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1 机床控制系统硬件构成
机床配置的840D sl数控系统采用NCU710.2模块,TCU及0P010C操作显示单元,MCP 483 PN机床控制面板可以扩展连接手持单元和手轮,NXl5轴位置反馈检测模块,驱动采用具有DRIVE—CliQ接口的SINAMICS S120驱动,采用sIEMENS 1FT6型交流伺服电动机,以上各单元都是由以太网连接的。由ADI4发出主轴模拟指令,PLC选用ET200扩展输入输出单元,通过ProfiBus现场总线与系统连接。
送电前必须对照原理图保证机床电柜内部及外部的连线正确,特别是高压电与低压电不允许接错;对于系统部分,需注意系统的电动机反馈线和闭环反馈线是否连接正确。电柜外部连线需注意:三相交流回路中各相之间不能短路;电动机动力线不允许对地且三相电阻应平衡;应避免24 号线直接对地短路;输入部分是否全部正常(如限位是否导通);电磁阀、离合器等输出部分的电阻是否正常;各元件的接地部分是否连接良好,确保信号电缆屏蔽两端都与机架或机壳连接。
2 数控系统软件调试
840D sl数控系统调试大概可分成以下几个方面:
系统正确连接后首次上电总清;调试接口的连接;PLC调试;Ncu内集成SINAMICS s120驱动调试;NC机床数据的设定;数据备份;制作用户报警文本等。
2.1 系统正确连接后首次上电总清
首次接通和启动NcU单元必须进行NCK和PLC总清。操作步骤如下:
(1)NcK开机调试开关(左)转到位置“1”;PLC运行方式开关(右)转到位置“3”。
(2)执行上电(接通控制系统)。
(3)等待,直到NCU持续进行下列显示:LED STOP闪烁,LED SF亮起。
(4)在下列开关位置上依次旋转PLC运行方式开关:短时转动到位置“2—3—2”此动作必须在3 s内完成,首先LED sTOP灯约2 Hz频率闪烁,等待LED STOP亮起。
(5)转动NCK和PLC开关返回到位置“O”。
(6)正常启动后,NXU状态显示屏上输出数字“6”和右下角一个闪烁的灯LED RUN持续亮起呈绿色。
(7)重新进行一次启动,PLC和NCU处于循环运行模式下,总清结束。
2.2 调试接口的连接
计算机连接到NCU的x127或x120以太网口进行调试工作,CP 840D sl的IP地址设置:x127为192.168.215.1;x120为192.168.214.1。若连接到NCU的X127以太网口,计算机可设置自动获得IP地址。
2.3 PLC调试
调试840D sl必须要做硬件配置。在计算机STEIy7中安装840D s1的T00lbox和PROFIBUS部件的GSD文件,创建PLC项目,配置NCU的X126口为DPI;X136口为DP2/MPI;PROFIBUS3是NC系统与SINAMICS S120驱动通讯的总线;设置CP的IP地址,在硬件配置中双击CP840D sl,内部PROFIBUS CP子网ID号与840D sl X127(IP address:192.168.215.1,Subnet mask:255.255.255.244)相对*,PLC程序用X127口才可以在线监控。在PROFIBUS3上配置Nx板硬件,如果NX板连接到Ncu710.2的x105口上,则做STEP7硬件配置时,该Nx板的站地址必须设为15。
将安装有STEP 7的笔记本与840D sl系统通过网线连接后,打开sTEP7,建立新项目。将需要传输的程序复制到sIMATIc 300(1)\PLc(型号与具体PLC有关)\S7 Program(1)\Blocks中,然后选择PLC,按上方的Download键将程序传输至PLc中;反之也可以选择PLC,upload Station to PG,在弹出的对话框中按下VIEW,再按OK,有需要覆盖的地方Yes To All,上载后,打开SIMATIC 300(1)中的Hardware,查看系统ET200组态与图纸上的地址是否*,不*的话进行修改,组态修改完成后,可以将程序进行传输。PLC程序设计采用模块化编程,将机床启动条件、驱动使能信号处理、轴控制、辅助功能、报警信息等系统及机床功能编制成不同的模块。模块化编程使程序结构合理、层次清晰,方便阅读查找。打开程序中的模块,根据图纸进行实际修改。以上步骤完成后,试验三相油泵电动机的转动方向及调整油压,可以运行各轴。运行时注意多观察菜单、诊断、服务显示里面的选项。电气需要验证各直线轴行程限位、主轴换档、急停保护功能等是否正常。由数控指令自动控制各轴的液压夹紧松开功能,编有辅助代码M20~M27等。
主轴换挡的控制过程:主轴换挡机构由4个电磁阀控制2个油缸,分别推动4个齿轮组左右移动变换齿轮改变速比,产生4个机械挡位,在主轴箱内安装有4个档位确认开关。主轴换挡的控制过程是接受到换挡命令,先检查主轴电动机是否处于停止状态,在6RA27主轴驱动系统上有主轴电动机零速Nmin信号,只有在主轴电动机停止时,才允许主轴变挡。辅助代码M41~M44为主轴变一档至四档,通过S代码指定主轴转速档位,接受换挡命令后与“当前档位”信号比较,如果不同,启动换挡有效信号,推动相应的换挡电磁阀推动相应的齿轮运动,系统指令设置摆动频率,使齿轮在摆动中啮合,检测相应的档位开关是否啮合到位,同时点亮相应档位指示灯,说明换挡完成。
2.4 NCU内集成SINAMICS S120驱动调试
SINAMICS s120是西门子公司新一代驱动系统。s120驱动系统采用了西门子zui先进的硬件技术、软件技术以及通讯技术;采用高速DRIVE—CLiQ驱动接口;驱动系统各部件具有电子铭牌;系统可以自动识别所配置的驱动系统;具有更高的控制精度和动态控制特性;具有更高的可靠性。
