【摘要】介绍SIEMENS 840D系统改造机床的硬件配置、软件编程思路及改造曲轴内铣机床的主要特点和难点。
【关键词】840D系统、曲轴内铣机床、FMNC、PLC
1、引言
内铣机床是曲轴半精加工的主要设备。我公司的一台曲轴内铣机床制于1984年，数控系统严重老化，故障率高，维修困难，系统备件价格昂贵并且不易购买。为保证生产，我们采用SIEMENS 840D数控系统对其进行了改造，它的实施使这台已使用了将近20年的老设备重新焕发了青春。
2、机床结构
机床的配置为：直线轴U、V、 Z、W和旋转轴C。其中V和Z轴为关联轴（即V轴安装在Z轴上），U和W轴为关联轴。用来加工四缸曲轴的连杆颈。机床带有一台上下料机械手（三轴），根据自动线及机床的状态在需要时进行自动上下料。
四缸曲轴图
3、系统硬件构成
系统的硬件配置如图所示。机床840D系统采用NCU572.2,配MMC100.2。驱动采用SIEMENS 611D驱动，电机采用SIEMENS 1FT6型电机，保留 原有
系统硬件配置图
的HEIDENHAN LS704测量系统。机械手保留原有的Itramat驱动器、电机及测量系统，以FM-NC控制。FM-NC通过PROFIBUS总线与840D系统连接，并进行通讯。通过PLC程序处理，机械手的操作与机床同步，轴的控制在机床操作面板进行。
4、系统软设计
系统软件设计包括PLC程序设计和NC程序设计两部分。
4．1 PLC程序设计
PLC程序设计采用模块化编程，将机床启动条件、PLC使能信号处理、轴
控制、辅助功能、FMNC与840D的通讯处理、报警信息等系统及机床功能编制成不同的模块。程序结构合理、层次清晰，方便阅读查找。在编程中主要解决了下面几个难点问题。
4.1.1机床的Z轴和W轴之间没有限位开关，两轴之间防撞只能通过软件
实现。编程思路如下：通过PLC读取NC变量，取得Z轴和W轴的坐标值，当Z轴坐标值为负时，Z轴进入卡盘区，无碰撞可能；当Z轴坐标值为正时（右移），Z、W轴坐标值之差的绝对值越大则Z、W轴靠的越近（注：W轴向左为负方向），当超过设定的防碰撞值时，系统报警。程序如下：
A M 256.0
AN DB34.DBX 64.7
S DB2.DBX 150.0 ；超程时报警
…
CALL FB 2 , DB121
…
NumVar :=2
Addr1 :=DB120.C1_SMA_actToolBasePos3_2 ； 读取Z轴坐标值
…
Addr2 :=DB120.C1_SMA_actToolBasePos4_2 ；读取W轴坐标值
…
RD1 :=MD240 ；Z轴坐标值
RD2 :=MD244 ；W轴坐标值
…
A DB33.DBX 60.5 ；Z轴同步
A DB34.DBX 60.5 ；W轴同步
JCN NOCP
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