立式两旋轮车轮辋旋压机控制系统探讨

立式两旋轮车轮辋旋压机控制系统探讨 立式两旋轮车轮辋旋压机控制系统探讨 收藏此信息 打印该信息 添加:用户发布 来源:未知 摘要:本文在介绍SINUMERIK 840D通用数字控制系统的结构与特点的基础上，从系统硬 件组态和软件编程两个方面探讨了其在立式两旋轮车轮辋旋压机中的具体应用。 关键词:SINUMERIK 840D;立式两旋轮车轮辋旋压机 SINUMERIK 840D NC system to implement revolve and suppress machine of two wheel s Wang xiao wei Sun hui xue Wang zhi song Yanshan University Mechanical Engineering College 066004 Based on configuration and character of SINUMERIK 840D general NC systeAbstract: m, this paper discuss the application of it used in revolve and suppress machine of two w heels from hardware and software. Key words:SINUMERIK 840D; revolve and suppress machine of two wheels 0 引 言 旋压机床的数控化始于六十年代后期，不过当时只是由数控带和机床控制器控制的简易数控 旋压机。其后，获得飞速发展的计算机控制技术和微型计算机技术被引入这个领域，从而生 产了机床结构和控制技术得到显著改进的各种自动旋压机。一台数控旋压机床不仅可以减轻 工作人员的劳动强度，在提高旋压产品的生产效率和成品率等方面起到了关键性的作用,而 且对于一些高精度技术要求和形状复杂的旋压产品，数控旋压机更加发挥了它的优势。 本机床是课题组自主研发的一台设备，它对数控系统的特殊要求是: 1) CNC可控制5个轴(2个进给轴X，2个进给轴Z，1个旋转轴C); 2) PLC可处理输入/输出点为512/512个以上; 3) PLC用户程序存储容量要求在128K以上; 4) PLC具有完备的功能; 5) CNC系统必须有较快的运算速度,以满足X-Z轴联动的实时计算，要求32位CPU。 而SINUMERIK 840D数控系统均能满足上述要求。 1 SINUMERIK 840D数控系统性能 SINUMERIK 840D是西门子公司20世纪90年代推出的高性能数控系统。是建立在综合的系统平台上,通过系统设定功能而适用于所有的控制系统。840D与SIMODRIVE 611D数字驱动系统和SIMATIC S7可编程控制器一起，构成了一个全数字控制系统，用于各种复杂零件加工,并具有优于其他系统的动态品质和控制精度。使用SINUMERIK 840D，将具有一个集成的控制解决，将大大提高机组的生产效率。 2 硬件 该旋压机横向采用电液伺服闭环控制，其进给机构采用进口电液伺服阀及放大器、伺服油缸、光栅尺检测构成闭环控制系统,以上器件选用德国力士乐产品。其中两个旋轮呈180º 分布。横向伺服油缸采用低摩擦的洪格尔密封元件，伺服性能好。纵向进给系统由西门子伺服电机、编码器、减速器、滚珠丝杠、旋轮座体构成半闭环控制系统。该系统采用滚珠丝杠、大扭矩减速器，丝杠支承座内两个轴承全部采用瑞典SKF产品,系统刚性很高。通过对滚珠丝杠螺距误差的补偿及反向间隙补偿，提高了纵向进给系统的精度。 2.1 SINUMERIK 840D数控系统的组成: SINUMERIK 840D是一种微处理数字控制系统，用于控制带数字驱动的机床。