濟南二機床集團有限公司1臺使用法國數控系統的定梁龍門鏜銑床配有4個伺服控制軸（X、Y、Z、刀庫）和1個主軸，伺服控制軸均安裝外部增量編碼器，使用西門子611A模擬伺服驅動裝置和1FT5伺服電機，主軸使用611A主軸驅動裝置和1PH6主軸電機。目前數控系統元器件老化，故障率高，系統經常死機，嚴重制約生產，為此，決定對該機床進行改造。

    一、改造方案

    1.數控系統選擇
    機床西門子611A模擬伺服驅動裝置、1FT5伺服電機、1PH6主軸電機性能和機械結構尚好，機械磨損較小。因此為節約成本，使改造周期zui短，充分利用現有資源，數控系統選擇原則是：①滿足控制軸數要求。②數控部分提供足夠PLC輸入和輸出點。③NC部分適合銑、削、鏜，操作、編程、調試維護方便。④性價比高。⑤可提供-10V～+10V模擬量控制信號，控制611A驅動模塊。⑥可使用外裝編碼器，實現伺服軸半閉環控制。
    綜合比較，選擇基于PROFIBUS總線，緊湊一體化的Sinu－merik802D數控系統。802D系統可控制4個進給軸和1個主軸，配置3個手輪和兩塊PP72/48輸入輸出模塊，提供144個輸入點和96個輸出點。
    改造技術難點是802D系統和611A模擬伺服驅動裝置的結合，現選擇ADI4模擬驅動接口模塊，該模塊可控制4個帶模擬設定值接口驅動裝置，有4路輸入用于TTL信號增量編碼器。

    2.電氣連接
    ADI4接口模塊線路設計簡單，1個802D系統通過Profibus總線連接2塊ADI4接口模塊，分別控制進給軸和主軸，電氣接線見圖1。使用ADI4模塊的4路TTL信號輸入連接增量編碼器，可選擇的方式有：①3個2500線和1個1024線編碼器。②9000線、18000線、1024線、2500線編碼器各1個。③3個2048線和1個1024線編碼器。④9000線、18000線、1024線、2048線編碼器各1個。本次改造選擇方式①（作為選項功能，ADI4模塊可連接光柵尺，則4路TTL信號輸入是：3x2500，1x9000；3x5000，1x18000；4x2500；4x5000）。

    由于PROFIBUS總線傳送輸入輸出信號，進行位置調節（速度給定和位置反饋信號），因此連接非常重要，應注意以下幾點。
    （1）PP72/48的總線地址由模塊上地址開關S1設定。*塊PP72/48的總線地址為“9”（出廠設定），若選配第二塊PP72/48，總線地址應設定為“8”。
    （2）總線設備（PP72/48和驅動器）在總線的排列順序沒有限制，但總線上不允許出現相同地址。
    （3）PROFIBUS屏蔽網應與插頭內部金屬襯層保持良好接觸，注意插頭終端電阻開關位置。

　二、安裝調試

    1.安裝機床的初始化文件
    硬件連接完成，調試前將*、二塊ADI4的PROFIBUS-DP地址分別設為16、15。為簡化802D系統調試，802D系統工具盒提供機床的初始化文件。使用WinPCIN通信軟件將初始化文件傳入802D系統，進行系統初始化，步驟如下。
    （1）從WINDOWS的“開始”中啟動WinPCIN通信軟件。
    （2）選擇WinPCIN中“二進制”通信方式，選擇發送，WinPCIN出現選擇發送文件窗口（圖2）。

    （3）找到CONFIG文件夾，選擇需要的初始化文件。
    （4）在802D系統輸入制造商口令，進入通信畫面，選擇“二進制”方式以及和WinPCIN相同的波特率，然后選擇“讀入啟動”。
    （5）選擇“OPEN”，開始中文安裝。802D屏幕提示“讀啟動數據？”，按軟菜單鍵“確認”，傳輸繼續進行。傳輸過程中，802D有若干次自動啟動，時間大約4min。
    初始化配置系統坐標和車床、銑床工藝參數，而且安裝機床的加工工藝循環。如本次改造機床使用3個2500線和1個1024線TTL方波編碼器，則使用WINPCIN將TOOLBOX中的配置文件ADI4.INI和1-ADI4.WPC傳輸至802D系統。若PROFIBUS-DP通信電纜正常，傳輸文件成功后，ADI4上PW診斷指示燈綠燈亮，EXCH綠燈亮，反之PW綠燈亮，RDY紅燈亮。初始化完成，進行后續操作。

    2.PLC調試
    使用programingtoolplc802編程軟件進行PLC調試。Sinumerik802DTOOLBOX中有銑床標準PLC程序，根據機床動作要求，修改標準PLC程序，然后通過傳輸線下載至802D系統進行調試。
    （1）使用“802D調試電纜”連接計算機和802D的COM1。
    （2）802D必須進入聯機方式：系統→PLC→STEP7連接→設定通訊參數→選擇“連接開啟”，聯機界面見圖3。

    （3）啟動PLC編程工具，進入通信畫面，設定通信參數，將編譯無誤的PLC應用程序下載至802D。
    （4）下載成功后，啟動PLC應用程序。
    （5）可利用programingtoolplc802監控梯形圖和內部地址狀態，還可利用“交叉引用表”檢查地址是否沖突。

    3.PLC報警文本
    使用TextManager軟件編輯PLC報警文本，通過232口傳入系統。系統提供64個PLC用戶報警，每個報警對應1個NCK地址位，將該位“置1”可激活對應報警，“置0”則清除報警。

    4.機床數據調試
    根據機床特性，設置機床各軸減速比、各軸允許運動速度、各軸加減速參數、各軸回零參數、各軸正負軟限位等參數。

    5.參數備份
    數據備份十分重要，機床基本調試完畢，即可進行參數備份。802D系統提供多種數據備份方法，如系統數據可在系統內部、PC卡或計算機硬盤備份。

    三、改造效果

    改造后的數控龍門鏜銑床功能完善，操作簡便，加工產品質量穩定可靠。目前仍有不少配置模擬伺服驅動裝置的老舊數控機床，服役多年，數控系統電子元器件趨于老化，而機床模擬伺服驅動裝置和機械部分尚可使用，上述實例為此類設備的改造提供了一種方法。