BFT 130 卧式镌铣床数控系统改造

0前言

我公司BFT130卧式销铣床是八十年代末从东德购人的一台普通数控机床。有继电器控制和一个具有定位功能的数控装置及PLC组成的控制系统。有四个进给轴和一个主轴,另加一个机械切换旋转轴,四个进给轴由两套可控硅驱动装置切换驱动,单独一套主轴驱动系统。由于电气控制元件老化,整体可靠性差,故障频繁,现在已经无法正常使用。为解决上述问题,针对BFT130卧式瞠铣床的结构特点,对其进行数控化改造。该机床机械传动采用了定比齿轮箱和滚珠丝杠,机械精度好,传动精度较高,能够满足数控改造的基本要求。

1 机床改造可行性分析、选型设计与调试

对机床状况的了解深人与否往往决定一个项目的成败。可根据被改造机床的结构。性能、运行状态、现有加工精度、特殊功能等要求,结合电缆长度、电机扭矩及额定转速、主轴功率。系统安装空间等细节提出性能价格比最优的选型与配置方案。该改造项目我们采用西门子新型SINU．MERIK840Di数控系统和S7～300可编程控制器,伺服驱动系统采用三套61交流驱动及IFTS交流伺服电机,并与位置检测元件一起构成全闭环控制系统。对主轴的控制采用英国欧陆590全数字直流调速系统,取代原有电器控制元件,重新配制电气控制柜。BFT30卧式膛铣床有一个主轴和四个进给轴,编制新的PLC逻辑控制程序可以实现机床三轴联动,进行三维的立体加工。SINUMERIK840Di数控系统具有3D插补、螺旋线插补、钻削和铣削循环加工、图形与坐标编程、图形仿真、螺纹转速进给功能,还有刀具半径和长度补偿、丝杠螺距和齿轮间隙补偿等功自自。

1．1关于SINUMERIK840Di数控系统的简介

SINUMERIK840Di数控系统是西门子公司于2001年研制的高档数控系统,该系统提供了一个基于PC的控制概念。它除了高度的软硬件开放性,还具有以下显著特点:CNC控制功能与HMI功能一起都在PC处理器上运行；840Di带有大量标准化工业PC机接口,用于驱动和I／O的PROFIBUS—DP现场总线,WINDOWSNT操作系统,OPC(用于过程控制的()LE)应用接口和NC控制软件。840Di适用于多种机床的数控系统技术改造,具有广泛的应用前景。其基本结构如图1:

SINUMERIK840Di数控系统有三种基本工作方式:AUT()(自动)、JOG(手动)和MDA(手动数据输人／自动加工)方式。此外还有四种机床功能:增量点动功能(步进)、重定位功能(断点返回)、返回参考点功能和设定实际值功能(刀补)。此外SINUMERIK840Di数控系统的PCU50还带有一个SG硬盘,可以把SINUMERIK840Di数控系统的数据(包括NC数据。PLC数据和补偿数据)备份到硬盘上,也可以通过RS232端口或软驱备份到外部PC,极大的方便机床的操作与维护。

1．2BFT130卧式键铣床PLC控制程序的开发与编制

本机床采用西门子S7—300PLC逻辑控制器,原来的机床逻辑控制由西门子S7—300可编程逻辑控制器所取代。西门子S7-300PLC有一条MPI现场总线与PCU连接,通过MPI总线与主机进行信息交换。首先在PCU50中对S7一

300的软件进行硬件组态的设置。使S7—300的软件在840Di数控系统中体现。然后进行PLC的编程。对PLC的编程可分以下几个步骤进行:

a．分析机床的电气控制原理和结构特；

b．消化理解原机床电气逻辑控制程序功能；

C．建立新的PLC程序框图；

d．编制新的软件和硬件接口程序；

e．编制新的功能块程序。