主要包括840D中NCU数控单元，人机交互装置MMC，驱动装置，可编程序控制器PLC等。其硬件组成如图1所示: 1) NCU数控单元 NCU数控单元是CNC控制部件的核心，根据NC和PLC存储容量的不同，该机床选用NCU571.3系列(可控制31个轴)。 2) 人机交互装置MMC模块 MMC模块是人机界面，用于图形的显示、数字的输入等。主要包括CPU，MCP，操作面板等。根据该机床的特点，我们选用OP 010(Operation Panel)操作面板，计算机选用MMC 103系列，MCP选用车床版系列。 3) 驱动装置 SINUMERIK 840D系统采用全数字伺服驱动SIMODRIVE 611D，可分别配以1FT 6进给电机构成进给驱动系统，配以1PH 7主轴电机构成主轴驱动系统。编码器信号为1Vpp正弦波，实现全闭环控制。 4) 编程序控制器PLC SINUMERIK 840D系统集成了S7-300-2DP的PLC，并通过通讯模块IM 361扩展外部的I/0模块。 此外，SINUMERIK 840D采用MPI(Multiple Point Interface)总线技术，传输速率为187. 5k/秒。 3 软件设计 SINUMERIK 840D的软件设计就是处理NCU和MMC之间、NCU和PLC之间、PLC与MMC之间的接口信号，NC的参数配置(包括各种补偿)以及PLC报警文本。 3.1 PLC应用程序的设计 3.1.1 S7-300硬件配置 西门子S7-300 是模块化的可编程控制器,具有结构紧凑、可靠性高、对环境要求低、编程方便、编程指令丰富、容易联成网络、维护工作量小等优点。该系统由电源模块( PS 307 )、接口模块( IM 361)、模拟量输入模块(SM 321))模拟量输出模块(SM 322)和数字量输出模块(SM 332)组成。这些模块安装在一个机架上,其中CPU采用SINUMERIK 840D中集成的CPU。其系统硬件组态图 如图2所示: 机架: PS 307(5A) IM361 DI DI DI DO DO DO AO 图2 系统硬件组态图 硬件连接好后，开始对系统进行PLC程序调试时，必须要求对系统作一次PLC总清或总复位。PLC总清完成后，PLC程序即可进行调试。SINUMERIK 840D的PLC使用的是SIMATIC S7-300。故而调试软件为STEP 7。 通过PLC的编程功能，PLC程序能够对NCU、机床及机床控制面板的信号进行处理，同 时实现对急停信号与超程信号的实时监控，完成对坐标轴的定位控制。 3.1.2 PLC基本程序 西门子提供了一些数控PLC基本程序，用户可以根据实际情况调用这些功能块，而被系统占用的功能块不能再被编辑，一般用户可使用FB36—FB255，FC36—FC255基本程序由TOOLBOX工具提供。 基本程序项目库由组织块(OB)，功能(FC)，功能块(FB)和数据块(DB)构成。OB1为操作系统和用户程序之间的接口，FC或FB必须在组织块(OB)中被调用。 功能FC是类似于功能块的逻辑操作块，但是，其中不分配存储区。FC不需要背景数 据块。临时变量保存在局部堆栈中，直到功能结束。当FC执行结束时，使用的变量要丢失。 功能块FB是在逻辑操作块内的功能或功能组，在操作块内分配有存储器，并存储有变 量。FB需要这个背景数据块的辅助存储器。通过背景数据块传递参数，而且一些局部参数也保存在此区。其他的临时变量存在局部堆栈中。保存在背景数据块内的数据，当功能块关闭时数据仍保持。 数据块(DB)与逻辑块不同，在数据块中没有STEP7的指令。它们用于存放用户数据。DB的大小可以不同。