西門子數控系統全閉環改為半閉環研究

曾艷玲

（四川信息職業技術學院，四川 廣元 628000）

西門子數控系統全閉環改為半閉環研究

曾艷玲

（四川信息職業技術學院，四川 廣元 628000）

曲軸車間數控加工機床多采用西門子數控系統，包含820D、840C、840D等數控系統，經常出現控制環硬件故障。為不影響生產，維修過程中常采用將全閉環改為半閉環的檢修方法。此種方法可縮短機床故障修理時間，減少不必要的經濟損失。

數控系統；全閉環；半閉環；西門子

開環控制是指控制裝置與被控制對象之間只有正向作用而沒有反向聯系的控制過程。在開環系統中，不需要對輸出量進行測量。如交通指揮的紅綠燈轉換，自動生產線等。

開環控制具有如下特點：①輸出不影響輸入，對輸出不需要測量，通常較容易實現；②組成系統的元、部件精度高，系統的精度才能高；③系統的穩定性不是主要問題。而開環系統存在的主要問題有：①要求元、部件的精度要高；②當存在變化規律無法預測的干擾時，不容易實現。

隨著曲軸新設備的不斷投入使用，現在曲軸加工車間采用西門子820D、840C、840D等數控系統的加工機床越來越多。由于機床設計和機床使用環境的原因，隨著曲軸產量不斷提升，西門子數控系統經常出現控制環硬件故障，為了不影響生產，在維修過程中常采用將全閉環改為半閉環的檢修辦法。

1 操作程序

1.1 西門子820D

1.1.1 全閉環改為半閉環

軸數據31000由（1）更改為（0），31040由（1）更改為（0），驅動數據922由（0）更改為（106），NCK復位，驅動數據922由（106）更改為（102），NCK復位，完成全閉環更改為半閉環。

1.1.2 半閉環改為全閉環

軸數據31000由（0）更改為（1），31040由（0）更改為（1），驅動數據922由（102）更改為（0），NCK復位，驅動數據915【6】更改為（50013），916【6】更改為（50014），916【7.8】更改為（50016），NCK復位，完成半閉環更改為全閉環。

1.2 西門子840C

操作步驟方法如圖1所示。

圖1 840C全閉環更改為半閉環步驟

把4002/4-5Measure Circuit Connection（2）修改為（1），NCK復位，便成功將軸的全閉環控制修改成了半閉環控制。將4002/4-5Measure Circuit Connection（1）修改為（2），NCK復位，便成功將軸的半閉環控制修改成全閉環控制。

利用此辦法判斷出曲軸車銑加工中心S3軸磁性編碼器故障，并用接近開關代替磁性編碼器進行半閉環改造。曲軸車銑加工中心S3軸磁性編碼器如圖2所示。S3軸電氣原理圖如圖3、圖4所示。

對機床的部分參數進行計算調整。

齒輪比

圖2 S3軸磁性編碼器外形圖

圖3 改造前磁性編碼器與主軸的關系

圖4 改造后接近開關與主軸的關系

修正零點偏置：Zero mark offset 4592=某一個值（該值是一個變量，根據每一次的實際偏移量進行修改）

S3軸的準停功能主要為換刀和車功能服務，因為只有在特定的位置，刀具的夾緊放松才能實現，同時才允許進行車削加工。因此，安裝金屬感應塊與接近開關的相對位置就顯得特別關鍵，如果出現偏差將會使刀盤不能完成抓刀動作，嚴重時還會導致授油嘴的損壞。考慮到上述問題，經過了多次試驗和調試最終決定將其安裝在如圖5所示位置。

安裝結束后，經過多次實驗，每一次主軸都能停止在要求的位置，滿足了改造要求。

1.3 西門子840D

把軸數據30200由（2）更改為（1），NCK復位，在PLC狀態把DB3（）.DBX1.5由（0）更改為（1），便成功地將軸的全閉環控制修改為半閉環控制。

2 難點及亮點

圖5 接近開關及感應塊安裝位置示意圖

難點：必須熟練掌握機床參數的用途，以及明白修改這些機床參數能達到什么目的，有無對機床產生危害等。對相關專業英語有較高的要求。

亮點：可快速判斷機床故障，使機床盡快投入使用。

3 取得成效

（1）應用西門子840C全閉環更改半閉環技術對某工廠德國進口曲軸車銑加工中心S3軸進行改造，改造后完全達到曲軸加工工藝要求。

（2）應用本方法判斷出齊重數控曲軸車床X軸光柵尺測量頭故障并解決，系統西門子802D。

（3）應用本方法對上重曲軸連桿頸數控磨床Z軸光柵尺進行清洗維護，解決了該機床Z軸控制環硬件報警，系統西門子840D。

（4）利用本方法可帶來直接或間接經濟效益：按磨床或車銑中心1000元/h，每天運轉16h（兩班倒或三班倒），測量尺采購周期20天（海德漢等國外進口，國內無現貨，需從國外采購），一臺設備一次光柵尺故障可挽回經濟損失32萬元。

（5）縮短機床故障修理時間，提高工作效率。

本文所述同類設備出現類似故障，均可借鑒此種解決方式臨時處理，既可滿足生產要求，又可減少不必要的經濟損失，具有一定推廣應用價值。

[1]李 南，張 博，馬存福.西門子802D數控系統在DPS1800車床數控改造中的應用[J].機床與液壓，2009.

[2]西門子公司，編.西門子802D參考說明書及調試手冊.西門子公司，2009.

[3]西門子公司，編.西門子840C參考說明書及調試手冊.西門子公司，2009.

[4]西門子公司，編.西門子840D參考說明書及調試手冊.西門子公司，2009.

Change from full closed loop into semi closed loop for Siemens CNC system

ZENG Yanling
（Sichuan Vocational College of Information Technology,Guangyuan 628000,Sichuan China）

The Siemens CNC system has been mostly adopted in the NC machine of crankshaft workshop, including 820D,840C,and 840D CNC system.The fault of control loop hardware has been always happened.In order to not affect the production,the semi closed loop repairing method has been selected instead of full closed loop during the repairing process.Thus in this way,the repair time for machine tool fault has been shortened.The working efficiency has been improved,which can satisfy the production demands and reduce the economic loss.

Full closed loop;Semi closed loop;802D;840C;840D

TH17

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.06.013

1672-0121（2016）06-0050-02

2016-07-30；

2016-08-15

曾艷玲（1980-），女，講師，碩士在讀，從事機械專業教研。E-mail：zyl_ls@163.com