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五軸加工中心的優化與840D系統的研究

2017-04-26 15:22:59孫忠雨景歡
科技創新與應用 2017年10期
關鍵詞:系統

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

[1]王麗茹.采用西門子840D數控系統改造大型數控臥車[J].制造技術與機床,2009.

[2]楊林建.機床電氣控制技術[M].北京理工大學出版社,2008.

[3]李愛平.制造系統與設備的控制[M].同濟大學出版社,1998.

[4]劉雄偉.數控加工理論與編程技術[M].機械工業出版社,2000.

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