安装驱动调试软件:IBN—Tool sw7.6 spl或更高版本for PC/PG。
在计算机上安装staner软件:先安装sTEP 7后,再安装starter,安装SSP sINuMERIK sINAMIcs Intv2.6 SP2补丁。
启动Staner通过NCU中的x127网口与SINAMICS S120驱动系统联机:
启动Staner,建立新项目。
选择节点设置(Accessible Nodes),设置调试接口IP地址。若用x127,则IP地址为:192.168.215.1
刷新(updata),选择驱动,接受(Accept)。
选择驱动单元,选择在线。
上载项目文件“load to PG”,保存并编译。
用Staner软件可以在线调试S120进给伺服驱动系统。
系统开机后自动检测驱动部件的固件(前提条件必须先做PLC硬件配置),保证驱动系统的固件与驱动控制系统(840D sl系统内置)完全*。
驱动器及电动机参数自动配置,系统初次调试必须作驱动系统出厂设置。选择调试,驱动系统,选择出厂设置包括三个选项:当前驱动对象、驱动设备、驱动系统,驱动系统保存数据,NCK reset。
驱动系统的拓扑识别,供电模块配置,做不带DRIVE—CLiQ西门子标准电动机配置,做第二编码器配置,驱动逻辑号分配,NCU X122/X132端子信号分配,PLC程序控制驱动系统上电时序。保存数据后,NCK复位、重新上电。
驱动优化:当使用上述缺省设定不能满足要求时,需要进行优化调整。顺序是先利用测试(Measurement)和跟踪(Servo rIIrace)优化单个轴,再利用圆度测试(circularity Test)协调轴之间的关系,zui后才是通道以及系统的调整。
优化单个轴的顺序:电流环(可选,1FK/1Fr电动机没必要做);速度环;位置环以及跟踪。
优化的方法:可用SINUMERIK HMI—Advanced软件来优化;或用SINUMERIK Operate软件进行优化。
使用sINuMERIK HMI—Advanced软件优化的方法主要用于手动优化,需要进行各种不同的测试,从而全面地了解优化对象的特征,进行有针对性的手动调整。测试时的顺序为:选定测试类型(如:参考频率响应);设定合适的测试参数(如:幅值、频宽等);启动测试;在显示中观察结果。测试的种类有参考频率响应、阶跃响应以及扰动响应等,分别用于电流环、速度环、位置环,另外还有圆度测试、伺服跟踪等。NC机床数据设置
西门子伺服驱动器专业维修系列:
6SN1123-1AA00-0AA0维修 销售 SIMODRIVE 611 1 AXIS 15 A
6SN1123-1AA00-0AA1维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 15 A
6SN1123-1AA00-0BA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 25 A
6SN1123-1AA00-0BA1维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 25 A
6SN1123-1AA00-0CA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 50 A
6SN1123-1AA00-0CA1维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 50 A
6SN1123-1AA00-0DA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 80 A
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6SN1123-1AA00-0EA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 160 A
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6SN1123-1AA00-0FA0维修 销售SIMODRIVE 611-A/D 1 AXIS 200 A
6SN1123-1AA00-0GA0维修 销售SIMODRIVE 611-A/D 1 AXIS 120 A
6SN1123-1AA00-0HA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 8 A
6SN1123-1AA00-0HA1维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 8 A
6SN1123-1AA00-0JA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 300 A
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6SN1123-1AA00-0KA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 400 A
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6SN1123-1AA00-0LA0维修 销售SIMODRIVE 611-A/D 1 AXIS 180 A
