五軸加工中心的優化與840D系統的研究

孫忠雨+++景歡

摘 要：對于高精密設備來說，五軸加工中心是一個重要設備之一，它是一個技術含量非常高、加工范圍廣的設備，對于一些渦輪葉片，轉子零件的加工非常容易，而五軸加工中心的控制系統也非常復雜，有數控控制系統和電氣系統，整個電路的原理圖非常復雜，而在原有的設計上怎樣對其優化和深入的改造，是新的目標，同時它的數控系統采用西門子840D系統，也是需要了解840D性能特點和模塊系統。

關鍵詞：改造方案；840D性能特點；模塊系統

1 改造方案

對于國內原有五軸加工中心來說，為進口設備，技術上都是國外，對于加工特殊異形零件的能力非常高，如圖1，要想變成國內生產，需要進行國產化，需要制定總體優化設計方案。

采用西門子840D作為數控控制系統，同時采用西門子611D系統替代機床伺服控制系統，采用全閉環控制系統，同時系統中的檢查元件采用光柵，在改造上，光柵的安裝要避免機床加工時候切削與液壓油對光柵的影響，這種改造的優點就是611D與840D的使用，會構成一個全數字式的自動化控制系統，控制上能更完美。

2 840D性能特點

西門子840D系統是將CNC和驅動控制集成在一起的系統，它的性能特點如下：

（1）西門子840D的控制系統采用的為32位處理器，它的好處在于可以實現連續軌跡的控制以及對機床的PLC控制。

（2）對于五軸加工中心機床的配置，采用數字化和進給、主軸同步的操作方式。

（3）在操作控制面板形式上，采用自動、手動、交互式的操作方式，輸入數據可以為手動輸入也可以為軟件輸入。

（4）在加工過程中對刀具半徑和長度都采取補償，消除在加工時候不同刀具長度（圖2）對加工零件的影響。

（5）840D系統中具有NC編程和PLC編程系統，可以實現對高級語言和用戶程序的儲存，同時對機床整體實現控制。

3 模塊系統

NC模塊：西門子840D系統中的NC模塊（如圖3）是對機床軌跡控制、數據傳輸、輸入等的模塊，是840D系統中最重要、最核心的模塊。

NC模塊中X101為機床操作面的接口，是操作人與機器之間的通信接口，X102為840D數控RS-485接口，X111為PLCS7輸入/輸出接口，這個接口是與PLC連接的通道，X112是840D系統與外部的通信，X121是將控制系統與機床部件的接口，例如控制進給運動，X122為PLC編程PG接口，X130A和X130B是與電動機的接口，是輸入和輸出擴展端口，X172為總接線口，是數控系統控制的接口。

除了CN模塊接口，840D系統還有電源模塊，是840D系統的動力模塊，還有一個是伺服電動機模塊，這個是控制機床電動機的模塊。

4 結束語

五軸加工中心的結構與其他機床不同，它采用兩軸控制刀具系統，從結構和技術上分析，優點在于換刀效率高、可靠性非常強，可加工結構復雜工件；在電氣控制系統上，使數控系統與機床的完美結合，將840D系統與電氣控制線路，機床本體聯系起來，做到控制、檢查、反饋迅速，加工精度提高的目的，做到一人可以控制多臺機器的加工方法，為生產效率提高做好基礎保障。

參考文獻

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