西门子SINUMERIK 840D sl数控和电气系统在镗铣床技术改造中的应用

　　手动设置各轴的增益和加速度参数时，在不振荡的条件下，尽量增大增益系数，增加伺服系统的刚度，减小跟随误差而提高定位精度；尽量增大加速度，以保证闭环控制的惯性环节和加速特性相匹配，尽量增加增益和加速度可以有效地解决低速爬行问题。正确调整3个闭环控制环节中的增益与加速度的比例关系，使位置、速度、电流环在闭环控制中既能快速响应又无过度超调，高速平稳运行而不振荡。解决好闭环反馈系统的偏差和扰动问题，使机床稳定地运行。轴的位置增益是反映位置环中对轴运动位置的动态跟踪特性，轴的位置加速度是反映位置环中在轴启动到设定速度和设定速度到停止期间运动位置的加速、减速特性。在圆度测试时，尽量保证联动两轴的跟随误差相同以保证圆度。

　　2.5 NC机床数据设置

　　NC开机调试，设定的NC参数包括设置控制参数、机械传动参数、速度参数等。

　　2.5.1 通用及通道MD的配置

　　依次按菜单，调试，机床数据，通用MD。按通道MD，将10000号参数(机床轴名称)依次设定为X1、Yl、Z1、W1、SP1、B1。1000l号参数(轴参数)依次修改为AXl、AX2、AX3、AX4、AX5、AX6。将20060号参数(定义哪几个通道轴为几何轴)依次改为X、Y、Z。20050号参数(定义几何轴轴名称)依次改为1，2，3。20080号参数(通道中的通道轴名称)依次改为Xll、Y11、Z11、W、C、B。20070号参数(通道中有效的机床轴号)依次改为1、2、3、4、5、6。以上参数为对机床轴名进行配置。

　　2.5.2 轴MD的配置

　　依次按菜单，调试，机床数据，轴MD。分别对各轴的以下参数进行设定。

　　30300：旋转轴／主轴。将主轴和曰轴该参数设定为1。
　　30310：旋转轴／主轴的模数转换。将主轴和曰轴该参数设定为1。
　　30320：旋转轴和主轴的系数360。(显示模态)。将主轴和B轴该参数设定为1。
　　35000：设定主轴到机床轴。主轴设定为1。
　　35010：有几个齿轮级。主轴设定为1，代表主轴可以换挡。
　　35020：定义主轴工作模式。0～3：0为速度模式，1为定位模式(检测位置)，3为轴模式。
　　35090：齿轮级的速度。主轴各档位的速度。
　　31030：丝杠螺距。
　　31050：负载变速箱分母。
　　31060：负载变速箱分子。以上3个参数共同组成轴的传动比。
　　32200：位置环增益系数。该参数除B轴外最小不能小于0．3，建议设定为0．5(对机械要求高)。
　　32000：最大轴速率。轴的最高速度，G00速度。
　　32010：JOG模式下的快速速率。手动模式下的高速速度。
　　32020：JOG模式下的点动速率。手动模式下的正常速度。
　　32300：轴的加速度。
　　35100：最大主轴速度。
　　35110：齿轮换挡的最大速度。执行M40时，主轴各档位对应的最大速度。
　　35120：齿轮换挡的最小速度。执行M40时，主轴各档位对应的最小速度。
　　35130：齿轮级的最大速度。主轴各档位的最大速度。
　　35140：齿轮级的最小速度。主轴各档位的最小速度。
　　35400：摆动速度。主轴换档时的点车速度，设定为5。
　　30110：设定输出值轴模块号，轴设定值来源于哪块控制板。
　　30220：编码器的模块号。编码器信号反馈到哪块控制板。(反馈实际值接口与轴对应)。
　　30200：编码器的数量。当只有电动机编码器的时候(半闭环模式)设定为l，有闭环测量系统的时候(全闭环模式)设定为2。首次上电可以先设置为1，挂闭环的时候再修改。
　　30230：选择反馈接口，30230[0]=l选第一测量系统／30230[1]=1选第二测量系统。对应Profidrive Message Fram中报文Telegram 103：1(=G1—2SM)／2(=G2_2SM)。对应PLC中DBXl．5=1／DBXl．6=1。
　　30240：编码器类型。=0为虚拟轴；=1为增量1Vpp信号；=4为绝对值编码器。
　　31020：每转的编码器线数。与编码器有关，将主轴的[1]设1024，B轴的[1]设36000。
　　31000：直线标尺。将所有有直线光栅尺的轴[1]设1。
　　31010：直线标尺的分割点。所有有直线光栅尺的轴[1]需要设定，数值与光栅尺有关，安装海德汉直线光栅尺的轴[1]设0.04。
　　31040：编码器直接安装在机床上。将主轴和B轴的[1]设1。
　　32100：运动方向(不是反馈极性)。机床的运行
方向，如某一轴运转方向反了，将其设定为-1。
　　32110：反馈极性。编码器的反馈极性，如某一轴反馈极性反了，将其设定为一1。
　　34000：轴带参考点凸轮。没有原点撞块的轴及更改为任意回原点的轴可以设定为0。
　　34020：回参考点速率。从负方向到原点撞块的速度；主轴及B轴为从任意点到找到原点信号的速度。建议设定为31020的值。
　　34040：蠕动速度。主轴，县轴设定为参考点定位速度的一半即可。
　　34050：参考点定位速度。从原点撞块反车到达原点位置的速度；主轴及曰轴为从原点信号到实际原点位置的速度。建议设定为31020的一半。
　　34060：到原点标记的最大位移。建议直线轴设定为85，方便修改任意点回原点；旋转轴设定为360。
　　34090：参考点偏移。旋转轴以及任意点方式回原点的轴需要设定。
　　36100：第一负向软限位。负向软限位，回原点后生效。
　　36110：第一正向软限位。正向软限位，回原点后生效。
　　32450：反向间隙。该参数输入后需要重新回原点才可以生效，全闭环的轴在[0]中输入的数值无效(如机械开环间隙大，想要电气补数，补完后对闭环是否爬行没有影响)。