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6SN1123-1AA01-0FA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 200 A
6SN1123-1AA01-0FA1维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 200 A
6SN1123-1AA02-0FA0维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 200 A
6SN1123-1AA02-0FA1维修 销售SIMODRIVE 611 1 AXIS 200 A
6SN1123-1AB00-0AA0维修 销售SIMODRIVE 611 2 AXES 15 A
6SN1123-1AB00-0AA1维修 销售SIMODRIVE 611 2 AXES 15 A
6SN1123-1AB00-0BA0维修 销售SIMODRIVE 611 2 AXES 25 A
6SN1123-1AB00-0BA1维修 销售SIMODRIVE 611 2 AXES 25 A
6SN1123-1AB00-0CA0维修 销售SIMODRIVE 611 2 AXES 50 A
6SN1123-1AB00-0CA1维修 销售SIMODRIVE 611 2 AXES 50 A
6SN1123-1AB00-0HA0维修 销售SIMODRIVE 611 2 AXES 8 A
6SN1123-1AB00-0HA1维修 销售SIMODRIVE 611 2 AXES8 A
6SL3136-1TE22-0AA0,6SL3136-1TE24-0AA0,6SL3136-1TE31-0AA0,
6SL3130-7TE21-6AA3,6SL3130-7TE23-6AA3,6SL3130-7TE25-5AA3,
6SL3130-7TE28-0AA3,6SL3130-7TE31-2AA3,6SL3131-7TE21-6AA3,
6SL3131-7TE23-6AA3,6SL3131-7TE25-5AA3,6SL3131-7TE28-0AA3,
6SL3131-7TE31-2AA3,6SL3100-0BE25-5AB0,6SL3100-0BE28-0AB0,
6SL3100-0BE31-2AB0,6SL3330-7TE32-1AA0,6SL3330-7TE32-6AA0,
6SL3330-7TE33-8AA0,6SL3330-7TE35-0AA0,6SL3300-7TE32-6AA0,
6SL3300-7TE33-8AA0,6SL3300-7TE35-0AA0,6SL3120-1TE13-0AA3,
6SL3120-1TE15-0AA3,6SL3121-1TE13-0AA3,6SL3121-1TE15-0AA3,
6SL3120-1TE21-0AA3,6SL3121-1TE21-0AA3,6SL3120-1TE21-8AA3,
6SL3121-1TE21-8AA3,6SL3120-1TE23-0AA3,6SL3121-1TE23-0AA3,
6SL3120-1TE24-5AA3,6SL3121-1TE24-5AA3,6SL3120-1TE26-0AA3,
6SL3121-1TE26-0AA3,6SL3120-1TE28-5AA3,6SL3121-1TE28-5AA3,
6SL3120-1TE31-3AA3,6SL3121-1TE31-3AA3,6SL3120-1TE32-0AA3,
6SL3121-1TE32-0AA3,6SL3120-2TE13-0AA3,6SL3121-2TE13-0AA3,
6SL3120-2TE15-0AA3,6SL3121-2TE15-0AA3,6SL3120-2TE21-0AA3,
6SL3121-2TE21-0AA3,6SL3120-2TE21-8AA3,6SL3121-2TE21-8AA3,
6SL3320-1TE32-1AA0,6SL3320-1TE32-6AA0,6SL3320-1TE33-1AA0,
6SL3320-1TE33-8AA0,6SL3320-1TE35-0AA0,6SL3320-1TG28-5AA0,
6SL3320-1TG31-0AA0,6SL3320-1TG31-2AA0,6SL3320-1TG31-5AA0,
6SL3320-1TG31-8AA0,6SL3320-1TG32-2AA0,6SL3320-1TG32-6AA0,
6SL3040-0MA00-0AA1,6SL3054-0AA00-1AA0,6SL3054-0AA01-1AA0,
6SL3074-0AA01-0AA0,6SL3055-0AA00-2TA0,6SL3055-0AA00-3AA0,
6SL3055-0AA00-3PA0,6SL3055-0AA00-3FA0,6SL3055-0AA00-2CA0,
6SL3055-0AA00-2EB0,6FC5312-0FA00-0AA0,6SL3055-0AA00-6AA0,
6SL3040-0NA00-0AA0,6SL3055-0AA00-5AA0,6SL3055-0AA00-5BA1,
6SL3055-0AA00-5CA2,6FC3055-0AA00-5EA0,6FC3055-0AA00-5HA0,
6SL3053-0AA00-3AA0,6SL3100-1DE22-0AA0,6SL3055-0AA00-4BA0,
6SL3100-1VE00-0AA0,6SL3055-0AA00-4BA0,