基于SINUMERIK 802D的数控平面磨床电气控制系统

0 引言

　　现代工业生产中。产品零件的复杂性和精度要求迅速提高，对机床的精度要求也越来越高，传统的普通机床已经越来越难以适应现代化生产的要求，而数控机床因具有高精度、高效率、可以完成复杂型面加工的特点，越来越多地出现在制造行业。目前，国内数控机床发展比较迅速的有数控车床、数控铣床和加工中心，而数控磨床的出现比较晚，由于它对数控系统的特殊要求，因此目前国内的高档数控磨床大都依靠进口。本文对数控平面磨床电气控制系统进行了研究。

1 SINUMERIK 802D数控系统

　　SlNUMERIK 802D数控系统是西门子公司推出的一款经济型数控系统，包括控制单元(PCU)、键盘、机床控制面板(MCP)、SIMODRIVE模块式驱动系统、I/O模块、电子手轮等。控制单元(PCU)是整个系统的核心，它集成了数控装置和PLC功能，802D最多可控制4个数字进给轴和一个主轴，其中主轴既有数字接口，也可通过模拟接口控制。SIMODRIVE模块式驱动系统由电源模块、功率模块等构成。输入、输出模块PP72／48提供72位数字输入和48位数字输出，一个系统中最多可配置两块该模块。PCU、SIMODRIVE611UE、PP72／48均具有PROFIBUS接口，可通过PROFIBUS电缆将它们连接起来，构成PROFIBUS总线系统。其中PCU为主设备，PP72／48、611UE为从设备，该系统接线简单。

2 电气控制方案

　　西门子SINUMERIK 802D数控系统经济而且接线简单，故我们选择该系统对平面磨床进行控制。由于数控平面磨床只需要在磨削深度和磨削横向进给的位置进行控制，在纵向移动距离方面没有精确的要求，因此，该数控平面磨床只需要控制两个直线轴(Y，Z轴)。磨床的纵向往返运动由液压系统来驱动，其区间位置由操作面板的选择按钮来选择，并通过传感器进行定位和计数。主轴采用异步电动机驱动，由驱动模块发出模拟量给变频器来进行调速，并由PLC控制电机的正转、反转和停止。液压系统、润滑系统、冷却系统的控制均由数控系统内置PLC来控制。控制系统框图如图1所示。
 

　　图1中802D的PCU具有键盘和手轮接口，可通过专用电缆与NC键盘和手轮连接。PC机与802D的PCU之间采用RS232口进行串行通信，将PLC程序和调试参数下载到PCU，通过PC机可以进行伺服系统的参数优化配置。802D中PCU、PP72／48、611UE插件由PROFlBUS电缆连接，构成PROFIBUS总线系统。机床控制面板MCP的所有信号(包括按键、主轴倍率、进给伺服轴倍率信号和指示灯信号)均为数字量，通过两根50芯扁平电缆与PP72／48连接。整个机床的逻辑控制部分由PLC完成，输入、输出信号通过I／O模块PP72／48传送，PLC程序在802D的PCU中循环执行。