　　2.6 数据备份

　　SINUMERIK 840D Sl数据备份与回装。依次进入调试区域，按扩展键，按批量调试软键，可以选择：建立批量调试；PLC硬件升级文档；读取批量调试；建立原始文档；读取原始文档。

　　在Windows界面支持USB盘后，利用Ghost软件备份克隆硬盘到USB盘。在系统启动过程中，出现SINUMERIK时，按“向下键”，输人口令(Password)：SUNRISE，OK，Backup／Restore：a disk imag，Next，选Backup，从硬盘映像到目标U盘。当硬盘损坏时，用USB做的紧急启动盘去启动系统，用克隆硬盘的uSB盘的映像文件恢复硬盘，选Restore，从u盘映像到目标硬盘。

　　2．7制作用户报警文本

　　在计算机上编写报警文本，从/Siemens/sinumerik/hmi/temppla/lng目录下拷贝名为“oem_aleerm_deu.ts”的文件到计算机上(借助winScP或者用u盘)，改名为“oem_aleerm_chs.ts”。打开文件添加中文报警文本，将编辑好的文件拷贝到系统/user/sinumerik/hmo/lng目录下，让HMI重新上电。

3 系统软件的安装

　　一台个人计算机是调试SINUMERIK 840D sl必不可少的工具。计算机安装的软件包括STEP7 SW5．4sp4及以上版本，用于PLC编程。WinSCP软件：在840D sl系统的CF卡上用Winscp可以重新安装或升级CNC系统软件，Winscp与NCu通讯可以拷贝用户报警文本等文件，Vncviewer可以在计算机上显示HMI操作界面，STARRIER版本4．1．5以上用于SINAMICS S120驱动调试，840Dsl工具盘安装在SrIEP7中用于840D sl的硬件配置，IBN—TOOL For PC／PG版本7．6以上用于S120驱动调试，计算机以太网接口用RJ45以太网交叉电缆与NCu单元的X127以太网口连接。可以通过PC／PG上的WinSCP安装CNC软件：

　　(1)u盘启动“NCu维修系统”，复制Toolbox中的Toolbox：＼sw_2．6_hf4＼exp_31a10c_hmi_02060004.tgz系统软件到U盘，U盘插入NCU的X125口。

　　(2)计算机连接至NCu x127网口，自动获得NCu IP地址，并启动winSCP，为登陆Ncu系统必须设定Host N锄e：192．168．215．1；User Name：manuface(小写)；Password：SuNRISE(大写)。
　　(3)winSCP终端窗口执行：sc restore—fulL／data／exp_31a10c_hmi-02060004.tgz
　　(4)等待“syncing disk．．done”。安装完毕。
　　(5)系统上电，总清，安装完成。

4 结语

　　Φ160 mm数控镗铣床有一个主轴和五个进给轴，改造后可以四轴联动，技术是先进的，西门子840D sl功能齐全，接口信号复杂，开发应用难度大，技术改造中编制的PLC控制程序，采用模块化结构，逻辑保护及报警功能完善，具有较大的稳定可靠性。通过一段时间的运行证明：840D sl数控系统在镗铣床的技术改造中的应用是成功的，达到了预期的目标。