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MJ760 车削中心手持单元改造

2020-12-24 来源：山西航天清华装备有限公司作者：杨苗洲

摘要：西门子 840D 数控系统已经停产，相关备件难以购买，为了保证设备继续正常使用，必然面临机床的整体或局部修理改造，以 MJ760 车削中心手持单元改造为例，介绍手持单元电气线路改造、PLC 程序编制、功能测试等，改造功能上完全满足使用，替换备件较原装备件费用低，采购周期短，降低设备停机时间。

关键词：840D 数控系统；手持单元；机床改造

0 引言

MJ760 车削中心，于 2003 年从济南第一机床厂购置，已使用将近 17 年，机床配置西门子 840D 数控系统，手持单元为西门子 MINI 型手持单元（6FX2007-1AD0），由于长期使用老化，该手持单元故障频繁，严重影响使用，因而决定采用第三方手持单元（安士能 HBA11206）来替换改造。

1 、改造准备

1.1 新旧手持单元对比及可行性分析

图 1a 是旧手持单元，图 1b 是新手持单元。从表 1 中可以看到旧手持单元比新的多了三个功能按键（序号 3），通过分析机床 PLC 程序，实际机床只用了一个功能按键，用于“超程解除”，而“超程解除”功能可以利用 MCP （机床控制面板）上空余按键来设计替代，因而新的手持单元替代旧的功能上可以完全满足，而且新手持单元上有倍率选择开关（序号 5），倍率生效后将更方便操作使用。

1.2 新旧手持单元电路接线改造

旧手持单元接线如图 2 所示，新手持单元接线如图 3 所示。

2 、手持单元 PLC 程序编制

2.1 根据表 2 编制手持单元轴选开关 PLC 程序

由于新旧手持单元轴选编码不同，因而需要重新编制 PLC程序。

程序说明：

（1）这段程序几何轴 1 实际上是对应的格雷码是手轮上的“Y”轴，这样做的原因是由于“X”轴的格雷码全是 0，一旦内部断线，或者轴选开关故障，导致格雷码也全是 0 的情况下逻辑混淆，但是用“Y”轴替代“X”轴需要在手持单元上重新标识清楚，或者在轴选开关内部跳线，将“X”与“Y”格雷码交换了。

（2）轴选生效就是用外部信号激活相应的 840D 内部接口信号，对于 MJ760 车削中心而言，共有 4 个机床轴，X 轴（第一机床轴，也是第一几何轴）、Z 轴（第二机床轴，也是第二几何轴）、C 轴（第三机床轴，主轴）、SP1 轴（第四机床轴，动力头轴），这里程序激活第一、第二几何轴，也可以更改为激活第一、第二机床轴，即 DB21.DBX12.0 换为 DB31.DBX4.0，DB21.DBX20.0换为 DB32.DBX4.0。

（3）手持单元共控制三个轴：X、Z、C。

2.2 根据表 3 编制手持单元倍率开关 PLC 程序

旧的手持单元没有倍率开关，因而需要编制 PLC 程序让新手持单元倍率生效。

程序说明：

（1）针对机床使用“1、10、100”三挡倍率已经足够使用。

（2）手持单元控制机床移动的本质是让机床轴工作在增量模式，因而外部倍率信号关联在机床控制面板（MCP）的对应输入按键“IN1、IN10、IN100”上即可，也可以关联在系统接口信号上（DB3XDBX5.0\5.1\5.2）。

3 、手持单元测试

（1）首先测试手轮脉冲是否能被系统接收到，对于 840D 数控系统，只要手轮脉冲发生器正确连接在了 NCU 电缆分配盒上，而不管轴选以及倍率是否生效，摇动手轮时，系统接口信号DB10.DBB68（手轮 1）会有相应的脉冲计数，方法非常简单，只要在屏幕上打开 PLC 状态页面，输入该接口信号并摇动手轮就可以观察到，DB10.DBB69 对应第二手轮接口，DB10.DBB70 对应第三手轮接口，若没有相应变化，应检查接线是否正确。

（2）测试机床能否正常移动，手持单元控制机床轴可以移动的条件如下：

DB3X.DBX21.7=1 （轴脉冲使能）

DB3X.DBX2.1=1 （轴伺服使能）

DB21.DBX6 .7=1 （轨迹进给倍率生效）

DB3X.DBX1 .7=1 （轴进给倍率生效）

激活手轮（例中：DB21.DBX12.0 =1、DB21.DBX20.0=1 、DB33.DBX4.0 =1）。倍率生效（例中：MCP 按键 “IN1”、“IN10”、“IN100”至少一个点亮）。

（3）改造后效果图（图 4）