我廠有一台漢川XK714數控鑽銑床（chuáng），配備西門子（zǐ）802S數控係統，係統ECU硬件和顯示器組件損壞，但機床的驅動器、步進電動機和（hé）硬件電（diàn）路還完好，機械（xiè）部分加工精度良好，現對其進行改造。

     1. 數控係統的選用

    常見的（de）數控係統有西門子802S base line、西門子802D係統、FANUC 0C/0D等係統。在（zài）此選（xuǎn）用西門子802S base line係統，它是西門（mén）子802S係統的升級產品，能夠控（kòng）製2～3個步進電動機和一個伺服（fú）主軸（zhóu）或變頻器，連接步進驅動STEPDRIVE C/C+，利用（yòng）機（jī）床原有部件，僅（jǐn）需要對係統參（cān）數和PLC程序做（zuò）編輯設定，就能夠滿足生產加工要（yào）求。

     2. 改造前的準備工作

     XK714數控鑽銑（xǐ）床要求（qiú）數（shù）控係統能控製X/Y /Z三個進給軸，通過變頻器實（shí）現主（zhǔ）軸電動機電氣調速。由於機（jī）床（chuáng）的損壞導致係統機（jī）床數據及PLC梯形圖遺失，通用性便利無法利用，因此要根據西門子802S base line係統（tǒng）的功能和接線要求對梯形圖進行重新設計、修改，以滿足該機床原有的動（dòng）作（zuò）控製要求及加工工藝要求。

 
     3. 改（gǎi）造實施

    （1）機床技術配置 根據機床的加工工藝要求將控製係統設置銑床配置。首先用V24軟件（jiàn）將個人PC與控製係統連接起來，打開控製係（xì）統直到成功導入，然後在通信菜單中設定缺省值，按“啟動輸（shū）入”，最後（hòu）選擇用於銑床的技術配置文件TECHMILL.INI並用WINPCIN將它傳入控（kòng）製係（xì）統，文件傳送正（zhèng）確後，調試開關至位置“0”執行上電。係統配置（zhì）已（yǐ）經更（gèng）改完成，缺省（shěng）為3個坐標軸（X/Y /Z 軸）、1個主軸，無移動軸、G17等。完成上述配置以後，再對數控係統的主要控製參數、PLC功能參數進行（háng）設定，本機床的部分主要設定數據如（rú）表1所示（shì）。

                          表1 機床部分主要設定數據 

 
    （2）係統的接線 遵照《安裝調試手冊》中CNC控製器與步進驅動STEPDRIVE C/C+和步進電動機的連接。注意驅動器（qì）側（cè）接線（xiàn）組（zǔ）號的區別，I/O端X100/X101、X200/X201接口有效，如（rú）圖1所示。

     
                               圖1 係統接線圖

    （3）輸入/輸出地址分配及定義 所有I/O地址的定義都要符合原電路設計，方便此後維修人員的（de）維修作業。根據新采購的變頻器接線控製要求，主軸轉（zhuǎn）速指令以0～10V電壓由係統X7模擬量接口輸出至變（biàn）頻器，主軸正反轉、製動等PLC輸出信號引（yǐn）入變（biàn）頻器數字使能端；變（biàn）頻器過載、複（fù）位等信號引入（rù）PLC輸入端（duān）；回零減速開關信號引入X20專用端子；預（yù）留冷卻輸出，Z 軸為重力（lì）軸帶抱閘，主軸潤滑、導軌潤滑采用自（zì）動控製，其他I/O地址不變，部（bù）分I/O地址如表2。

     
  
                              圖2 程序中文（wén）注釋圖
 

                            表2 XK714 I/O地址表（biǎo）

    （4）PLC梯形圖的編輯 在個人（rén）PC上（shàng）打開標準梯形圖，根據802S/C/D PLC子程（chéng）序庫（kù）應用（yòng）指南，重新編輯生（shēng）成梯形（xíng）圖。它包含14個網絡，包括I/O信號映射處理、急停控製、X/Y /Z 軸使能控製、鬆緊刀控（kòng）製、單極性模擬（nǐ）變頻主軸控製等，並根據重新設（shè）定的I/O表對加工中涉及到程序進行編輯修改，並對各（gè）網絡進行中文注釋，如圖2所示。編輯完成後， 配做了九針通信電纜， 連接RS232通信接口，設定存取權（quán）限、RS232通信參數，係統（tǒng）側Step7連（lián）接通，從PC下載至（zhì）機床，把機床機械鎖定，試（shì）運行此PLC程序正常。

    （5）調（diào）試及運行 本次的改造是在原機床電路的基礎上進行的，充分地保（bǎo）持了機床電路的完整性，機床的硬件（jiàn）連線隻（zhī）需（xū）要進行簡單的梳理，因此軟（ruǎn）件部分的設計完成後，需要對機床進行調試運行（háng）。

      先對強電部分進行模擬試驗，斷開數控（kòng）係統到電器櫃的連接，測試和調整電器櫃內強電電路和控製電路無異常（cháng）；然後（hòu）將電源引入數控係（xì）統，通（tōng）過模擬輸入信號判斷輸出狀態是（shì）否正常。上述工作完成後對機床進行分步調試，恢複數控係（xì）統與電器櫃的連接（jiē）進行調試：①手動方（fāng）式下移動X 、Y 、Z 軸，檢驗行程開關是否可靠；並旋轉主軸以及鬆、緊（jǐn）刀。
②回零方式（shì）下驗證（zhèng）坐標軸回零是否正常、準確，設定軟限位行程。③MDA方式下輸（shū）入指令驗（yàn）證坐標軸的進（jìn）給（gěi）、聯動；主軸正反轉及轉速。④自動方式下運行試機程序觀（guān）察機床動作運行狀態是否正常。⑤進行必要的精（jīng）度檢驗，修改設定坐標軸（zhóu）反向（xiàng）間（jiān）隙，裝夾零件進行試切削，跟蹤（zōng）調整合格後交付使用。

     4. 今後維修中的注意事項
 

     SINUMERK802S base line係統的維修非常方便。在使用中出現的機床故障絕（jué）大部（bù）分是外部的信號開關、接觸（chù）器（qì）、繼電器控製或聯鎖電路（lù）造成（chéng）的，相關的開關信號、聯鎖觸點（diǎn）信息均已寫入程序（xù），並設置了相應（yīng）的報警文本（běn），出現異常便於排（pái）查；對（duì）於幹（gàn）擾等引起的係統的（de）故障可（kě）通過（guò）重啟係統解決，如果係統複位後仍存在，應檢查相關控製參數（shù）是否（fǒu）被誤改變化、外部電路是否正常（cháng）。

     由於係統（tǒng）采用的是開環控製係統，對步進電動機的失步並不能實時監測（cè），所以要經（jīng）常檢查機械傳動負載、協調工藝加（jiā）工在合理範圍。