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SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)是西門子公司近年推出的面向車削、銑削和磨削機床的數(shù)控系統(tǒng)，其幾乎可以適用于包括立式 / 臥式加工中心、車銑復(fù)合加工中心、各類磨床及專用機床在內(nèi)的所有數(shù)控機床與裝備等，具有多種專用數(shù)控功能和良好的開放性，便于針對具體數(shù)控裝備進行多種深入的二次開發(fā)。以一臺由德國HELLER 公司生產(chǎn)的 MCH300 臥式加工中心數(shù)控改造為例，闡述 840Dsl 數(shù)控系統(tǒng)的幾種功能應(yīng)用，如加工中心的刀具管理、TRANSLINEHMIPro 人機界面應(yīng)用開發(fā)，并針對 HELLER 公司自主開發(fā)的 IPM 刀具監(jiān)控系統(tǒng)的改造做闡述。

1 機床結(jié)構(gòu)

MCH300 臥式加工中心的主機部分是一臺帶有數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的臥式鏜銑床，數(shù)控軸有工作臺左右移動（X 軸）、主軸箱垂直移動（Y 軸）、主軸前后移動（Z 軸）、工作臺回轉(zhuǎn)（B 軸）、主軸（SP）和刀庫定位軸（MX 軸），帶有可交換工作臺，X、Y、Z 軸均通過封閉式直線光柵尺作全閉環(huán)控制，B 軸帶值型圓光柵，主軸具有機械兩檔，通過直接位置編碼器實現(xiàn)全閉環(huán)控制。機床自帶鏈式刀庫，50個刀位，帶有液壓控制的機械手用于換刀，機床背面有裝卸刀站。

2 系統(tǒng)配置

系統(tǒng)選用NCU720.3PN，并配置選項功能使其支持 6 個數(shù)控軸、2 個通道、2 個方式組，配置 OP01212”彩色TFT顯示器和MCP483PN機床控制面板，另選配TRANSLINEHMIProRuntime 版軟件及 CS 開發(fā)版軟件安裝在 PCU50.5 的 Operate 中。并加配刀具管理功能以支持手動刀具庫（虛擬刀庫）系統(tǒng)配置 HT2 手持終端用于對刀和近距離手動操作。各進給軸均采用 SINAMICSS120書本型模塊驅(qū)動 1FT7 交流伺服電機，所有伺服電機自帶的DriveCLiQ 接口編碼器均直接接入驅(qū)動總線，配置帶饋電功能的 ALM 電源模塊和 AIM 濾波接口模塊，可適應(yīng)供電電網(wǎng)電壓有一定波動情況下的運行。X、Y、Z 軸均更換新的 HEIDENHAINLC195 型值光柵尺，所有閉環(huán)測量裝置均通過 SMC20 模塊將原光柵尺或編碼器的 EnDat 信號經(jīng)轉(zhuǎn)換接入到 DriveCLiQ 總線。系統(tǒng)共有 12 個測量系統(tǒng)，故增加一個 NX10.3 擴展數(shù)控單元。刀庫裝卸載站配置一只OP08T，通過以太網(wǎng)連接至 NCU，為布線和維修方便，增加一只 4 口工業(yè)以太網(wǎng)交換機，將 PN 轉(zhuǎn)接盒、MCP483PN等集中接入。

3 功能實現(xiàn)

3.1 TRANSLINE

TRANLINEHMIPro 又叫 MyHMI/PRO，是專門用于輸送線、加工中心和裝配線開發(fā)大批量生產(chǎn)中操作和監(jiān)控任務(wù)的機床操作界面軟件，利用 OP 面板兩側(cè)的垂直軟鍵實現(xiàn)多個手動動作的操作與顯示，它常用于加工中心的調(diào)整模式下的手動刀具交換、可交換工作臺的手動操作等。該軟件功能強大，二次開發(fā)簡便，通用性較好。圖 1 為該項目文件運行時的截圖。