SINUMERIK840D数控系统在改造数控仿形铣中自动换刀程序的设计

　　项目简介

　　神龙汽车有限公司为国内三大轿车生产基地之一，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　数控铣加工中心工艺布置图

　　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。

　　机床数控系统改造后的配置简述

　　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。