趙磊

摘 要：近年來西門子公司全新開發(fā)了一代高檔數(shù)控系統(tǒng)——西門子840Dsl。該系統(tǒng)具有模塊化、開放性、靈活性和統(tǒng)一性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本文主要從該系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā)介紹西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)在設(shè)備維修中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：西門子840Dsl；數(shù)控系統(tǒng)；設(shè)備維修

企業(yè)為了適應(yīng)當(dāng)前日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境研發(fā)出了許多能應(yīng)求市場(chǎng)變化的高技術(shù)產(chǎn)品。作為西門子公司全新開發(fā)的一代高檔數(shù)控系統(tǒng)——西門子840Dsl有著良好的模塊化、開放性、靈活性和統(tǒng)一性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。它具有最優(yōu)可視化界面、最佳操作編成體驗(yàn)和最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)集成的功能，這些特點(diǎn)和功能保障該數(shù)控系統(tǒng)適用于所有工藝功能的系統(tǒng)平臺(tái)，本文主要從該系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā)介紹西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)在設(shè)備維修中的應(yīng)用。

1 西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)的介紹

西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)是通過SIMATIC S7-300 自動(dòng)化系統(tǒng)在集成結(jié)構(gòu)緊密、高功率密度的SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的一種用于中高檔性能的整套數(shù)字系統(tǒng)。該系統(tǒng)廣泛用于某些加工工藝，刀具和模具的制造，木材和玻璃的加工，傳送線和回轉(zhuǎn)機(jī)等場(chǎng)所，例如：車削、鉆削等。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1.1 設(shè)計(jì)緊湊到位 西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)的所有的驅(qū)動(dòng)在封閉環(huán)境下進(jìn)行控制，它將驅(qū)動(dòng)控制和通訊模板緊密地集中于NCU單元中，使組件之間的距離可達(dá)到100m，這樣的設(shè)計(jì)方式大幅度地降低了設(shè)備的布線成本。

1.2 高開放性和高靈活性 西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件在CNC和操作方面具有可伸縮性。西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)具有不同類型的NCU。NCU710.2最多擁有6個(gè)軸，若使用NCU720.2則可以使軸的數(shù)量增加至31根，以此來提升驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力。此種設(shè)計(jì)可適用于從簡單的定位到復(fù)雜的多軸系統(tǒng)工作。具有高開放性的HMI和NCK能滿足不同類型的個(gè)性化需求，而強(qiáng)大的PLC/PLC通訊功能和以太網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行操作的分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和I/O設(shè)備能連接到NCU中。CNC的高開放性能將多種創(chuàng)新機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方法靈活快速地實(shí)現(xiàn)。

1.3 較好的動(dòng)態(tài)性能和加工精度 西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)由于動(dòng)態(tài)伺服控制是在封閉環(huán)境位置的控制技術(shù)，這樣可以保障機(jī)器獲得最佳的動(dòng)態(tài)性能。在表面加工方面更是體現(xiàn)了其具有優(yōu)勢(shì)的運(yùn)行方法，提高了表面加工的質(zhì)量，同樣是刀具和模具制造的理想設(shè)備。在用電方面，為了有效地防止母線電壓的波動(dòng)，840Dsl數(shù)控系統(tǒng)采用了調(diào)節(jié)型電源模塊。

1.4 簡單易懂的編程和簡便的操作 西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)主要支持DIN和ISO兩種編程語言，同樣也支持ShopMill或ShopTurn工作步驟編程，主要用于像數(shù)控程序管理這方面的車間數(shù)控和MCIS等產(chǎn)品。并且一臺(tái)NCU/PCU上可以連接4個(gè)、距離可達(dá)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是一種被認(rèn)證過的集成式安全功能，它已運(yùn)用于西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)。在基于簡單操作的基礎(chǔ)上，很大程度上保護(hù)了操作人員的安全性和機(jī)器的安全性。提空除了在NCU和PCU上能形成防火墻功能外，還能制造商循環(huán)加密，將數(shù)控系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)相隔離，使其處于一個(gè)較為安全的環(huán)境中。

2 西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)在設(shè)備維修中的應(yīng)用

基于以上西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)越性，該系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于設(shè)備的維修中。

