数控铣床增加第四轴的改造

1、数控铳床增加第四轴的改造韩永梅，秦刚，雷艳芳，王宏斌（西北机器有限公司，722405）摘要：本文针对西门子 802D数控系统在XK715型数控铳床中增加第 4轴的电气改造进行了 总结，详细论述了增加第4轴的系统设计及调试过程。关键词：西门子802D; PLC程序；第四轴；回转轴中图分类号：TG547文献标识码：B文章编号：1004-0420（2009）02-0014-02 0引言公司生产的 XK715型数控铳床由于生产加工的需求，需增加一个回转轴，即第四轴。我们选用的回转台为 TK13315 E型数控回转工作台，可以水平或垂直两种方式安装在X轴工作台面上，完成各种分度回转工作， 工作台上可以安

2、装板、盘或其他形状比较复杂的被加工零件，或利用与之配套的尾坐安装棒、轴类加工零件，可实现等分的或不等分的孔、槽或者 连续的特殊曲面的加工，且保证精密的加工精度。XK715型数控铳床以前采用西门子 802 D数控系统，配以X、Y、Z三个直线轴和一个模拟主轴，在此基础上再增加一个回转轴，定义 为A轴，即X、Y、Z三个直线轴、一个回转轴 A （第四轴）和一个模拟主轴 SP。1数控系统功能简介SIEMENS802D数控系统是SIEMENS公司针对车床和铳床开发的中档数控系统，该系统 具有免维护性能，其核心部件PCU（面板控制单元）将CNC PLC人机界面和通信等功能集成 于一体，可靠性高，易于安装；S

3、IEMENS 802D最多可控制4个进给轴和1个数字或模拟主轴。系统各部件的连接通过PROFIBUS现场总线进行连接和通信，并且随机提供标准的 PLC子程序库和实例程序，简化了设计过程，缩短了设计周期。2从设计方面考虑，对原机床的改造数控系统配置数控系统配置图如图1所示。衲立HZt*tti岫屮樟昨-宅*11* w电威 电Krtl rtfXM r耕图1数控系统配置图3系统首次通电根据802D简明调试手册，将系统硬件连接好以后，就可以进行系统调试了。因为我们 是在以前的数控铳床基础上增加了一个回转轴，所以我们只需要把涉及回转轴的部分补充进去，系统就能正常工作了。在我们将系统硬件连接好以后，且检查无

4、误，先进行首次通电。根据802D简明调试手册提供的系统第一次通电的状态，我们给系统通电。合上系统的主电源开关，802D的PCUPP7248,以及驱动器均通电，检查各部件指示灯、显示部分，802D进入主画面。根据提供的报警信息，可确保系统上电正常。4 PLC的调试我们基本上采用了西门子公司提供的适用于802D数控系统的模块化 PLC子程序库，模块化PLC机床控制程序库采用局域变量参数的方法编制而成的，其优点在于我们在设计机床电气控制前期不受输入输出地址的限制，可以比较灵活地选用 PLC机床控制子程序，较顺利地实现了对整机的 PLC控制。因为我们是在原有动作的基础上增加了一个回转轴，所以以前的PL

5、C程序不作大的改动。A轴的动作子程序，如图2所首先，我们根据增加的第四轴工作特点，补充第四轴即示。iLi itf s 5g盲lUimU 嘴欄止Q0 T MtUO.3 t -()Klin, j ,TCh 85 PTI S3 YJOO 3t 114 1100.3QB. ft图2A轴的动作子程序A轴子程序写好后，我们在主程序中直接调用A轴子程序就可以了。由于A轴还涉及回参考点动作，我们在子程序40_AXES_CTL主轴和进给轴控制）中加入A轴回参考点的输入信号，就可以了。涉及A轴的I/O表如下：表1 A轴的I/O分配表输入信号信号说明输出信号信号说明I0.0急停信号Q0.6A轴夹紧信号:I1.2A轴

6、回零信号Q0.7A轴放松信号I1.5A轴松开到位信号Q5.5A轴放松灯I2.4A轴夹紧到位信号I6.4A轴夹紧/放松按钮由于A轴必须在放松状态下才能工作， 所以我们把A轴的放松信号灯 Q5.5放到A轴正 /反向运行变量 V10000004.6和V1000004.7的条件中，确保我们可以很直观的看到 A轴工作 状态是否正常。I6.4A轴夹紧/放松按钮根据子程序34_MCP_802D（802D机床控制面板MCP信号传递）的要求，我们把A轴正向 移动输入信号定义为I4.7，负向移动输入信号定义为15.7。在完成所涉及A轴动作的相关PLC程序后，我们的PLC调试已完成。5驱动器和NC调试由于使用两个双轴模块，定义驱动器 611UE对应的PROFIBUS总线地址分别为12、13, 驱动器需重新上电后总线地址生效。我们首先把以前的备份试车数据下载到802D中；然后把涉及A轴相关的机床数据加以修改，使之生效；最后把调试好的PLC程序下载到802D中。 整个机床的电气调试初步结束。经过反复现场调试，在原有的数控铳床中增加第四轴的