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西门子840d
在磁流变抛光设备中,自动对刀测量是建立工件坐标系、工件位姿测量及缎带标定等功能的必要前提.基于西门子840D数控系统,采用雷尼绍MCP测头,设计了对刀测量方案和对刀功能模块,较为经济地实现了磁流变抛光工艺对刀测量高定位精度及高安全可靠性的应用需求.该对刀技术方案可应用于普通数控机床自动化改造中实现自动对刀功能.
叙述了数控机床西门子840D sl系统,针对特殊编码器(圆光栅)的调试,以及在调试过程中出现报警的解决办法。
大型数控旋风铣床一般加工工件较长,使用头架顶尖和尾架顶尖装夹工件后工件会中间下垂。为了提高加工精度,减小工件下垂,需要几个中心架给工件提供支撑。在铣削工件的过程中,根据铣削拖板在不同的位置,需要中心架向上移动支撑工件,向下移动让过拖板。西门子840D SL数控系统多通道功能可以很好地解决铣削的拖板和中心架同时移动控制的需求。以数控旋风铣床中的具体应用为例,详细介绍了西门子系统多通道功能的设置,以及工件多点支撑控制的设计和调试方法。
通过充分利用信息物理融合系统，使制造业向数字制造转型，制造业需要转型升级，除了要依靠先进的信息技术，更重要的还是提高制造业企业的创新能力和业务模式，从根本上改变自身在经济产业链当中的地位，从而提高整体效益。产业化程度的加速，产业结构的调整和升级，数控技术在现代企业中大量应用，使制造业朝着数字化的方向迈进。数控系统采用计算机控制技术，由软件来实现部分或全部的功能，具有良好的柔性，通过软件很容易改变或扩展其功能，以适应各类数控机床和特殊工件的要求，也为柔性制造系统奠定了基础。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。CRIP标准循环在曲轴磨床中的应用，能够一次装夹完成曲轴连杆颈、主轴颈多段加工，提高加工的精度，提高生产效率。
1台五坐标龙门加上中心，使用西门子840D数控系统，人机通信中央处理单元采用PCU50。目前PCU50无法通过以太网与服务器通信。
1．机床及故障MC625MF4K数控龙门铣床（白俄罗斯产），数控系统为西门子840D。机床工作台8m×5m。工作台拖动件由模数20的蜗杆（相应国产机床蜗杆模数为19）与12块蜗母条组成。机床使用1年后，用耐磨材料粘接的12块蜗母条齿形面严重破损，多处断裂脱离。机床生产厂家进厂更换一套蜗母条，费用25万元人民币，又使用1年后出现同样故障。
1．机床撞机事故过程及分析
沈阳中捷5轴立式加工中心VMC13120U，数控系统是西门子840D POWERLINE，主轴是意大利OMLAT电主轴。机床在加工工件时，由了调错刀号（刀号对应刀库中是把空刀且刀具表中无补偿数据），致使机床主轴与工件直接碰撞，造成机床电主轴损坏。
对于使用永磁体的同步电机来说，在使用之初需要测量出编码器零标记和转子之间的相位角，这样才能保证转子永久磁场与定子的电磁场同步。如果这个角度未测或者角度设定不准确，都会导致电机运行时电流过大。对于配置了直线电机、力矩电机或同步电主轴的数控机床来说，在初次调试或更换新的测量系统后，都需要完成同步角的测量。以西门子840D POWERI．INE配置611D驱动为例，说明同步电机相位角的测量方法。
数控机床在线检测技术的发展，为数控加工过程的质量监控提供了一套更为高效的方法。本文在西门子840D系统数控机床的加工过程中，利用雷尼绍OMP60测头系统对工件、夹具等进行在线检测，通过测量值的分析、计算并反馈，实现对被加工工件定位状态、加工尺寸的实时监控及自动补偿，从而大大提高数控机床加工效率，确保工件加工质量。
对异步电动机星角转换降压起动的工作原理进行分析,归纳了影响异步电动机起动转矩的因素.针对高速电主轴在加工中心等高档数控机床上使用时的控制要求提供了解决方案,并在西门子840D数控系统上通过PLC编程实现了高速电主轴的星角转换控制.实验证明,本方案可以满足电主轴在低速运行时输出高转矩的控制要求且电主轴运行稳定.
