几种常用数控磨床系统的结构和维修特点
发布时间：2016/9/23
常用数控磨床系统的结构和维修特点
1 西门子3磨床系统
西门子3磨床系统是德国西门子公司20世纪80年代初期开发出来的中档全功能数控磨床系统，曾经是西门子公司销售量最大的磨床系统。可用于各种磨床的控制，有以下型号：3T——用于车床及车削中心；3IT——用于双刀架或者双工位车床；3M——用于钻、镗、铣或加工中心；3N——用于冲床；3G——专用于磨床。也可以按实际要求配置数控磨床系统，如3T也可以在两个轴的铣床上应用，3M磨床系统也可以用于数控磨床。
1．1西门子3磨床系统的构成
西门子3磨床系统采用模块化结构，由CPU模块、NC存储器模块、操作面板接口、NC．PLC耦合模块、测量模块、逻辑模块、PLC的CPU模块、PLC存储器模块及各种接口模块等17种模块组成。西门子3磨床系统的机箱因配置、类型、型号的不同，可以分为以下三种形式：
1)单框架：带可编程序控制器PLC 130W／B中央单元(PLCl)，最多可带有4个PLC输Ⅳ输出接口模块。
2)单PLC双框架：带可编程序控制器PLC 130W／B中央单元(PLCl)的双列逻辑组件，最多可带有11个PLC输入／输出接13模块。
3)双PLC双框架：带可编程序控制器PLC 130W／B中央单元(PLCl)的双列逻辑组件，备用于带PLC2的双PLC结构，最多带7个输A．／输出模块(PLCl)和3个输入／输出模块(PLC2)。
西门子3磨床系统由于采用模块化结构，并且有多种机箱供选择，使用中构成磨床系统方便，容易。下面介绍西门子3磨床系统的主要硬件构成。
1.NC控制部分
(1)CPU模块(6FX111-OA) CPU是该磨床系统的控制核心，主要实现磨床系统控制和监控功能。主CPU采用IntelS086，总线控制器采用8288，中断控制器使用8259。另外，在CPU模块上还有一些DMA逻辑电路、地址译码器及RAM存储器。
(2)存储器模块(6FXll20--2C) 其主要功能是存储磨床系统程序、磨床数据和工件加工程序等。内部由4片16K RAM芯片组成。可插接3块外部子模块，模块1为RAM，其地址分配为20000-3FFFF，用以存储NC工件加工程序及数据；模块2为EPROM，其他地址分配为40000～7FFFF，用于装载NC基本程序；模块3为EPROIM用于存储NC语言的磨床系统程序。
(3)测量电路模块该模块输出进给或者主轴运动的使能信号及控制指令模拟(-10V～+10V)信号到相应的伺服电源，另外接收从位置传感器来的位置反馈信号，构成位控磨床系统的闭环或者半闭环控制。磨床系统要求的位置反馈元件是增量式位移传感器。使用光栅尺时在该模块上加装EXE脉冲整形印刷电路板6FC398l—3HM01。
用于西门子3磨床系统的测量模块有如下三种：
1)6FXll25一lAA，4个实际值输入。
2)6FXll23—7AA，1个实际值输入及6个指令值输出。
3)6FXllll—1AA，3个指令值输出及3个实际值输入O
（4）PLC耦合模块(6FXll22—2A) 该模块为外接PLC的接口模块，主要有以下功能：
1)PLC接口，通过该接口可以把一个NC与一个外接PLC连接起来，加上Nc耦合模块可实现Nc与PLC之间的数据交换。
2)CPU监控作用，可根据模块上的指示灯判断磨床系统程序出错、PLC不工作、电池故障等。
3)时钟发生器，产生于CPU模块的时钟信号(5Hz或8Hz)，采用8284芯片。
4)24／TRY接口，通过该接口可以完成数控磨床系统与机外编程器或者通用计算机的通信。
(5)Nc耦合模块(6FXll22一lA)该模块是多个(包括单个)NC与PLC的通信接口。由于西门子3磨床系统扩展功能较强，可以实现4个Nc(最多)之间的通信和控制，所以在Nc耦合模块上设置了一个共同的耦合RAM区(即端El RAM)来进行不同Nc之间的信息交换。耦合RAM的容量为2K字节。
(6)视频接口模块 该模块主要进行文字和图形的显示处理，输出了分辨率的隔行扫描信号，传给CRT显示器的键盘接口模块。