用户可以用任意方式来建立数据块的结构，以适合其不同的需求。 当CPU 与NCK启动时，需要建立PLC和NCK之间的数据交换接口。就必须在PLC启动时(即OB 100执行时)，完成PLC和NCK接口配置文件，接口参数配置由FB1来完成，而FB1必须在OB100中进行调用，FB1的参数设置存放在DB7数据块中。其调用程序如下: Call FB1,DB7 MCPNum:=1 //Nunmber of active MCPs MCP1In:=P#I100.0 //start address input signals MCP1 MCP1Out:=P#Q100.0 //start address output signals MCP1 MCP1StatSend:=P#Q108.0 //status DW for transmission MCP1 MCP1StatRec:=P#Q112.0 //status DW for receiving MCP1 MCP1BusAdr:=6 //bus address of machine control panel MCP1Cycl:=S5T#200MS //Time reference for cyclic updating of signals to machine cont rol panel MCP1Timeout:=S5T#700ms //Cyclic sign-of-life monitoring for machine control panel 西门子公司为用户提供了标准机床面板(MCP)，在使用标准面板时，应在OB1调用MC P应用的基本程序FC25(车床版)，输入适当的参数。其具体程序如下: Call FC25 //Machine control panel M variant signals to interface Mode group No:=B#16#1 //Model group No.1 Channel No:=B#16#1 //Channel No.1 Spindle IF No:=B#16#5 //Spindle interface number=5 FeedHold:=M120.0 //Feed stop signal SpindleHold:=DB2.DBX153.0 //Spindle stop signal 因此对于机床制造厂家来说，只需对FB1,FC2,FC3,FC19/FC25,FC10作研究即可。 3.1.3 用户基本程序 根据实际情况，用户可以建立自己的程序块。在本次设计中除了西门子公司提供的基本程序 块外，用户还自己建立了程序块FC52(X轴与Z轴)控制、FC53(“C”旋转轴控制)、F C54(尾座控制)、FC59(喷雾冷却控制)等等。 3.2 接口信号选用 在编写PLC程序过程中，必然涉及到接口信号的选用和处理，因此如何选用合理的接口信 号，在设计中显得由为重要。840D数控系统为设计人员提供了大量的接口控制信号，如: PLC — NCK控制信号、PLC — MMC控制信号、MMC — NCK控制信号。本次设计中主 要用到的接口信号有:轴的控制信号、程序控制信号)急停信号、复位信号、硬件限位开关、 参考点信号等。 