西门子数控系统在机床中实施与应用

西门子数控系统在机床中实施与应用

赵杰

上海 ABB变压器有限公司 设备部

摘要：在西门子数控系统研究过程中，需要了解西门子数控系统的具体特点和组成部件，对机床运行过程中西门子数控系统的具体应用情况进行了深入分析。同时，需要从不同角度掌握西门子数控系统在机床应用过程中的升级改造要点，提升了西门子数控系统的发展水平。

关键词：西门子数控系统；机床运行；应用要点

1西门子数控系统概述

1.1系统概述

西门子数控技术是一种集合数控技术，能够实现系统搜索、数字控制以及数控分析等各项功能。对西门子数控系统软件进行进一步开发，有利于提升西门子数控系统的应用价值。将西门子数控系统与自动化程序进行结合，可以提高界面控制系统与集成化控制系统的对接效果，从而实现做功循环、温度控制和供应补偿等不同功能。目前，作为新型软件操作技术，西门子数控系统在技术水平不断提升的背景下，对资源的自动化应用也具有更加突出的优势。将西门子数控系统划分成不同的操作模块对机械结构进行优化，同时加强软件开发设计工作是提高西门子数控系统创新水平的重要手段^[1]。

1.2主要构成

西门子数控系统是比较完善的控制系统，除了具有开发功能之外，还有较强的应用功能。在系统数字化程序创新的背景下，推动西门子系统的综合发展是提高西门子数控系统应用水平的主要途径。西门子数控系统的基本程序主要包括PLC程序、轮廓、信息传输界面以及操作控制等不同环节。轮廓需要利用伺服控制完成做功补偿，在数控机床运行过程中，伺服补偿技术可以利用运转系统与机制执行系统对机电组合进行控制，利用做功完成控制与转换过程，对提升机床的整体运营效率有积极作用。PLC程序以及AC程序具有数字运行功能，能够有效传达和执行产品传输、加工命令，在机床改造过程发挥至关重要的作用。在综合控制环节，工作人员必须保证传统机床控制系统与数字化系统之间有效对接，才能够发挥西门子控制系统的作用。而信息传输界面主要是发挥显示屏的作用，在满足用户需求的同时，发挥数字化系统的作用，保障机床的整体运行效率^[2]。

2机床运行中西门子数控系统的应用情况

2.1在调试程序一体化的应用

在机床运行过程中对西门子数控系统进行充分应用其主要表现是促进调试程序的一体化发展。机床调试工作是数控机床在运行过程中的基础环节，在西门子数控系统运行过程中对数字化控制程序进行应用，可以在最大程度上提高机床现代化控制效率。同时可以与机床控制结构与数控系统结构进行有效融合，对做功功率进行有效控制。例如在现代数控机床改造升级过程中将西门子系统与传统机床NC程序进行对接，可以保证程序的调试效果。并且在调试过程中能够及时发现存在的异常情况和故障问题，根据问题提出有针对性的改造措施，解决兼容性比较低的数控结构，提高机床系统运行的通畅度。

2.2改进机床类型

对机床类型进行改进和优化的过程中，也需要对利用西门子数控系统。传统机床结构比较简单，并且机床结构的操作环节也比较少，工艺技术结构相对简单，虽然能够在一定程度上降低机床运行成本，但是传统机床的整体运行效率比较低，在产品加工过程中存在很多问题，直接影响产品加工效率和质量，无法确保生产出来的产品与现代市场发展需求相适应。因此，需要对传统机床类型和结构进行有效改进，加强现代化技术在机床结构设计过程中的有效应用。对西门子控制技术进行应用，将其与现代系统技术进行结合，有利于促进机床内部资源的升级和改进。在现代新型加工技术中，西门子系统的伺服做功速率比较高，对现代化数控机床进行改进后，可以确保西门子数字系统与机床控制进行有效对接。从而提高现代化机床的整体运行效率，对完善机床系统的运行结构也有积极作用。

2.3对数控系统进行升级改进

在现代化机床控制系统升级改进的过程中，需要加强数控系统的有效应用和升级工作。对西门子数控系统进行全面升级，同时创新数控结构，可以保证程序系统良性，建立PLC程序与AC编程都是西门子数控系统数字控制技术的重要组成部分。在PLC系统中引入虚拟数据平台，可以对扩展系统数据资源进行有效融合，从而保证模块化安装作业顺利进行，有利于增强传统机床的自动化水平。例如在现代数控机床的输入点和切换点已经增加到2048个，提升了PLC程序自动化控制系统的应用效率，可以对自动化控制系统输入系统资源结构进行完善。除此之外，在数控机床升级改造的过程中，对NC编程技术进行升级也能够提高数控机床的整体运行水平。例如在NC编程系统运行过程中，直接利用智能化的C语言编码技术对现代控制系统进行优化升级，可以提高系统运行资源数字运算算法的计算速度和准确度。在编程控制工作过程中能够保证各项工作的协调进行。此外，NC编程系统也具有一定的辅助功能，工作人员可以根据系统的实际运行需求对操作结构进行科学选择，从而提高控制效果，为机床之后的运行做功补偿奠定良好基础，完善数控机床的整体运行结构。还需要对传统机床的运行控制模式进行优化和升级，保证数字做功效率

^[3]。

2.4专业控制系统智能化设计

在数控机床控制系统升级改造的过程中，对专业控制系统进行智能化设计也是其改造工作的重点内容。西门子数控系统在现代数控机床控制过程中发挥着至关重要的作用，利用智能化驱动数控机床控制系统以及专业制造系统能够在极大程度上提高现代化数控机床的运行效率。将可编程模块、人机对话结构以及数字控制器等西门子数控系统关键技术应用在现代化机床改进改造和升级过程中，可以确保现代机床系统智能化分配效果。