2.1 西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)伺服跟蹤功能在維修中的應(yīng)用[1] 在生產(chǎn)中為了使產(chǎn)出的產(chǎn)品達(dá)到較高的合格率就必須保證良好的機(jī)床靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精確度。相對(duì)于靜態(tài)精度檢查簡易性的特點(diǎn)，機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度則需要借助于專業(yè)的儀器和分析軟件用于檢測(cè)，西門子的伺服跟蹤功能就可以達(dá)到儀器檢測(cè)的功能，它不但可以檢測(cè)機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度還能完成對(duì)每個(gè)軸電流負(fù)載變化的監(jiān)控，用此系統(tǒng)能夠快速方便地查看系統(tǒng)內(nèi)部操控的邏輯關(guān)系，找出機(jī)床中存在的相關(guān)問題。

在操作中首先選擇出需要檢測(cè)的軸號(hào)和實(shí)際需要測(cè)量的物理量，例如軸轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際速度和位置等。利用西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)的伺服跟蹤功能找出其不同于其他地方的變法，對(duì)存在問題的地方加以調(diào)整，達(dá)到檢修的目的。例如：在加工某個(gè)工件時(shí)使用的是五軸臥式銑床，發(fā)現(xiàn)在加工接刀位置的Y向右輕微的過切現(xiàn)象，但是利用專業(yè)軟件對(duì)其仿真加工時(shí)卻沒有出現(xiàn)此類現(xiàn)象。因此采用西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)的伺服跟蹤功能對(duì)Y軸運(yùn)動(dòng)時(shí)的電流進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流出現(xiàn)在3.4～8.2安培之間，但當(dāng)Y軸向下運(yùn)動(dòng)時(shí)電流卻顯示在0.6～3.2安培附近。因此針對(duì)工件過切的地方對(duì)Y軸的平衡壓力進(jìn)行了調(diào)整，發(fā)現(xiàn)工件的表面得到了明顯的改善。

西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)的伺服跟蹤功能不但可以應(yīng)用在機(jī)床的調(diào)試上，也能用于數(shù)控設(shè)備維修的調(diào)試中。在今后的生產(chǎn)中，如果對(duì)此功能能熟練地應(yīng)用，不僅可以降低設(shè)備的維護(hù)成本，較大程度上提升機(jī)器的維修率，還能預(yù)防機(jī)器的維修，提高產(chǎn)率。

2.2 雷尼紹測(cè)頭系統(tǒng)在西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)中的設(shè)備檢測(cè)應(yīng)用[2] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的在線檢測(cè)技術(shù)也得到了較高的發(fā)展?；谖鏖T子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)而添加雷尼紹測(cè)頭系統(tǒng)采用分析、計(jì)算加工工件的位置、尺寸等在線檢測(cè)數(shù)據(jù)等方法，對(duì)其加工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)的補(bǔ)償，提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率和加工質(zhì)量。

以西門子840Dsl系統(tǒng)B+W臥式為中心，利用雷尼紹OMP60測(cè)頭系統(tǒng)的車間6DM體線MBOP10工序設(shè)備能改正氣缸體毛坯定位的誤差，從而提高加工質(zhì)量。利用雷尼紹OMP60側(cè)頭系統(tǒng)能改變由氣缸毛坯定位面偏差大引起的加工定位不準(zhǔn)確，部分氣缸體毛坯無法加工浪費(fèi)材料的現(xiàn)象。為得到氣缸毛坯的中心實(shí)際位置，測(cè)試者在加工前測(cè)量了氣缸毛坯的2、5缸的缸孔位置。通過數(shù)據(jù)自動(dòng)補(bǔ)償后的加工程序粗加工缸孔后，夾具松開。在夾具夾緊工件后系統(tǒng)再次測(cè)量加工后的2、5缸的缸孔位置，然后再次使用補(bǔ)償過后的程序進(jìn)行精加工。通過此類的改進(jìn)和維修，完全解決了因氣缸體毛坯定位面偏差大所造成的浪費(fèi)材料的現(xiàn)象，較大程度提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)率和設(shè)備的利用率。

采用線性測(cè)量方法的西門子840Dsl系統(tǒng)和雷尼紹系統(tǒng)能在機(jī)床數(shù)控加工過程中使操作者及時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題。該應(yīng)用充分地體現(xiàn)了機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的能力，及時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息并達(dá)到修正系統(tǒng)誤差的效果，更加保證了產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅興華.西門子840D數(shù)控系統(tǒng)伺服跟蹤功能在維修中的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2014（08）：139-142.

[2]范芳洪.雷尼紹測(cè)頭系統(tǒng)在西門子840D數(shù)控系統(tǒng)上的應(yīng)用[J].科技廣場(chǎng)，2015（03）：96-98.