金月芽期刊网 2018用西门子840D系统改造S40-105 卧式加工中心
年代，我单位从美国引进一台机床公司生产的卧式。型号为数控系统为先驱者两交换台，刀库为链条式容量为把刀。引进后发现机 床稳定性差，故障率高。时有刀库定位不准，主轴准 停无动作，系统经常引导不成功。以至最后无 法进入引导程序启动机床。停机一年多后，于年提出对此机床进行改造。更换新的数控系统。
改造卧加，方案如何选择这是摆在我 们面前的一个主要问题。它含主轴、、、 、轴及刀具和交换工作台的控制。、、轴配光 栅尺全闭环，系统带硬盘及软驱。
性价比是关键。操作、编程简单方便、维修容易 上手，这也是必须顾及的问题。经过调研，对国内市 场占有量较大的多家国外公司的数控系统进行全 面比较后，我们选用了西门子系统。理由：西门子提供全中文操作、编程、维修的中文资 料，且人机对话的功能很强、很直观，深受操作者欢 迎。西门子系统刀具长度补偿自动激活，不需在 程序中编相关的执行刀具长度补偿的指令，防止了 由于漏掉或写错刀具长度补偿语句时造成撞机故 障。西门子有很强的编译预处理功能段程序段），避免了由于编程超程而引起的撞机事 故发生及程序段的错误提前报警提示。)数控系统 功能模块化总线控制。西门子数 控系统有控制个轴到可控制个轴的多种模块提供选择。硬件连接简单，扩展容易。可编程控 制器为开放性很强。标准配置很全， 无需选择选择功能。性价比高。
我们和北京凯普精益机电技术公司共同合作 完成的改造任务。
2系统硬件组成
1)NCU571.3.数控单元
NCU 单元集成了 SINUMERIK840D 数控 CPU 和S7-300的PLC CPU芯片，包括数控软件和PLC 软件。
人机交换装置
人机对话单元。它本身就是一台带硬盘 的计算机操作系统），内置网卡、软驱。
操作面板及显示单元。建立起系统与操作人员之间的交互界面。
全数字伺服驱动装置SIM0DRIVE611D配以 1FK进给伺服电机和1PH的主轴电机 611D MSD 主轴伺服模块:6SN-0LA1 主轴电机：1PH.-0B00 611D FDD 交流伺服模块:6SN-0CA16SN-0CA1
伺服电机：卩^-人^-八入〇(、
Y、Z、B 轴）
Y轴带制动器 4)可编程控制器PLC
SINUMERIK840D 系统集成 S7-300 的 PLC,并 通过通讯模块IM361扩展外部的I/O模块。开放性 很强。
改造中还更换了刀库编码器，主轴定向用编码 器。
3系统软件设计
程序设计是数控改造的主要工作。
程序是连接和机床的桥梁。它是实现 机床的辅助动作顺序逻辑控制的核心。的 程序的结构由块组成。西门子已为用户 提供了一些标准的功能块，供用户选用。我们在 程序中设计了标准功能块、初始化块、主轴 控制块、刀库位置更新块、工作台自动交换块、工作 台手动交换块、刀库自动控制块、刀库手动控制块、 刀具自动交换块、刀具手动交换块、报警处理块等 功能模块。
举例工作台交换控制
交换步骤为步：（工作台上升)机床门 开拖架伸出到机床侧，取机床上的工作台)工 作台下降，将工作台放到拖架上拖架缩回，取回 工作台台和台交换拖架伸出，将新的工 作台送至机床（工作台上升，取下拖架上的工作 台拖架缩回（工作台下降（机床门关。调 用指令激活工作台自动交换。
工作台自动交换子程序如下：（用M39调用） PROC PALLETCH SAVE DISPLOF SBL0F G500 DO
SUPA G01 Z=-0.961 F=2000;Z 轴工作台
SUPA G01 X=-50.635 F=2000;X 轴工作
台交换位置
SUPA POS [B] =DC (359.032); B 轴工作台 交换位置
激活工作台自动交换
第步台和台交换程序设计如下
工作台交换动作在监控时间内来完成
(凯普管理器)设计 用户通用数据设置：主要设置了主轴刀号、机 械手刀号、刀库当前所在位置、当前工作台台在 机床上、当前工作台台在机床上个信息。主要 解决换刀故障和判断工作台台、台的位置，以 便正确的调用加工。
