1.改造方案的選擇

　　1.1數(shù)控系統(tǒng)的選擇

　　從國(guó)內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看破衔，這一類的機(jī)床基本上都是從歐洲進(jìn)口的清女，所配的數(shù)控系統(tǒng)幾乎全部是西門(mén)子公司的8M系統(tǒng)，PLC則是西門(mén)子公司的S5-150系列晰筛，而驅(qū)動(dòng)部分大部分是西門(mén)子的直流驅(qū)動(dòng)嫡丙。

　　在確定改造方案時(shí)，由于經(jīng)費(fèi)等方面的原因镐怔，大部分用戶都會(huì)選擇驅(qū)動(dòng)及電機(jī)部分保留而只更換系統(tǒng)的方案忠帝，這樣出于系統(tǒng)的延續(xù)性和兼容性的原因侣赘，用戶多會(huì)選擇西門(mén)子公司SINUMERIK 840C系統(tǒng)。該系統(tǒng)是西門(mén)子公司在九十年代初推出的高檔系統(tǒng)涝猩，功能強(qiáng)大频澜，使用靈活，適用于各種類型的機(jī)械加工設(shè)備期司，目前在國(guó)內(nèi)也擁有大量的用戶蛙府。如果用戶在經(jīng)費(fèi)方面沒(méi)有問(wèn)題，則還可以有另一種選擇揣交，即選用SINUMERIK840D系統(tǒng)树聪，這樣的話，則驅(qū)動(dòng)和電機(jī)都需要更換殷靖。SINUMERIK840D系統(tǒng)是西門(mén)子公司九十年代中期推出的一款純數(shù)字的高檔數(shù)控系統(tǒng)胡电，與之匹配的驅(qū)動(dòng)和電機(jī)也都是數(shù)字的，從發(fā)展趨勢(shì)看介劫，該系統(tǒng)已進(jìn)入成熟期徽惋，現(xiàn)已成為西門(mén)子公司高檔系統(tǒng)中的主流機(jī)型。

　　1.2 PLC的選擇

　　根據(jù)所選系統(tǒng)的不同座韵，也就相應(yīng)選擇了不同的PLC险绘。

　　SINUMERIK840C系統(tǒng)所配的PLC是S5-135WD，在這里可供用戶選擇的是PLC硬件的形式誉碴。一種選擇是分布式I/O (DMP)宦棺，另一種選擇是擴(kuò)展單元185U；兩　　種選擇相比較而言黔帕，DMP的接線比較麻煩代咸，但價(jià)格便宜，而185U接線簡(jiǎn)單成黄，原150的前連接器都可保留呐芥，但價(jià)格較貴。從使用的角度來(lái)講奋岁，兩種方案都可以滿足系統(tǒng)的功能要求思瘟。

　　SINUMERIK840D系統(tǒng)所配的PLC是S7-300，相對(duì)來(lái)講接線的工作量與840C系統(tǒng)選擇DMP類似槽邮。

　　2.機(jī)床電氣系統(tǒng)的處理

　　在電氣系統(tǒng)的處理上耻胖，要以"少動(dòng)"為原則，基本上保留原機(jī)床的電氣系統(tǒng)连载，只將跟系統(tǒng)有關(guān)的部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)栽不。對(duì)于外圍輸入輸出點(diǎn)的處理挣徽，則以保留原地址為原則异浸，即使有不用的點(diǎn)哲童，也最好保留它的地址，不要被其它點(diǎn)占用锐洞，這樣在PLC程序的處理上要有利的多堡酗。這一點(diǎn)在后面再作解釋。

　　3. PLC程序的處理

　　在此僅以8M系統(tǒng)更換為SINUMERIK840C系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明PLC程序處理時(shí)要注意的問(wèn)題窜交。

　　對(duì)PLC程序的處理斜兽，一個(gè)基本原則是盡量保留原PLC程序，只是在原程序的外圍加一個(gè)轉(zhuǎn)換程序羽址，將與系統(tǒng)有關(guān)的部分作必要的轉(zhuǎn)換帕恩，這樣可最大限度地減少工作量，同時(shí)又最大限度地保留了原PLC程序中的一些安全保護(hù)措施剩失。從我的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看屈尼，這種方法是這類系統(tǒng)改造項(xiàng)目最好的處理辦法。

