MJ760 車削中心手持單元改造

楊苗洲

（山西航天清華裝備有限公司，山西長治 046012）

0 引言

MJ760 車削中心，于2003 年從濟南第一機床廠購置，已使用將近17 年，機床配置西門子840D 數控系統，手持單元為西門子MINI 型手持單元（6FX2007-1AD0），由于長期使用老化，該手持單元故障頻繁，嚴重影響使用，因而決定采用第三方手持單元（安士能HBA11206）來替換改造。

1 改造準備

1.1 新舊手持單元對比及可行性分析

圖1a 是舊手持單元，圖1b 是新手持單元。從表1 中可以看到舊手持單元比新的多了三個功能按鍵（序號3），通過分析機床PLC 程序，實際機床只用了一個功能按鍵，用于“超程解除”，而“超程解除”功能可以利用MCP（機床控制面板）上空余按鍵來設計替代，因而新的手持單元替代舊的功能上可以完全滿足，而且新手持單元上有倍率選擇開關（序號5），倍率生效后將更方便操作使用。

圖1 手持單元

表1 新舊手持單元功能對比表

1.2 新舊手持單元電路接線改造

舊手持單元接線如圖2 所示，新手持單元接線如圖3 所示。

2 手持單元PLC 程序編制

2.1 根據表2 編制手持單元軸選開關PLC 程序

由于新舊手持單元軸選編碼不同，因而需要重新編制PLC程序。

程序說明：

（1）這段程序幾何軸1 實際上是對應的格雷碼是手輪上的“Y”軸，這樣做的原因是由于“X”軸的格雷碼全是0，一旦內部斷線，或者軸選開關故障，導致格雷碼也全是0 的情況下邏輯混淆，但是用“Y”軸替代“X”軸需要在手持單元上重新標識清楚，或者在軸選開關內部跳線，將“X”與“Y”格雷碼交換了。

圖2 舊手持單元接線圖

圖3 新手持單元接線圖

表2 手持單元軸選開關（S4）編碼表

（2）軸選生效就是用外部信號激活相應的840D 內部接口信號，對于MJ760 車削中心而言，共有4 個機床軸，X 軸（第一機床軸，也是第一幾何軸）、Z 軸（第二機床軸，也是第二幾何軸）、C 軸（第三機床軸，主軸）、SP1 軸（第四機床軸，動力頭軸），這里程序激活第一、第二幾何軸，也可以更改為激活第一、第二機床軸，即DB21.DBX12.0 換為DB31.DBX4.0，DB21.DBX20.0換為DB32.DBX4.0。

（3）手持單元共控制三個軸：X、Z、C。

2.2 根據表3 編制手持單元倍率開關PLC 程序

表3 手持單元倍率開關（S5）編碼表

舊的手持單元沒有倍率開關，因而需要編制PLC 程序讓新手持單元倍率生效。

程序說明：

（1）針對機床使用“1、10、100”三擋倍率已經足夠使用。

（2）手持單元控制機床移動的本質是讓機床軸工作在增量模式，因而外部倍率信號關聯在機床控制面板（MCP）的對應輸入按鍵“IN1、IN10、IN100”上即可，也可以關聯在系統接口信號上（DB3XDBX5.05.15.2）。

3 手持單元測試

（1）首先測試手輪脈沖是否能被系統接收到，對于840D 數控系統，只要手輪脈沖發生器正確連接在了NCU 電纜分配盒上，而不管軸選以及倍率是否生效，搖動手輪時，系統接口信號DB10.DBB68（手輪1）會有相應的脈沖計數，方法非常簡單，只要在屏幕上打開PLC 狀態頁面，輸入該接口信號并搖動手輪就可以觀察到，DB10.DBB69 對應第二手輪接口，DB10.DBB70 對應第三手輪接口，若沒有相應變化，應檢查接線是否正確。

（2）測試機床能否正常移動，手持單元控制機床軸可以移動的條件如下：

DB3X.DBX21.7=1 （軸脈沖使能）

DB3X.DBX2.1=1 （軸伺服使能）

DB21.DBX6.7=1 （軌跡進給倍率生效）

DB3X.DBX1.7=1 （軸進給倍率生效）

激活手輪（例中：DB21.DBX12.0=1、DB21.DBX20.0=1、DB33.DBX4.0=1）。

倍率生效（例中：MCP 按鍵“IN1”、“IN10”、“IN100”至少一個點亮）。

（3）改造后效果圖（圖4）

圖4 改造后效果圖

4 結束語

對于840D 數控系統的一些維修改造工作，需要維修人員在具備一定的西門子S7-300PLC 基礎知識的前提下，逐步去深入了解系統的一些接口信號知識，掌握了這些，將大大提高工作效率，也將大大節省設備維修改造費用。