基于西门子PLC的840D加工中心控制方案实现

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基于西门子PLC的840D加工中心控制方案实现数控加工中心与-般数控机床相比因带有由刀库和机械手组成的自动换刀装置（A TC）
使工件能在-次装夹中完成大部分甚全部工序，因而大大减少了装卸工件和换刀辅助时
间。同时消除了由于多次装夹造成的定位误差，比-般数控机床更能实现高精度、高效率、
高度自动化加工。 数控加工中心控制中的分度头控制、 多主轴控制以及对刀具的识别与选刀
是影响加工中心工作性能的稳定和加工精度的关键部分。 分度头是安装在主轴上的装置，控
制其在立面和斜面上的不同的转角、在不同方向上的加工以及机械手插刀和拨刀的精度。 而
A TC 是根据数控系统选刀指令，从刀库中将所需要的刀具转到取刀位置，实现自动选刀；
然后由机械手从刀库和主轴上取出刀具， 进行刀具交换， 将新刀具装入主轴， 用过的旧刀具
放回刀库。 而不同的刀具就涉及到了多个对加工主轴的控制， 多主轴控制的稳定性是保证加
工中心正确工作和精准定位的依据。
基于 PLC 的控制方式特点是有独立的 CPU、存储器等微机系统，使用程序控制方式，
无触点，串行方式，成品组装，可靠性极强，安装、使用、维护、维修方便，系统易更新换
代。本文基于西门子的 840D 数控系统对 PLC 在加工中心数控系统的应用做了有关的探讨
和研究，对以上问题做出了解决方案。
1、数控系统的有关参数
研究对象的数控系统采用德国西门子公司 840D 数控系统 实现加工零件程序的编制及
自动加工、编辑程序参数、数字化、刀库机械手自动换刀、分度头立面、斜面的自动分度，
多主轴控制、与 PLC 等外部设备的数据通讯、显示报警、编辑机床数据、协调各主轴的自
动运行等等功能。
伺服放大单元对 CNC 输出信号进行处理， 达到变频调速的目的， 然后输出给伺服电机。
X、Y 放大单元采用日本 F ANUC30 型，Z 轴采用日本 F ANUC30B，带制动刀库电机伺服采
用 F ANUC10 型，电机内均装有编码器进行速度反馈，主轴伺服采用 F ANUC15S。光栅采
用意大利生产的自带放大器的 LS704 和 LB326。
2、对分度头的控制