　　3.1系統(tǒng)功能塊(Function Block)的處理

　　在西門(mén)子的PLC產(chǎn)品中拴孤，不同的系統(tǒng)有不同的系統(tǒng)功能塊脾歧，因此在進(jìn)行系統(tǒng)更新時(shí)，必須要對(duì)系統(tǒng)功能塊進(jìn)行相應(yīng)的處理演熟。

　　在將8M系統(tǒng)更新為840C系統(tǒng)時(shí)鞭执，對(duì)于跟數(shù)據(jù)塊有關(guān)的功能塊(FB11，F(xiàn)B60)要更新為新的FB11和FB60芒粹，對(duì)于其它的系統(tǒng)功能塊則可以刪除兄纺。

　　3.2系統(tǒng)接口信號(hào)的處理

　　在西門(mén)子的系統(tǒng)中，NC與PLC之間的通訊都是通過(guò)接口信號(hào)實(shí)現(xiàn)的化漆，而接口信號(hào)又包括NC→PLC和PLC→NC兩大部分囤热，其中PLC→NC屬于控制信號(hào)，通過(guò)這些信號(hào)可以完成對(duì)系統(tǒng)動(dòng)作的控制获三；NC→PLC屬于系統(tǒng)給出的狀態(tài)信號(hào)旁蔼，可用于判斷系統(tǒng)是否正確執(zhí)行了控制信號(hào)的要求。因此豁登，如何處理這部分PLC程序是系統(tǒng)改造中的重點(diǎn)容厦，也是本文要著重介紹的部分。

　　在8M系統(tǒng)中嗦府，所有的接口信號(hào)都是占用的標(biāo)志位(Flag)牙茅，而840C系統(tǒng)中，接口信號(hào)基本上都在數(shù)據(jù)塊(DB)中肺致，因此在新的PLC程序中要增加信號(hào)轉(zhuǎn)換這部分程序指锉。由于接口信號(hào)是雙向的，因此在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換程序時(shí)要設(shè)計(jì)兩個(gè)程序塊哈涣，一個(gè)用于處理NC→PLC的信號(hào)吹对，一個(gè)用于處理PLC→NC的信號(hào)邀曲。下面就分別加以論述。

　　3.2.1標(biāo)志位(Flag)的處理

　　在SINUMERIK840C系統(tǒng)中暮戏，F(xiàn)Y0-FY24是被系統(tǒng)占用的撕拇，而在8M系統(tǒng)中，這部分信號(hào)則是接口信號(hào)中的一部分垃散，因此在作PLC程序的轉(zhuǎn)換時(shí)首先要處理這部分信號(hào)豌熄。具體方法是：在調(diào)用原8M系統(tǒng)OB1之前，將FY0-FY24保存到數(shù)據(jù)塊中物咳，在調(diào)用之后锣险，再將FY0-FY24恢復(fù)，以便840C系統(tǒng)能正常工作览闰。

　　3.2.2手動(dòng)方式(Manual Control)的處理

　　在這種類型的機(jī)床上幾乎都配置了手動(dòng)操作方式囱持，這種操作方式與840C有較大差別，而操作者對(duì)這種操作方式又比較習(xí)慣焕济，因此在系統(tǒng)更新時(shí)最好予以保留纷妆。這樣的話，就牽扯到了機(jī)床控制面板的處理晴弃，從我的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看掩幢，最好保留原機(jī)床操作面板，這樣會(huì)最大限度地保留原操作風(fēng)格上鞠，使操作者易于接受际邻，同時(shí)也易于掌握。

　　3.2.3系統(tǒng)操作方式的處理

　　在對(duì)系統(tǒng)操作方式的處理上芍阎，有兩種方式要注意：第一是8M系統(tǒng)中的"手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入"(Manual Data Input)方式世曾，這種方式在840C中是沒(méi)有的，因此在PLC程序中要?jiǎng)h除與之相關(guān)的部分冈瞪；第二是"增量"(Incremental)方式踏旷，這種方式在8M的接口信號(hào)中只有一位(F25.5)，而在840C中則有1INC/10INC/100INC/1000INC/10000INC/VAR六個(gè)信號(hào)屬于增量方式找仙，因此在PLC程序中要將這六個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)到原程序中的F25.5糜谒。