西门子3磨床系统视频接口有如下三种：
1)6FXlll5珈A，单色不带图形2)6FXll23_2A，单色带图形3)6FXll25—5A，彩色图形。
在6FXlll5珈A模块中采用了6845文字显示处理器，而在后面两种模块中采用了pLPD7220文字显示处理器。
(7)电源模块(6EU3054--0C) 为框架内所有模块提供电源的模块，输入电压24V，能产生+5V(最大电流为25A)，+15V(最大电流为0．3A)，一15V(最大电流为0．3A)的工作电压，具有稳压、短路保护及过载保护等功能。在电源模块上还配有NC—ON接线端子CG、监控发光二极管，磨床系统后备电池也安装在电源模块上。
2．键盘显示部分(6FXl 125—7A)
键盘接口模块具有如下功能：
1)传送由视频接口模块输出的文字或图形信号至CRT显示器。
2)把键盘输入的信号传送至NC进行处理。
3)传送I／O逻辑模块的输人／输出信号。
键盘显示部分组成如下：
1)键盘部分，共有38个字符按键和11个指示灯，其功能均由NC软件识别，通过输出指示灯信号可判断磨床系统的运行状态。’，
2)电源板(6EV3114珈AD)。该电源板的作用只是为键盘、显示控制部分提供电源，输入24V DC，产生5V DC电压。
3)显示器(CRT)。西门子3磨床系统可以配置三种显示器，9ino单色显示器(24V DC供电)、12in单色显示器(220V AC供电)、12in彩色显示器(220V AC供电)。
4)磨床控制面板(J85)，能启、停控制加工程序的运行，设定磨床工作方式，进给轴、主轴的起动、停止，快速和一般速度的设定以及设定运动方向，还配有一个急停开关。
磨床控制面板有两种信号输入方式，一种是通过I／O逻辑模块输入到NC部分，再到PLC部分进行处理；另一种直接由PLC部分输入／输出模块输入到PLC。
5)逻辑模块(6FXll24-6A)。逻辑模块不属于西门子3磨床系统的产品范围，是西门子810／820磨床系统的I／O模块，在西门子3磨床系统中只处理磨床控制面板(J85)的输入信号或处理磨床操作部分少量的I／O信号，该模块具有如下三种方式：
1、64点输入，24V DC。 2、24点输出，0．5A、24V DC。 3、8点输入，0．1mA、24V DC。
2、西门子3磨床系统控制面板最多可以连接两个逻辑模块。
3．PLC部分
西门子3磨床系统连接独立式的PLC，使用的是西门子公司的SI-MATIC 130W／B可编程序控制器。该PLC的容量大，可连接512点输入／512点输出信号，直接驱动27A的负载。西门子3磨床系统外接PLC可控制到3个，一般情况下，PLCl用于控制磨床的顺序动作；PLC2用于辅助功能的控制，如显示PLC报警信息、操作信息、刀库管理等；PLC3用于与上一级计算机联网，所以西门子3磨床系统很适合加工中心和柔性制造磨床系统采用。
PLC的基本构成如下：
(1)PLC—ＣPU模块(6ES5921--3WB) 它是PLC的控制核心，由两个模块组成，即CPU模块和存储模块。CPU模块的主CPU采用了德国Valvo公司8X305微处理器，从PLC用户程序中取出MC5指令(STEP5语言指令)，处理成可译指令，再产生相应的控制信号，经过输入／输出模块来控制磨床的运行。
PLc—CPu模块可插接两个EPROM模块，上面一个用于插接存储PLC磨床系统程序的EPROM；下面一个插接用户程序EPROM，最多可存储16KB用户程序。另外，在CPU模块上还有29KB的RAM区给用户使用。
S5--130W／B控制器的存储器占用表， 可以看到基本程序、用户存储器、NC耦合组件和中央组件的占用范围。
(2)输A／输出模块输A／输出接口模块是PLC与磨床的接口。西门子3磨床系统主要用的接口模块如下：
1)6FXll84叫A，48点输入，24V DC；24点输出，0．1A、24VDC。
2)6FXll92一AA，96点输入，24V DC。3)6FXll30“BA，48点输人，0．5A，24V DC。4)6FXllll叫AA，32点输入，24V DC；32点输出，0．1A、24V DC。
