引言

随着"中国制造2025"战略的实施,数控机床的智能化和机械制造转型升级需求越来越迫切。高档数控机床是加工制造业必不可少的工具,但是我国现有的数控机床大多数是老式机床,功能单一、生产效率低,无法满足生产任务需求。因此,数控机床的改造在国内加工制造业内有着巨大的需求,改造老式数控机床,提高其精度,丰富其功能,对我国机械制造业有着重要的意义。

由于生产加工任务变化,某车间一台三轴（x、Y、Z轴）的828D数控机床经常需要根据任务需求增加第四轴（A轴）。该轴安装在原机床工作台上,配合x、Y、Z轴共同完成加工任务。在该加工任务完成后,为不影响其他加工任务,通常需要将A轴移走,使其不占用工作台的空间。而在移走A轴时,需要将电机动力线、编码器线以及压力检测线等拔掉,将造成已经配置好的系统出现报警现象,使得机床无法正常使用。考虑到加工任务经常变化,为了既快捷又方便地添加和移除第四轴,本文对828D数控系统一键添加与删除第四轴的改造方法进行了详细介绍。

1系统功能分析

该型号机床采用西门子828D数控系统,系统原理图如图1所示。系统采用828DPPU261,并配置s120书本型驱动,最大配置轴数为6,这里只配置了x、Y、Z、A四轴。在改造后的系统中,x、Y、Z轴为功能固定轴,A轴为功能变化轴。A轴变化会造成系统配置变化,因此在改造过程中必须对系统的相关程序配置进行深入了解。此次改造有以下几个难点:

（1）添加和删除A轴需要正确理解原PLC和828D接口地址的含义,并修改相应的PLC程序。

（2）需要理解原PLC数据块的含义,并根据功能需求建立相应的数据块。

（3）需要理解原xML文件的内容,并根据添加和删除A轴时需要的相关功能,对xML文件的内容进行增加、删除、修改等操作。

2改造方法的实现

2.1添加数据块

如图2所示,在828DProgrammingToolLibrary里找到DB9905数据块,并将其添加到用户的PLC程序中。DB9905数据块的内容如图3所示,该数据块定义了HMI操作与PLC响应之间的关系。

如图4所示,创建DB9030数据块,将初始密码放在DB9030.DBD8地址中,并与DB9030.DBD4地址的值进行比较。

图1828D数控系统原理图

图2添加DB9905数据块

图3DB9905数据块

如果DB9030.DBx0.0置1,则激活该功能。DB9030数据块的内容如图5所示,该数据块主要是存储密码。

图4创建DB9030数据块

图5DB9030数据块

2.2编写PLC程序

西门子828D集成基于sIMATICs7-200系列的PLC,PLC接口信号负责组织PLC和NC、PLC和HMI之间的信息交换。编写的PLC程序如图6所示,当输入密码与预设密码一致时,DB9030.DBx0.0置1,使选项使能,此时HMI上显示"激活"按键,就可以通过"激活"按键来添加A轴。当密码不正确时,HMI上的"激活"按键处于隐藏状态,无法进行操作。按下"激活"按键后,来自HMI的信号DB9905.DBx0.1(HMIePLC）置1,此时DB9905.DBx2.0(PLCeHMI）置1,可以激活0ptionMD。

取消A轴时,点击HMI上的"取消激活"按键,此时来自HMI的信号DB9905一DBx0一2(HMIePLC）置1,使密码失效,并复位DB9905一DBx2一0,A轴就已经被取消。

2.3创建XML文件

xML(.xt.neisb.MlrkupLlngulg.）是由w3C提出的一种可拓展标记语言,具有独立于平台、可拓展性、自描述性等特性。在西门子828D系统中,xML文件存储着系统的相关配置信息。PLC程序编写好后,需要在828D系统CF卡的o.meinum.rikhmidvm目录下创建一个名为lgm一xmb的文件(区分大小写,要用小写）。如图7所示点击"系统数据"按键找到"系统CF卡"界面,在"dvm"文件处点击"新建",把文件名写为lgm一xmb。xML文件的内容如图8所示。

图7创建XML文件

图8XML文件内容

2.4激活和取消A轴

在"参数"中点击"未激活状态",可以看到如图9所示的HMI界面,按下"使能功能"键输入密码,可以激活设置的功能。

图9HMl界面

在HMI上点击"激活"按键,激活密码验证,此时系统会自动重新启动,重启后A轴的相关配置就加载到系统中了。取消A轴时,只需要在HMI界面上点击"取消激活"按键,就可以移除A轴,包括硬件设备。

3结语

本文详细介绍了828D系统一键添加与删除第四轴的改造方法。通过这些设置,可以根据机床的功能需求,方便地添加和删除第四轴,操作简单易懂。通过对828D系统的研究,完成了带有A轴的老式机床的技术改造任务,提高了机床的使用灵活性,增强了机床的加工功能,也为后续相关机床的维修、技术改造积累了经验。