　　3.2.4軸信號(hào)的處理

　　3.2.4.1 PLC→NC信號(hào)的處理

　　在這部分的處理中，要將原8M系統(tǒng)PLC程序中所用到的所有PLC→NC信號(hào)對(duì)應(yīng)到840C系統(tǒng)的接口信號(hào)上亲敷，而對(duì)840C專有的信號(hào)也要作相應(yīng)的處理狸岁。下面給出部分信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系以便大家更容易理解：

　　8M：F*.0 --840C: DB32/Dk 2.9(Limit Switch plus)

　　 F*.1 --840C: DB32/Dk 2.8(Limit Switch minus)

　　 F*.2 --840C: DB32/Dk 1.10(Controller enable)

　　其它信號(hào)也同樣處理。

　　3.2.4.2 NC→PLC信號(hào)的處理

　　在這里信號(hào)的處理方法與PLC→NC信號(hào)的處理是一樣的卒割，唯一要注意的是信號(hào)的對(duì)應(yīng)方向泛滔。在PLC→NC信號(hào)的處理中，是將8M的信號(hào)對(duì)應(yīng)到840C系統(tǒng)的信號(hào)上，而在處理NC→PLC的信號(hào)時(shí)寡花，則是將840C系統(tǒng)的信號(hào)對(duì)應(yīng)到8M上掐划。舉例如下：840C：DB32/Dk.10 --8M：F*.1(Motion command -)

　　 DB32/Dk.11 --8M：F*.0(Motion command)

　　 DB32/Dk.12 --8M：F*.2(Reference point reached)

　　3.2.5主軸信號(hào)的處理

　　3.2.5.1 PLC→NC信號(hào)的處理

　　在這里要注意的是主軸擺動(dòng)信號(hào)(Oscillation)的處理。在8M中擺動(dòng)動(dòng)作只要一個(gè)信號(hào)F14.2即可完成不恭，而在840C中擺動(dòng)動(dòng)作則必須有DB31/Dk 2.6(Reciprocation speed)及DB31/Dk 2.0(PLC spindle control)兩個(gè)信號(hào)才可完成該動(dòng)作叶雹，因此在程序中必須將F14.2同時(shí)對(duì)應(yīng)到DB31/Dk 2.6和DB31/Dk 2.0财饥，即：

　　C DB 31

　　AN F 14.2

　　= D 2.6

　　= D 2.0

　　3.2.5.2 NC→PLC信號(hào)的處理

　　這部分信號(hào)中一般用到的只有主軸停(Spindle at standstill)信號(hào)换吧。

　　3.2.6輔助功能的處理

　　在這種類型的機(jī)床中，使用最多的是M功能钥星，也有個(gè)別機(jī)床使用H功能沾瓦，在這部分處理中只需將相關(guān)的信號(hào)互相對(duì)應(yīng)即可，具體對(duì)應(yīng)如下：840C：DB10/DL18 -- 8M：FY225

　　 DB10/DL19 -- FY226

　　 DB10/DL20 -- FY227

　　 ……

　　 DB10/DL30 --- FY237

　　以上是M功能(M0-M99)的對(duì)應(yīng)關(guān)系谦炒，下面的是H功能的對(duì)應(yīng)：840C：DB10/DR45 -- 8M：FY32

　　 DB10/DL45 -- FY33

　　 DB10/DR44 -- FY34

　　除此之外贯莺，還有兩個(gè)修飾信號(hào)要處理：840C：DB10/D17.13 -- 8M：F31.0

　　DB10/D17.8 -- 8M：F31.3

　　3.2.7報(bào)警的處理

　　3.2.7.1接口信號(hào)的處理

　　在8M系統(tǒng)中，有關(guān)報(bào)警的接口信號(hào)被安排在FY188-FY219中宁改，而在840C系統(tǒng)中則被安排在DB58中缕探，具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：8M：FY188 -- 840C：DB58/DL3

　　 FY189 -- DB58/DR3

　　 FY190 -- DB58/DL4

　　 ……

　　 FY219 -- DB58/DL19

　　3.2.7.2報(bào)警文本的處理

　　由于8M系統(tǒng)對(duì)報(bào)警文本的處理比較特殊，因此在系統(tǒng)更新時(shí)這部分的處理比較麻煩还蹲。在此有必要將8M系統(tǒng)的報(bào)警文本處理作一介紹爹耗。

