立帜自动化网 某公司其生产线及检测线设备主要从欧洲进口，自动化程度非常高，各类SIMATIC自动化产品和软件得到大量使用。公司95年从法国FOREST-LINE公司引进的一台龙门式3＋2轴数控仿形铣加工中心，用作汽车模具型面的加工及修改工作。因机床的NUM760F数控系统严重老化，导致机床故障率高，模具加工精度差；同时由于数控系统内部功能的缺乏，导致某些特殊型面的模具加工无法完成，满足不了新车型模具加工的需求。为此在2005年冲压工厂对该机床的数控系统进行了改型，经过系统选型和方案比较，笔者选用了SINUMERIK系列产品：840D数控系统和611D伺服驱动，并配以1PH7/1FT6/1FK6系列电机。本文将对SINUMERIK 840数控系统在数控仿形铣床系统改造方面的应用作一些阐述和介绍。 

数控仿形铣原数控系统介绍 

    机床整体描述 

    FOREST-LINE 3＋2轴数控仿形铣床为龙门式加工中心（见图1），工作台台面2m×4m，载重30t，X轴行程4500mm，Y轴行程3000mm，Z轴行程1200mm，W横梁轴行程640mm。数控仿形铣加工中心配有刀具库和附件库，刀具库为旋转盘式，可容纳30把刀具；附件库有3个附件头，它们分别为：RM40多功能铣头、AL40加长铣头、护板铣头。 

 图1   数控铣

    数控仿形铣加工中心有1个主轴；7个数控轴：X轴、Y轴、Z轴、A轴、C轴、刀库轴、附件轴；一个PLC轴：W横梁轴。其中X/Y/Z三轴可插补联动，若使用RM40多功能铣头则增加A轴和C轴，C轴由主轴电机驱动，且A轴和C轴均由鼠牙盘定位；W轴为横梁轴，不属于数控轴，由受控于数控系统PLC的一台LS变频器驱动，只有上下两个极限位置，属PLC轴。由以上描述知3＋2轴数控仿形铣加工中心实际上指插补联动的X/Y/Z三轴加上能实现斜面加工的A/C两轴。X、Y、Z三轴的位置反馈采用HEIDENHAIN LB326光栅尺，经EXE进行信号转接后联入NUM760F。W轴横梁轴由LEROY SOMER变频器进行高低两位置的调节控制。 

    机床数控系统改造前配置简述SINUMERIK 840D数控系统在数控铣上的组态描述

     840D系统改造主要配置列表，如表1所示。

    NCU 数控单元 

    数字控制核心NCK的硬件装置。NCU单元集成了SINUMERIK 840D CNC CPU 和S7-300 PLC CPU 芯片，包括数控软件和PLC软件。数控铣系统选型为NCU573.5； 

    人机交互装置 

    数控铣加工中心选用PCU50，其人机操作界面选用OP010及MCP，两者建立起SINUMERIK 840D系统与机床操作人员之间的交互界面。同时配备HHU手持单元。 

    可编程序控制器PLC 

    SINUMERIK 840D系统集成了S7-300-2DP 的PLC，并通过通讯模块IM361扩展外部的I/O 模块。数控铣系统选型为S7-317-2DP。 

    驱动装置 

    数控铣系统伺服驱动选型为SIMOD RIVE 611D，配以1FT6/1FK6系列进给电机和1PH7系列主轴电机。数控铣数控系统安装布置示意图如下如图2所示： 
机床数控系统改造后的配置简述 

图2    数控铣数控系统安装布置示意图

数控铣数控系统配置概述 

    外挂系统的组成 

    X、Y、Z三轴的位置反馈仍采用HEIDENHAIN LB326光栅尺，经SIEMENS SUV进行信号转接后联入840D系统。W轴横梁轴仍采用受控于840D系统PLC的LEROY SOMER变频器进行高低两位置的调节控制。CAD/CAM三维图形编程仍采用CIMATRON E，但其后置处理程序是针对840D系统重新编制的。测量系统仍采用RENISHAW测头，但改用无线接收的找正系统。图3示出系统配置图。

 图3    数控铣840D数控系统配置示意图