用户设定数据设置：它包含刀具交换时是采用随机方式或是固定方式的选择;未回参考点是否允 许NC启动以及系统中需要的时间定时器时间的设 定等数据。
刀具管理器：当系统启用了随机刀位换刀功 能，则必须使用刀具库管理器。 4联机调试
PLC程序编制完成后，进行联机调试。（见系统 结构图）
首先应按西门子840D系统硬件的连接要求， 将各功能模块正确连接，确保无误。然后对NC系统 参数及机床各数据进行正确设置，调试中对有一些 参数随时进行修改，使其满足机床的要求。再对伺 服系统参数进行优化。调试过程中外围的问题比较 多,需要一定的时间加以解决。
在机床正常动作调试完成后，我们用雷尼绍公 司的激光干涉仪对机床数控轴的定位精度，重复定 位精度进行了测试、调整、使其满足设计要求。
机床改造于2004.05.正式交付使用。运行至今 故障率比过去大大降低。其发生的故障均是外围的 开关、电磁阀的问题。西门子840D系统及驱动装置 均未出现一次故障。
我们认为用西门子840D改造后，保证了 S40- 105机床的精度髙、可靠性好、抗干扰能力强、操作 方便。深受操作工和维修人员的欢迎和好评。
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西门子840Dsl数控系统在设备维修中的应用实例探究
　　摘 要：近年来西门子公司全新开发了一代高档数控系统――西门子840Dsl。该系统具有模块化、开放性、灵活性和统一性的结构特点。本文主要从该系统的特点出发介绍西门子840Dsl数控系统在设备维修中的应用。 中国论文网 http://www.xzbu.com/4/view-7548813.htm　　关键词：西门子840Dsl；数控系统；设备维修 　　企业为了适应当前日益激烈的竞争环境研发出了许多能应求市场变化的高技术产品。作为西门子公司全新开发的一代高档数控系统――西门子840Dsl有着良好的模块化、开放性、灵活性和统一性的结构特点。它具有最优可视化界面、最佳操作编成体验和最优网络集成的功能，这些特点和功能保障该数控系统适用于所有工艺功能的系统平台，本文主要从该系统的特点出发介绍西门子840Dsl数控系统在设备维修中的应用。 　　1 西门子840Dsl数控系统的介绍 　　西门子840Dsl数控系统是通过SIMATIC S7-300 自动化系统在集成结构紧密、高功率密度的SINAMICS S120 驱动系统中实现的一种用于中高档性能的整套数字系统。该系统广泛用于某些加工工艺，刀具和模具的制造，木材和玻璃的加工，传送线和回转机等场所，例如：车削、钻削等。该系统设计具有以下的优点： 　　1.1 设计紧凑到位 西门子840Dsl数控系统的所有的驱动在封闭环境下进行控制，它将驱动控制和通讯模板紧密地集中于NCU单元中，使组件之间的距离可达到100m，这样的设计方式大幅度地降低了设备的布线成本。 　　1.2 高开放性和高灵活性 西门子840Dsl数控系统的硬件和软件在CNC和操作方面具有可伸缩性。西门子840Dsl数控系统具有不同类型的NCU。NCU710.2最多拥有6个轴，若使用NCU720.2则可以使轴的数量增加至31根，以此来提升驱动的动力。此种设计可适用于从简单的定位到复杂的多轴系统工作。具有高开放性的HMI和NCK能满足不同类型的个性化需求，而强大的PLC/PLC通讯功能和以太网为基础进行操作的分布式现场设备和I/O设备能连接到NCU中。CNC的高开放性能将多种创新机器的运动方法灵活快速地实现。 　　1.3 较好的动态性能和加工精度 西门子840Dsl数控系统由于动态伺服控制是在封闭环境位置的控制技术，这样可以保障机器获得最佳的动态性能。在表面加工方面更是体现了其具有优势的运行方法，提高了表面加工的质量，同样是刀具和模具制造的理想设备。在用电方面，为了有效地防止母线电压的波动，840Dsl数控系统采用了调节型电源模块。 　　1.4 简单易懂的编程和简便的操作 西门子840Dsl数控系统主要支持DIN和ISO两种编程语言，同样也支持ShopMill或ShopTurn工作步骤编程，主要用于像数控程序管理这方面的车间数控和MCIS等产品。