　　在8M系統(tǒng)中，報(bào)警文本按照主謂結(jié)構(gòu)存放在兩個(gè)數(shù)據(jù)塊中(DB4谜喊、DB5)劣秦，而文本的組合關(guān)系則存放在另一個(gè)數(shù)據(jù)塊DB7中，每個(gè)報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)DB7中的一個(gè)數(shù)據(jù)字巨陌，而這個(gè)數(shù)據(jù)字則確定了相應(yīng)的報(bào)警文本是由數(shù)據(jù)塊DB4及DB5中哪兩個(gè)文本構(gòu)成的蔼邓。例如，F(xiàn)188.0對(duì)應(yīng)DB7/DW0巡抛，若DW0的內(nèi)容為KY=000,000侨懈，則對(duì)應(yīng)的報(bào)警文本就是由DB4及DB5的第一段文本組合而成的。

　　在進(jìn)行系統(tǒng)更新時(shí)追艘，首先要根據(jù)DB7并淳、DB4及DB5的內(nèi)容生成每個(gè)報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的報(bào)警文本，然后再將該文本按照840C系統(tǒng)報(bào)警文本的格式輸入到系統(tǒng)中鞭玩，這樣就完成了報(bào)警文本的對(duì)應(yīng)啰林。

　　3.2.8模擬量的處理

　　因?yàn)檫@一類機(jī)床都屬于大型設(shè)備，造價(jià)都比較高离览，因此機(jī)床廠商在生產(chǎn)時(shí)對(duì)安全防護(hù)措施都考慮得相當(dāng)全面鸡焰，而在這些安全防護(hù)措施里面有一部分就是通過(guò)系統(tǒng)的模擬輸入及模擬輸出模塊來(lái)完成的。因此，當(dāng)我們進(jìn)行系統(tǒng)改造時(shí)舱污，對(duì)這一部分一定要仔細(xì)研究呀舔，使用新的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)原來(lái)的功能，而不能簡(jiǎn)單地套用原程序扩灯，因?yàn)樵瓉?lái)所用的模塊與新的模塊在數(shù)據(jù)格式媚赖、字長(zhǎng)等方面有較大的不同，這一點(diǎn)是必須要注意的珠插，否則可能就起不到防護(hù)的作用了惧磺。

　　4.新系統(tǒng)的調(diào)整

　　新系統(tǒng)的調(diào)整主要是指坐標(biāo)軸和主軸的調(diào)整。

　　坐標(biāo)軸的調(diào)整分為速度環(huán)和位置環(huán)捻撑。速度環(huán)的調(diào)整是指速度的匹配磨隘，即坐標(biāo)軸的實(shí)際速度與系統(tǒng)指令電壓的匹配，這里需要調(diào)整的參數(shù)是最大指令電壓所對(duì)應(yīng)的最高速度顾患。另外番捂，也可能要調(diào)整驅(qū)動(dòng)部分測(cè)速機(jī)的反饋電位計(jì)。位置環(huán)的調(diào)整主要是調(diào)整軸的特性江解，包括跟蹤特性及加/減速特性设预，需要調(diào)整的參數(shù)就是軸的位置環(huán)增益及加速度。在這里有一點(diǎn)要特別強(qiáng)調(diào)的废筒，那就是各插補(bǔ)軸在相同速度下跟蹤誤差要基本保持一致焦忌，這樣才能加工輪廓的圓整。

　　主軸的調(diào)整主要是速度環(huán)的調(diào)整耕疟，即各檔速度的調(diào)整淮晓。這里只需掌握一個(gè)基本原則，即各檔的最高速度都對(duì)應(yīng)10V的指令電壓上互。

　　以上內(nèi)容是根據(jù)自己幾年來(lái)對(duì)此類機(jī)床進(jìn)行改造而獲得的經(jīng)驗(yàn)整理而出的睹揍，筆者使用這種方法改造了多臺(tái)機(jī)床，如哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司意大利進(jìn)口INNSE數(shù)控落地鏜銑床匀冈、富春江富士電機(jī)有限公司德國(guó)進(jìn)口SCHIESS數(shù)控鏜銑床责某、哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司德國(guó)進(jìn)口WOTAN數(shù)控鏜銑床，均獲得成功郁秦，由此可證明該方法是切實(shí)可行喘茵、行之有效的，特在此整理成文能说，希望對(duì)大家有所啟發(fā)和幫助丈轻。

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