1) 轴的控制信号 DB31.DBX2.1 (PLC至 NCK X轴伺服使能) DB31.DBX21.7 (PLC 至NCK X轴脉冲使能) … … DB33.DBX83.5 (PLC至 NCK 旋转轴在设定值范围内) DB33.DBX83.7 (PLC至 NCK 旋转轴实际旋转方向) 2) 程序控制信号 DB21.DBX0.3 (PLC至 NCK 激活DRF) DB21.DBX0.5 (PLC至 NCK 激活M01) DB21.DBX0.6 (PLC至 NCK 激活空转进给率) 3) 急停信号 DB10.DBX56.1 (到NCK的通用信号 急停响应) DB10.DBX56.2 (到NCK的通用信号 急停确认) DB10.DBX106.1 (NCK到PLC的通用信号 急停有效) 4) 复位信号 DB21.DBX6.0 (PLC至 NCK禁止进给) DB21.DBX6.1 (PLC至 NCK禁止读入) DB21.DBX7.7 (PLC至 NCK 复位信号) 5) 硬件限位开关 DB31.DBX12.1 (PLC至 NCK X轴硬件限位开关正) … … DB32.DBX12.0 (PLC至 NCK Z轴硬件限位开关负) 6) 参考点 DB31.DBX12.7 (PLC至 NCK X轴延迟回参考点) DB32.DBX12.7 (PLC至 NCK Z轴延迟回参考点) 3.3 NC的配置 SINUMERIK 840D的NC配置主要是参数数据配置，包含机床数据的设定和驱动数据的设定。其中机床数据又包含:操作面板机床数据，通用机床数据，基本通道类机床数据，轴类机床数据等。本次设计中涉及到两个“X”轴、两个“Z”轴和一个旋转轴“C”，几个坐标轴参数配置相同，现就“X”轴为例说明轴参数的配置: 1) 操作面板机床数据(MD9000—MD9999) 操作面板机床数据是对机床面板、语言版本、显示分辨率和各种保护级等的设定。 2) 通用机床数据(MD10000—MD18999) 通用机床数据主要用于对机床坐标轴的定义、PLC运行时间的设定与监控、用户数据自 定义参数的设定等。部分机床数据如下: MD10000[0]=X //机床坐标轴名X轴 MD13000[0]=1 //激活驱动器(611D) MD13030[2]=2 //双轴驱动模块 MD13040[2]=1 //驱动类型为进给轴 3) 通道类机床数据(MD20000—MD28999) 通道类机床数据主要用于通道的设定、几何坐标轴的设定和选用、G功能的选用等。部分数 据如下: MD20000=DH2200 //通道名 MD20050[1]=1 //设定机床所用几何轴号为1 MD20060[1]=0 //设定所在几何轴名为0 MD20070[3]=0 //设定通道中有效的机床轴号 4) 轴类机床数据(MD30000—MD38999) 轴类机床数据是对机床坐标各通道轴速度大小、方向和定位，误差补偿等参数设定，其中部分机床数据如下: MD30130[0 AX1]=1 //设定值输出类型为伺服电机 MD30200[0 AX1]=1 //编码器数为1 MD31000[0 AX1]=1 //直接测量系统为光栅尺 MD32000[AX1]=500r/mm // X轴最大轴速率 MD32110[AX1]= -1 // X轴运动的方向 4 结束语 西门子840D数控系统是当今世界较为先进控制系统，因其体积小，功能强，程序设计简单，维护方便，性能稳定等特点，故受用户的青睐。在立式两旋轮车轮辋旋压机中的应用，可以提高旋压机的精度，并使操作更为方便。 参考文献: [1] SINUMERIK 810D/840D简明调试手册 2002版 [2] 西门子(中国)有限公司编著.深入浅出西门子S7-300PLC 北京航空航天大学出版社 2004.8 [3] 徐正平.西门子840D数控系统 机电一体化 上海科技文献出版社 1998.3 [4] 日本塑性加工学会编著. 旋压成形技术 机械工业出版社 1988.2 [5] 王春芳.S7,300PLC在焚烧炉自动控制系统中的应用 造船技术 中国船舶工业第十一研究所2004.4 作者:未知 点击: 65 次 [打印] [关闭] [返回顶部] 本文标签:立式两旋轮车轮辋旋压机控制系统探讨 * 由于无法获得联系方式等原因，本网使用的文字及图片的作品报酬未能及时支付，在此深表歉意，请《立 式两旋轮车轮辋旋压机控制系统探讨》相关权利人与机电之家网取得联系。 