摘 要：通過具體實例，從系統(tǒng)選型、電氣接線、安裝調(diào)試等方面，為配置模擬伺服驅(qū)動的老舊數(shù)控機床改造提供一種方法。
濟南二機床集團有限公司1臺使用法國數(shù)控系統(tǒng)的定梁龍門鏜銑床配有4個伺服控制軸（x、y、z、刀庫）和1個主軸，伺服控制軸均安裝外部增量編碼器，使用西門子611a模擬伺服驅(qū)動裝置和1ft5伺服電機，主軸使用611a主軸驅(qū)動裝置和1ph6主軸電機。目前數(shù)控系統(tǒng)元器件老化，故障率高，系統(tǒng)經(jīng)常死機，嚴重制約生產(chǎn)，為此，決定對該機床進行改造。
一、改造方案
1.數(shù)控系統(tǒng)選擇
機床西門子611a模擬伺服驅(qū)動裝置、1ft5伺服電機、1ph6主軸電機性能和機械結(jié)構(gòu)尚好，機械磨損較小。因此為節(jié)約成本，使改造周期zui短，充分利用現(xiàn)有資源，數(shù)控系統(tǒng)選擇原則是：①滿足控制軸數(shù)要求。②數(shù)控部分提供足夠plc輸入和輸出點。③nc部分適合銑、削、鏜，操作、編程、調(diào)試維護方便。④性價比高。⑤可提供-10v～+10v模擬量控制信號，控制611a驅(qū)動模塊。⑥可使用外裝編碼器，實現(xiàn)伺服軸半閉環(huán)控制。
綜合比較，選擇基于profibus總線，緊湊一體化的sinu－merik802d數(shù)控系統(tǒng)。802d系統(tǒng)可控制4個進給軸和1個主軸，配置3個手輪和兩塊pp72/48輸入輸出模塊，提供144個輸入點和96個輸出點。
改造技術(shù)難點是802d系統(tǒng)和611a模擬伺服驅(qū)動裝置的結(jié)合，現(xiàn)選擇adi4模擬驅(qū)動接口模塊，該模塊可控制4個帶模擬設(shè)定值接口驅(qū)動裝置，有4路輸入用于ttl信號增量編碼器。
2.電氣連接
adi4接口模塊線路設(shè)計簡單，1個802d系統(tǒng)通過profibus總線連接2塊adi4接口模塊，分別控制進給軸和主軸，電氣接線見圖1。使用adi4模塊的4路ttl信號輸入連接增量編碼器，可選擇的方式有：①3個2500線和1個1024線編碼器。②9000線、18000線、1024線、2500線編碼器各1個。③3個2048線和1個1024線編碼器。④9000線、18000線、1024線、2048線編碼器各1個。本次改造選擇方式①（作為選項功能，adi4模塊可連接光柵尺，則4路ttl信號輸入是：3x2500，1x9000；3x5000，1x18000；4x2500；4x5000）。
由于profibus總線傳送輸入輸出信號，進行位置調(diào)節(jié)（速度給定和位置反饋信號），因此連接非常重要，應注意以下幾點。
（1）pp72/48的總線地址由模塊上地址開關(guān)s1設(shè)定。*塊pp72/48的總線地址為“9”（出廠設(shè)定），若選配第二塊pp72/48，總線地址應設(shè)定為“8”。
（2）總線設(shè)備（pp72/48和驅(qū)動器）在總線的排列順序沒有限制，但總線上不允許出現(xiàn)相同地址。
（3）profibus屏蔽網(wǎng)應與插頭內(nèi)部金屬襯層保持良好接觸，注意插頭終端電阻開關(guān)位置。
二、安裝調(diào)試
1.安裝機床的初始化文件
硬件連接完成，調(diào)試前將*、二塊adi4的profibus-dp地址分別設(shè)為16、15。為簡化802d系統(tǒng)調(diào)試，802d系統(tǒng)工具盒提供機床的初始化文件。使用winpcin通信軟件將初始化文件傳入802d系統(tǒng)，進行系統(tǒng)初始化，步驟如下。
（1）從windows的“開始”中啟動winpcin通信軟件。
（2）選擇winpcin中“二進制”通信方式，選擇發(fā)送，winpcin出現(xiàn)選擇發(fā)送文件窗口（圖2）。
（3）找到config文件夾，選擇需要的初始化文件。
（4）在802d系統(tǒng)輸入制造商口令，進入通信畫面，選擇“二進制”方式以及和winpcin相同的波特率，然后選擇“讀入啟動”。
（5）選擇“open”，開始中文安裝。802d屏幕提示“讀啟動數(shù)據(jù)？”，按軟菜單鍵“確認”，傳輸繼續(xù)進行。傳輸過程中，802d有若干次自動啟動，時間大約4min。
初始化配置系統(tǒng)坐標和車床、銑床工藝參數(shù)，而且安裝機床的加工工藝循環(huán)。如本次改造機床使用3個2500線和1個1024線ttl方波編碼器，則使用winpcin將toolbox中的配置文件adi4.ini和1-adi4.wpc傳輸至802d系統(tǒng)。若profibus-dp通信電纜正常，傳輸文件成功后，adi4上pw診斷指示燈綠燈亮，exch綠燈亮，反之pw綠燈亮，rdy紅燈亮。初始化完成，進行后續(xù)操作。
2.plc調(diào)試
使用programingtoolplc802編程軟件進行plc調(diào)試。sinumerik802dtoolbox中有銑床標準plc程序，根據(jù)機床動作要求，修改標準plc程序，然后通過傳輸線下載至802d系統(tǒng)進行調(diào)試。
（1）使用“802d調(diào)試電纜”連接計算機和802d的com1。
（2）802d必須進入聯(lián)機方式：系統(tǒng)→plc→step7連接→設(shè)定通訊參數(shù)→選擇“連接開啟”，聯(lián)機界面見圖3。
（3）啟動plc編程工具，進入通信畫面，設(shè)定通信參數(shù)，將編譯無誤的plc應用程序下載至802d。
（4）下載成功后，啟動plc應用程序。
（5）可利用programingtoolplc802監(jiān)控梯形圖和內(nèi)部地址狀態(tài)，還可利用“交叉引用表”檢查地址是否沖突。
3.plc報警文本
使用textmanager軟件編輯plc報警文本，通過232口傳入系統(tǒng)。系統(tǒng)提供64個plc用戶報警，每個報警對應1個nck地址位，將該位“置1”可激活對應報警，“置0”則清除報警。
4.機床數(shù)據(jù)調(diào)試
根據(jù)機床特性，設(shè)置機床各軸減速比、各軸允許運動速度、各軸加減速參數(shù)、各軸回零參數(shù)、各軸正負軟限位等參數(shù)。
5.參數(shù)備份
數(shù)據(jù)備份十分重要，機床基本調(diào)試完畢，即可進行參數(shù)備份。802d系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)備份方法，如系統(tǒng)數(shù)據(jù)可在系統(tǒng)內(nèi)部、pc卡或計算機硬盤備份。
三、改造效果
改造后的數(shù)控龍門鏜銑床功能完善，操作簡便，加工產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。目前仍有不少配置模擬伺服驅(qū)動裝置的老舊數(shù)控機床，服役多年，數(shù)控系統(tǒng)電子元器件趨于老化，而機床模擬伺服驅(qū)動裝置和機械部分尚可使用，上述實例為此類設(shè)備的改造提供了一種方法。