并且一台NCU/PCU上可以连接4个、距离可达100m的分布式操作面板，方便易于操作。 　　1.5 安全性能高 SINUMERIK Safety Integrated是一种被认证过的集成式安全功能，它已运用于西门子840Dsl数控系统。在基于简单操作的基础上，很大程度上保护了操作人员的安全性和机器的安全性。提空除了在NCU和PCU上能形成防火墙功能外，还能制造商循环加密，将数控系统与其他网络相隔离，使其处于一个较为安全的环境中。 　　2 西门子840Dsl数控系统在设备维修中的应用 　　基于以上西门子840Dsl数控系统的特点和优越性，该系统广泛的应用于设备的维修中。 　　2.1 西门子840Dsl数控系统伺服跟踪功能在维修中的应用[1] 在生产中为了使产出的产品达到较高的合格率就必须保证良好的机床静态和动态精确度。相对于静态精度检查简易性的特点，机床的动态精度则需要借助于专业的仪器和分析软件用于检测，西门子的伺服跟踪功能就可以达到仪器检测的功能，它不但可以检测机床的动态精度还能完成对每个轴电流负载变化的监控，用此系统能够快速方便地查看系统内部操控的逻辑关系，找出机床中存在的相关问题。 　　在操作中首先选择出需要检测的轴号和实际需要测量的物理量，例如轴转动的实际速度和位置等。利用西门子840Dsl数控系统的伺服跟踪功能找出其不同于其他地方的变法，对存在问题的地方加以调整，达到检修的目的。例如：在加工某个工件时使用的是五轴卧式铣床，发现在加工接刀位置的Y向右轻微的过切现象，但是利用专业软件对其仿真加工时却没有出现此类现象。因此采用西门子840Dsl数控系统的伺服跟踪功能对Y轴运动时的电流进行测试，测试中发现，当向上运动时，电流出现在3.4～8.2安培之间，但当Y轴向下运动时电流却显示在0.6～3.2安培附近。因此针对工件过切的地方对Y轴的平衡压力进行了调整，发现工件的表面得到了明显的改善。 　　西门子840Dsl数控系统的伺服跟踪功能不但可以应用在机床的调试上，也能用于数控设备维修的调试中。在今后的生产中，如果对此功能能熟练地应用，不仅可以降低设备的维护成本，较大程度上提升机器的维修率，还能预防机器的维修，提高产率。 　　2.2 雷尼绍测头系统在西门子840Dsl数控系统中的设备检测应用[2] 随着科学技术的发展，数控机床的在线检测技术也得到了较高的发展。基于西门子840Dsl数控系统而添加雷尼绍测头系统采用分析、计算加工工件的位置、尺寸等在线检测数据等方法，对其加工状态进行实时监控和自动的补偿，提高了数控机床的加工效率和加工质量。 　　以西门子840Dsl系统B+W卧式为中心，利用雷尼绍OMP60测头系统的车间6DM体线MBOP10工序设备能改正气缸体毛坯定位的误差，从而提高加工质量。利用雷尼绍OMP60侧头系统能改变由气缸毛坯定位面偏差大引起的加工定位不准确，部分气缸体毛坯无法加工浪费材料的现象。为得到气缸毛坯的中心实际位置，测试者在加工前测量了气缸毛坯的2、5缸的缸孔位置。通过数据自动补偿后的加工程序粗加工缸孔后，夹具松开。在夹具夹紧工件后系统再次测量加工后的2、5缸的缸孔位置，然后再次使用补偿过后的程序进行精加工。通过此类的改进和维修，完全解决了因气缸体毛坯定位面偏差大所造成的浪费材料的现象，较大程度提高了产品的生产率和设备的利用率。 　　采用线性测量方法的西门子840Dsl系统和雷尼绍系统能在机床数控加工过程中使操作者及时发现相关问题。该应用充分地体现了机床数控系统的能力，及时检测系统反馈的信息并达到修正系统误差的效果，更加保证了产品质量的提升。 　　参考文献： 　　[1]罗兴华.西门子840D数控系统伺服跟踪功能在维修中的应用[J].制造技术与机床，2014（08）：139-142. 　　[2]范芳洪.雷尼绍测头系统在西门子840D数控系统上的应用[J].科技广场，2015（03）：96-98.
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