工作人员需要根据模块分层化控制专业的具体需求对操作系统进行优化改进，利用数字化控制模块的实际情况促进新系统以及双向控制系统的有效联合。在现代控制系统中对西门子数控系统进行有效应用，可以对原有的系统进行优化和改进，并且能够发挥不同的作用，有利于促进现代机床系统结构的完善发展。在智能化技术应用过程中，对人工操作系统、质量检验系统和产品加工系统等进行有效应用，引入新型智能模块化管理技术可以使机床同时运行不同的工作系统，对现有资源供应结构进行完善和拓展，提高数控机床的整体工作效率。

除此之外，西门子数控系统可以开展模块化智能管理工作，对提高机床的生产性能有积极作用。在具体的生产过程中，如果某一生产环节出现问题，仅仅需要完成故障模块处理工作就能够保证系统恢复正常作业，能够降低维修成本，有利于提升现代数控机床的管理水平。

3西门子802D数控系统改造与设计

3.1数控系统的安装调试

掌握西门子数控系统在机床中的应用情况之后，可以以西门子802D数控系统改造与升级实例为主，对数控系统的不同环节进行全面把握。数控系统的安装和调试工作是西门子802D数控系统改造和升级过程中的关键环节，在实际安装和调试过程中可以基于PROFIBUS总线数控系统，输入信号、位置调节也是利用PROFIBUS完成作业的。PCU是数控系统的主要设备，每一个PROFI-BUS都是从设备出发存在总线地址的。因此，在设备总线上排列次序时，具有较强随意性的。通过PROFI-BUS接口连接PP72-48总线地址模块上的地址开关可以直接由S1进行设定，例如第一块PP72-48总线地址为9，在选配第2块PP72-48总线地址为8。而611UE总线地址直接利用软件进行设定，也可以使用输入键进行设定。在数控系统安装调试过程中需要在配备接口模块PROFIBUS，可以对速度环和电流环进行有效控制。

3.2PLC的设计与调试

PLC设计和调试也是数控系统改进改造和升级过程中的重点内容。在具体的操作过程中，需要以机床的实际特点为基础增加主轴箱油泵电动机、导轨润滑电子泵，同时还要对原有的冷却泵电动机、刀架电动机等进行更换。油泵电动机、冷却电动机以及刀架电动机在设计安装时利用辅助触点开展逻辑控制，可以需要充分考虑机床限位、急停和主轴与进给轴之间的连锁情况，将机床输入与输出信号利用DP72/48采集到PLC内完成控制工作。在PLC程序中需要加强机床电气原理分析工作，编写正确的程序。例如润滑控制冷却控制、换刀控制等，完成机床逻辑控制。因为西门子802D中有标准的车床程序，因此，用户可以直接利用该系统内的标准程序进行改进，从而对机床进行有效的逻辑控^[4]。

在对PLC程序进行调试的过程中，需要从以下要点出发保证调试作业的有效性：①利用802D调试电缆，将计算机与802D的COM一端接口进行有效连接，802D进入联机方式时主要是通过连接一设定的通信参数选择连接开启；②启动PLC编程工具后进入通信画面，需要对通信参数进行设定，拥有编辑无误的PLV应用程序后，可以利用编程工具软件直接将其下载到802D中；③下载完成后要启动PLC应用程序，并且对各个进给轴和主轴进行调试之后运行PLC，确保其满足车床需要的功能。与此同时，需要根据操作人员的实际需求将机床的润滑、换刀、照明等功能定义在西门子提供的自定义键上。

3.3变频器的安装调试

变频器安装调试也是西门子802D数控系统在改造和设计过程中的重点内容。变频器适合在不同变速驱动场合进行有效应用，在设计时可以利用模块化设计操作面板与PROFIBUS模块，并利用最新的IGBT技术进行设计。磁通电流对FCC进行控制可以改善动态响应，同时可以对电动机控制进行有效优化。在改造过程中主要是对主轴电动机的矢量控制进行设计，利用模块与CNC驱动装置实现通信，可以达到控制目的。利用611UE的模拟接口75A和15端子，可以控制变频器，并设计PLC程序切断或者接通变频器。

在此次设计过程中，小卧车的数控机床赶紧方案主要是以机床的具体情况为主，考虑了机床性能和技术指标。在对数控系统进行应用时，需要加强机械方面的调整，解决原有机床存在的齿轮间隙比较大的问题，并将原有的数控卧车进行改造和升级，实现数字控制。经过改造和升级后一段时间运行，发现改造后的运营效益十分突出，大批量小工件的生产精度和生产效率都得到了有效提升，解决了公司小型设备存在的加工制造紧张问题，增加了企业的综合收益。

4结语

总而言之，在西门子数控系统中对先进的数字控制模式进行有效应用，能够在极大程度上提高数控系统的精确性以及标准性。而西门子数控系统是机床控制工作顺利进行的重要保障。在未来的数字化机床发展过程中，需要加强西门子数控系统的深入研究和创新研究，将现代机床技术引入西门子数控系统中，提高数控系统的整体水平，保障产品安装和机床加工的一体化，为数字化机床的发展提供参考。

参考文献：

[1]张爱双.西门子数控系统在机床中的应用[J].机电信息,2020(2):3.

[2]王鹏云,邢邦旭,赵一平.间歇润滑在西门子808D-AD数控系统机床上的应用与探索[J].内燃机与配件,2020(8):2.

[3]王家海,刘旭超,彭劼扬.基于西门子808d数控系统的机床故障诊断专家系统研究[J].数字技术与应用,2019(1):3.

[4]孙跃华.西门子数控系统系列机床调试方法探讨[J].机电信息,2018(30):2.