我厂有一台汉川XK714数控钻铣床，配备西门子802S数控系统，系统ECU硬件和显示器组件损坏，但机床的驱动器、步进电动机和硬件电路还完好，机械部分加工精度良好，现对其进行改造。

     1. 数控系统的选用

    常见的数控系统有西门子802S base line、西门子802D系统、FANUC 0C/0D等系统。在此选用西门子802S base line系统，它是西门子802S系统的升级产品，能够控制2～3个步进电动机和一个伺服主轴或变频器，连接步进驱动STEPDRIVE C/C+，利用机床原有部件，仅需要对系统参数和PLC程序做编辑设定，就能够满足生产加工要求。

     2. 改造前的准备工作

     XK714数控钻铣床要求数控系统能控制X/Y /Z三个进给轴，通过变频器实现主轴电动机电气调速。由于机床的损坏导致系统机床数据及PLC梯形图遗失，通用性便利无法利用，因此要根据西门子802S base line系统的功能和接线要求对梯形图进行重新设计、修改，以满足该机床原有的动作控制要求及加工工艺要求。

 
     3. 改造实施

    （1）机床技术配置 根据机床的加工工艺要求将控制系统设置铣床配置。首先用V24软件将个人PC与控制系统连接起来，打开控制系统直到成功导入，然后在通信菜单中设定缺省值，按“启动输入”，最后选择用于铣床的技术配置文件TECHMILL.INI并用WINPCIN将它传入控制系统，文件传送正确后，调试开关至位置“0”执行上电。系统配置已经更改完成，缺省为3个坐标轴（X/Y /Z 轴）、1个主轴，无移动轴、G17等。完成上述配置以后，再对数控系统的主要控制参数、PLC功能参数进行设定，本机床的部分主要设定数据如表1所示。

                          表1 机床部分主要设定数据 

 
    （2）系统的接线 遵照《安装调试手册》中CNC控制器与步进驱动STEPDRIVE C/C+和步进电动机的连接。注意驱动器侧接线组号的区别，I/O端X100/X101、X200/X201接口有效，如图1所示。

     
                               图1 系统接线图

    （3）输入/输出地址分配及定义 所有I/O地址的定义都要符合原电路设计，方便此后维修人员的维修作业。根据新采购的变频器接线控制要求，主轴转速指令以0～10V电压由系统X7模拟量接口输出至变频器，主轴正反转、制动等PLC输出信号引入变频器数字使能端；变频器过载、复位等信号引入PLC输入端；回零减速开关信号引入X20专用端子；预留冷却输出，Z 轴为重力轴带抱闸，主轴润滑、导轨润滑采用自动控制，其他I/O地址不变，部分I/O地址如表2。

     
  
                              图2 程序中文注释图
 

                            表2 XK714 I/O地址表

    （4）PLC梯形图的编辑 在个人PC上打开标准梯形图，根据802S/C/D PLC子程序库应用指南，重新编辑生成梯形图。它包含14个网络，包括I/O信号映射处理、急停控制、X/Y /Z 轴使能控制、松紧刀控制、单极性模拟变频主轴控制等，并根据重新设定的I/O表对加工中涉及到程序进行编辑修改，并对各网络进行中文注释，如图2所示。编辑完成后， 配做了九针通信电缆， 连接RS232通信接口，设定存取权限、RS232通信参数，系统侧Step7连接通，从PC下载至机床，把机床机械锁定，试运行此PLC程序正常。

    （5）调试及运行 本次的改造是在原机床电路的基础上进行的，充分地保持了机床电路的完整性，机床的硬件连线只需要进行简单的梳理，因此软件部分的设计完成后，需要对机床进行调试运行。

      先对强电部分进行模拟试验，断开数控系统到电器柜的连接，测试和调整电器柜内强电电路和控制电路无异常；然后将电源引入数控系统，通过模拟输入信号判断输出状态是否正常。上述工作完成后对机床进行分步调试，恢复数控系统与电器柜的连接进行调试：①手动方式下移动X 、Y 、Z 轴，检验行程开关是否可靠；并旋转主轴以及松、紧刀。
②回零方式下验证坐标轴回零是否正常、准确，设定软限位行程。③MDA方式下输入指令验证坐标轴的进给、联动；主轴正反转及转速。④自动方式下运行试机程序观察机床动作运行状态是否正常。⑤进行必要的精度检验，修改设定坐标轴反向间隙，装夹零件进行试切削，跟踪调整合格后交付使用。

     4. 今后维修中的注意事项
 

     SINUMERK802S base line系统的维修非常方便。在使用中出现的机床故障绝大部分是外部的信号开关、接触器、继电器控制或联锁电路造成的，相关的开关信号、联锁触点信息均已写入程序，并设置了相应的报警文本，出现异常便于排查；对于干扰等引起的系统的故障可通过重启系统解决，如果系统复位后仍存在，应检查相关控制参数是否被误改变化、外部电路是否正常。

     由于系统采用的是开环控制系统，对步进电动机的失步并不能实时监测，所以要经常检查机械传动负载、协调工艺加工在合理范围。