸）的828D數控機床經常需要根據任務需求增加第四軸（A軸）。該軸安裝在原機床工作臺上,配合x、Y、Z軸共同完成加工任務。在該加工任務完成后,為不影響其他加工任務,通常需要將A軸移走,使其不占用工作臺的空間。而在移走A軸時,需要將電機動力線、編碼器線以及壓力檢測線等拔掉,將造成已經配置好的系統出現報警現象,使得機床無法正常使用。考慮到加工任務經常變化,為了既快捷又方便地添加和移除第四軸,本文對828D數控系統一鍵添加與刪除第四軸的改造方法進行了詳細介紹。

1系統功能分析

該型號機床采用西門子828D數控系統,系統原理圖如圖1所示。系統采用828DPPU261,并配置s120書本型驅動,最大配置軸數為6,這里只配置了x、Y、Z、A四軸。在改造后的系統中,x、Y、Z軸為功能固定軸,A軸為功能變化軸。A軸變化會造成系統配置變化,因此在改造過程中必須對系統的相關程序配置進行深入了解。此次改造有以下幾個難點:

（1）添加和刪除A軸需要正確理解原PLC和828D接口地址的含義,并修改相應的PLC程序。

（2）需要理解原PLC數據塊的含義,并根據功能需求建立相應的數據塊。

（3）需要理解原xML文件的內容,并根據添加和刪除A軸時需要的相關功能,對xML文件的內容進行增加、刪除、修改等操作。

2改造方法的實現

2.1添加數據塊

如圖2所示,在828DProgrammingToolLibrary里找到DB9905數據塊,并將其添加到用戶的PLC程序中。DB9905數據塊的內容如圖3所示,該數據塊定義了HMI操作與PLC響應之間的關系。

如圖4所示,創建DB9030數據塊,將初始密碼放在DB9030.DBD8地址中,并與DB9030.DBD4地址的值進行比較。

圖1828D數控系統原理圖

圖2添加DB9905數據塊

圖3DB9905數據塊

如果DB9030.DBx0.0置1,則激活該功能。DB9030數據塊的內容如圖5所示,該數據塊主要是存儲密碼。

圖4創建DB9030數據塊

圖5DB9030數據塊

2.2編寫PLC程序

西門子828D集成基于sIMATICs7-200系列的PLC,PLC接口信號負責組織PLC和NC、PLC和HMI之間的信息交換。編寫的PLC程序如圖6所示,當輸入密碼與預設密碼一致時,DB9030.DBx0.0置1,使選項使能,此時HMI上顯示"激活"按鍵,就可以通過"激活"按鍵來添加A軸。當密碼不正確時,HMI上的"激活"按鍵處于隱藏狀態,無法進行操作。按下"激活"按鍵后,來自HMI的信號DB9905.DBx0.1(HMIePLC）置1,此時DB9905.DBx2.0(PLCeHMI）置1,可以激活0ptionMD。

取消A軸時,點擊HMI上的"取消激活"按鍵,此時來自HMI的信號DB9905一DBx0一2(HMIePLC）置1,使密碼失效,并復位DB9905一DBx2一0,A軸就已經被取消。

2.3創建XML文件

xML(.xt.neisb.MlrkupLlngulg.）是由w3C提出的一種可拓展標記語言,具有獨立于平臺、可拓展性、自描述性等特性。在西門子828D系統中,xML文件存儲著系統的相關配置信息。PLC程序編寫好后,需要在828D系統CF卡的o.meinum.rikhmidvm目錄下創建一個名為lgm一xmb的文件(區分大小寫,要用小寫）。如圖7所示點擊"系統數據"按鍵找到"系統CF卡"界面,在"dvm"文件處點擊"新建",把文件名寫為lgm一xmb。xML文件的內容如圖8所示。

圖7創建XML文件

圖8XML文件內容

2.4激活和取消A軸

在"參數"中點擊"未激活狀態",可以看到如圖9所示的HMI界面,按下"使能功能"鍵輸入密碼,可以激活設置的功能。

圖9HMl界面

在HMI上點擊"激活"按鍵,激活密碼驗證,此時系統會自動重新啟動,重啟后A軸的相關配置就加載到系統中了。取消A軸時,只需要在HMI界面上點擊"取消激活"按鍵,就可以移除A軸,包括硬件設備。

3結語

本文詳細介紹了828D系統一鍵添加與刪除第四軸的改造方法。通過這些設置,可以根據機床的功能需求,方便地添加和刪除第四軸,操作簡單易懂。通過對828D系統的研究,完成了帶有A軸的老式機床的技術改造任務,提高了機床的使用靈活性,增強了機床的加工功能,也為后續相關機床的維修、技術改造積累了經驗。