爱情散文两篇 我爱的迎春花 嫩嫩的鲜黄在风中摇摆，好美又好香。枝丫伸展不高也不长，就象懵懂的梦，在感知里做起，那样的懵懂和那出其不意。也许真的是 眼前一亮，那样的忽然，有一种意外的醒，穿过梦的墙。就象几朵嫩黄的花瓣从印象里和意识里扑面而来，带着一种美丽的春香而来，清柔柔的美，悄然的挂在爱的枝头上，就象随风摇摆的身姿，柔柔的在你的眼前摆弄。你好像穿插在其中，沐浴着那黄意的美，宛如置身于清凉凉的春意里，是那么的清馨盎然。 一刹那，就象自己的心笑起来，宛如你的出现。心在颤动的时候，就象你出污泥而不染的时候，对一朵花来说，是一种最美丽的诠释。那是好俏皮的花朵呀,那么的欣然的出现，象有一种说不出的清馨陶醉。难道你真的看出我内心的孤寂，特意在这里点拨我那孤苦伶仃寂寞的心吗,这时你好象深有体会的摆弄着腰肢，在向我输送爱的心意，用那鲜嫩的黄在濡染我，在暖化我。我象被你的舞姿窈窕的美而折服，在细闻你的芬芳，在掬着你美丽的新意。 我不是在特意为你培植，也不是在特意为你修枝剪丫，我是真的喜欢你的美，清凉凉的沁人心脾，仿佛自己都沉浸在那美丽的春日里，自己都变得那么的亮丽和清新。 不论工作还是爱情，一但遇到她之后，就象一种解药，立刻爽心见效，心爽开心起来。那花的美是那么的令我陶醉，我就象把渴望的唇对向你，在闻你的花香，在吻着你清新意，那么的令人沉醉和着迷。 这样美丽的花儿叫我怎能忘记,你是花儿，注定我的美丽常将于你相伴。虽然美丽的界定是不同的，但我就喜欢你的美丽。你把最美丽的清馨给我，把最美丽的心意给我，你用你那清香的美丽点缀我，把你淡雅的芬芳输送给我，你把第一次绽放的美就毫无瑕癖的给了我，我能不心醉吗,你不畏惧任何环境的威逼，你把你的美为我尽情的舒展，你用你那鲜亮出奇的新意告诉我，你用那美丽在爱我，在喜欢我。你在沉沉的疲乏的梦里脱颖而出，你不畏严寒的冷漠和孤寂，依然决然的用你的爱把我的美丽呵护，你是那么出污泥而不染的绽放出来，你把你特定的美丽鲜亮的绽放给我，叫我掬醒了我的梦，那样的为你苏醒。 可是就是你那美丽的小黄花，虽然看上去是那么的柔弱还象是那么的弱不经风，但你没有看出来，你那绽放的美，就会叫你想一生一世。看上去是那么的弱小，岂不知你是最勇敢的花，你用你那特定的美把寒冷的冬天赶走，你给人们带来春意，你用你花的暖暖透了人们的心窝。就象那硬邦邦的冰溜子，也不你的美融化掉，咔嚓嚓的溜走了。 你给我带来了爱的暖意，我就象在你的花梦里融化，融化在你爱的心头。 也许你的美丽让你那些钟情的姐妹们纷至沓来，那桃花、杏花、 梨花都象你投去羡慕的目光，只因为你找到了我，相中了我。她们都在为你的爱骄傲而自豪。 虽然，那爱是那么的短暂，就象那昙花一现，但你的美是永驻在我的心间。 我知道你是累了，因为你为了我付出了太多太多。你把你最青春美丽的美毫无瑕癖的给了我，你是天底下最爱我的人，也是我一生最美丽的真爱。你的花虽然那样的悄然的凋谢了，可你的美丽常留在我的心间。就象你那美丽的花香，我是永远不能忘的。在你离去的日子里，也许没有谁能惦记你，唯有我还在痴心不改。我多想来年的这个时候见到你，和你重逢时的喜悦和欢欣。可是都多少年了，我都未能看到你，我只有象一珠耸立的青松，在挺拔的想你，想你那美丽的美和你花馨的陶醉。 此时我的心境早已被你的美丽带走，我不知道带到何时还是多远，但我对你的爱没有变。 当初你的样子，当初你的美丽都耀然在我的心底，是谁也替代不了的，是那么的一老永固，是那么的美丽新鲜。 爱上一个人是很难，而爱上一朵美丽的花更难，你不觉得吗, 我那美丽的迎春花，是你给了我爱的勇气和爱的决心，如果没有了你，我不知道自己现在是否还能存在。 你的花美，而且非常的骨感和刚强，你是花中的首席之王，如果没有你领先的绽放，那有那些花的窈窕美丽和殊荣。 今夜里，我又睡不着觉了，总是想着你那朵迎春花，你的黄意是那么的让我着迷，我就象睡在你花意的梦里，那样的不愿醒来。 匆颖的岁月里有我的爱陪你 在摇晃的车上，深邃夜里，，目光呆滞的望着远方眼前的孤寂伴着视线里你模糊的身影深深的坠入在记忆的网格里，思绪，一下子倒回记忆的沟壑，那些我们一起踏过的青葱的岁月镌刻着时光的印记，渐行渐远的弥深的画面在心底一张一张的掀开扉页。 回忆瞬间把我拉回那个懵懵懂懂的年纪，点滴的想起，嘴角还不由自主的扬起一丝丝微笑，笑笑那个不谙世事的年纪。九年前，十五岁的那个季节，我们心中各自满怀希望，憧憬，一起陌生的踏入菁菁校园，虽然那时你我是同桌，但相处如陌路。初识时的静漠，让你我徘徊在彼此圈子的交界之外，偶尔，你会淡淡的颦颦笑对尴尬时光的飞逝。 校园同桌的时光在你淡淡的微笑中悄然逝去。清晰的记得是一封简单羞涩的“情书”打破了我们那形同陌路的关系„„可好景不长，我们轻轻的来，亦如我们轻轻的离开。相顾时的微笑停留岁月的记忆里，分离时，你也没有再洒下多余的微笑。青春的萌动深深的压在心底，总以为可以随着时光的流逝消磨殆尽，努力忘却心里的蠢蠢欲动，可是时间让我们都还彼此怀揣想要追逐的理想。 离别后，我辗转到了另一个陌生的城市，开始了另一段旅人的生涯。生活的压力总是压抑着我习惯一个人踏在人生的道路上，颓废到什么也不去想，安安静静的，缓缓的前行，在这一刻忘却了奋斗与理 想，也慢慢的模糊了那个记忆中的你，心中一片混黄。 不知何时又或许是上天刻意的安排，在某个特定的时间我们又再次“相遇”，原本在心底刻意模糊的你又变得愈加的清晰。记忆被现实拉回到眼前，如今，你不再是最初的那个你，我也已不再是最初的那个我，唯一没有改变的只是那颗一直被压抑着的心。心中的千言万语化作一句招呼，激荡的心绪在这一刻也离奇的风平浪静，一切都显得静悄悄的，一片静谧。 在很多的时候明知不可为而为之，只因不甘心。对于当时还在追求理想的你，一切都显得那么的时机未到，可我依然还是做出了选择，在心底默默的陪着你，看着你去实现你的理想。一直站在地图的对角线上为你默默的守候，一直在手机的另一头默默陪伴你，时而听你述说心语，时而倾听你糟糕的心情，安慰你，鼓励你„„ 终于熬到年关，可以回来看你。我们一起漫步在夕阳下，太阳从西山上透过树林斜射过来，地面的一切都被罩在一片模糊的玫瑰色之中。我静静的看着你，在夕阳下你是那么的迷人，你俊俏的脸上洋溢的笑容，深深的醉了我的心，我们没说一句话安静的享受这“夕阳无限好，只是近黄昏”的短暂„„不知何时你的俊俏的脸一下子变的通红，你突然指着不远处的斜坡说:“我走累了”。坐在草地上，我们一起啃着甘蔗，谈笑风生，看远处人来人往„„时间匆忙的推移，太 阳的光像是被谁掠去了似的，此时好似俏丽的你一样温存、恬静，在西山梁上一晃悠，慢慢沉下去，天边的几朵白云散开了,变成斑斓的晚霞。 又一次的离别，两个城市，那颗牵动的心。一月在冰冷的车站，你送我，我们相顾无言，依依离别。你的身影在余晖中渐渐湮没，空荡荡的只剩下我，天色越来越暗，车子渐走渐远，内心俞加俞痛，泛动的泪涂模糊了视线，以至于来回晃动的是你的笑脸。 时间点点的流淌，眷恋的身影在两个城市间不断地穿梭，彷徨。无限的思念铺满在漫漫的路途上。见你时的喜悦，离别时的感伤，我们一起欢笑过，我们一起悲伤过。一起走过的街道，一起驻足的风景，在心底点点酝酿，恋上你沉默的表情，恋上你开心的笑容，一幕幕情景，记录着永远的记忆犹新，一段段美好的瞬间，续写着我爱意永远。 爱，在延续;情，在镌刻;对你的爱，在续写着永恒。在匆颖的岁月里，有我。