第第頁幾種常用數控磨床系統的結構和維修特點常用數控磨床系統的結構和維修特點1

西門子3磨床系統西門子3磨床系統是德國西門子公司20世紀80年代初期開發出來的中檔全功能數控磨床系統，曾經是西門子公司銷售量的磨床系統。可用于各種磨床的控制，有以下型號：3T用于車床及車削中心；3IT用于雙刀架或者雙工位車床；3M用于鉆、鏜、銑或加工中心；3N用于沖床；3G專用于磨床。也可以按實際要求配置數控磨床系統，如3T也可以在兩個軸的銑床上應用，3M磨床系統也可以用于數控磨床。1．1西門子3磨床系統的構成西門子3磨床系統采用模塊化結構，由CPU模塊、NC存儲器模塊、操作面板接口、NC．PLC耦合模塊、測量模塊、邏輯模塊、PLC的CPU模塊、PLC存儲器模塊及各種接口模塊等17種模塊組成。西門子3磨床系統的機箱因配置、類型、型號的不同，可以分為以下三種形式：1)單框架：帶可編程序控制器PLC130W／B單元(PLCl)，最多可帶有4個PLC輸Ⅳ輸出接口模塊。2)單PLC雙框架：帶可編程序控制器PLC130W／B單元(PLCl)的雙列邏輯組件，最多可帶有11個PLC輸入／輸出接13模塊。3)雙PLC雙框架：帶可編程序控制器PLC130W／B單元(PLCl)的雙列邏輯組件，備用于帶PLC2的雙PLC結構，最多帶7個輸A．／輸出模塊(PLCl)和3個輸入／輸出模塊(PLC2)。西門子3磨床系統由于采用模塊化結構，并且有多種機箱供選擇，使用中構成磨床系統方便，容易。下面介紹西門子3磨床系統的主要硬件構成。1.NC控制部分(1)CPU模塊(6FX111-OA)CPU是該磨床系統的控制核心，主要實現磨床系統控制和監控功能。主CPU采用IntelS086，總線控制器采用8288，中斷控制器使用8259。另外，在CPU模塊上還有一些DMA邏輯電路、地址譯碼器及RAM存儲器。(2)存儲器模塊(6FXll20--2C)

其主要功能是存儲磨床系統程序、磨床數據和工件加工程序等。內部由4片16KRAM芯片組成。可插接3塊外部子模塊，模塊1為RAM，其地址分配為20000-3FFFF，用以存儲NC工件加工程序及數據；模塊2為EPROM，其他地址分配為40000～7FFFF，用于裝載NC基本程序；模塊3為EPROIM用于存儲NC語言的磨床系統程序。(3)測量電路模塊該模塊輸出進給或者主軸運動的使能信號及控制指令模擬(-10V～+10V)信號到相應的伺服電源，另外接收從位置傳感器來的位置反饋信號，構成位控磨床系統的閉環或者半閉環控制。磨床系統要求的位置反饋元件是增量式位移傳感器。使用光柵尺時在該模塊上加裝EXE脈沖整形印刷電路板6FC398l3HM01。用于西門子3磨床系統的測量模塊有如下三種：1)6FXll25一lAA，4個實際值輸入。2)6FXll237AA，1個實際值輸入及6個指令值輸出。3)6FXllll1AA，3個指令值輸出及3個實際值輸入O（4）PLC耦合模塊(6FXll222A)

該模塊為外接PLC的接口模塊，主要有以下功能：1)PLC接口，通過該接口可以把一個NC與一個外接PLC連接起來，加上Nc耦合模塊可實現Nc與PLC之間的數據交換。2)CPU監控作用，可根據模塊上的指示燈判斷磨床系統程序出錯、PLC不工作、電池故障等。3)時鐘發生器，產生于CPU模塊的時鐘信號(5Hz或8Hz)，采用8284芯片。4)24／TRY接口，通過該接口可以完成數控磨床系統與機外編程器或者通用計算機的通信。(5)Nc耦合模塊(6FXll22一lA)該模塊是多個(包括單個)NC與PLC的通信接口。由于西門子3磨床系統擴展功能較強，可以實現4個Nc(最多)之間的通信和控制，所以在Nc耦合模塊上設置了一個共同的耦合RAM區(即端ElRAM)來進行不同Nc之間的信息交換。耦合RAM的容量為2K字節。(6)視頻接口模塊

該模塊主要進行文字和圖形的顯示處理，輸出了分辨率的隔行掃描信號，傳給CRT顯示器的鍵盤接口模塊。西門子3磨床系統視頻接口有如下三種：1)6FXlll5珈A，單色不帶圖形2)6FXll23_2A，單色帶圖形3)6FXll255A，彩色圖形。在6FXlll5珈A模塊中采用了6845文字顯示處理器，而在后面兩種模塊中采用了pLPD7220文字顯示處理器。(7)電源模塊(6EU3054--0C)

為框架內所有模塊提供電源的模塊，輸入電壓24V，能產生+5V(電流為25A)，+15V(電流為0．3A)，一15V(電流為0．3A)的工作電壓，具有穩壓、短路保護及過載保護等功能。在電源模塊上還配有NCON接線端子CG、監控發光二極管，磨床系統后備電池也安裝在電源模塊上。2．鍵盤顯示部分(6FXl1257A)鍵盤接口模塊具有如下功能：1)傳送由視頻接口模塊輸出的文字或圖形信號至CRT顯示器。2)把鍵盤輸入的信號傳送至NC進行處理。3)傳送I／O邏輯模塊的輸人／輸出信號。鍵盤顯示部分組成如下：1)鍵盤部分，共有38個字符按鍵和11個指示燈，其功能均由NC軟件識別，通過輸出指示燈信號可判斷磨床系統的運行狀態。，2)電源板(6EV3114珈AD)。該電源板的作用只是為鍵盤、顯示控制部分提供電源，輸入24VDC，產生5VDC電壓。3)顯示器(CRT)。西門子3磨床系統可以配置三種顯示器，9ino單色顯示器(24VDC供電)、12in單色顯示器(220VAC供電)、12in彩色顯示器(220VAC供電)。4)磨床控制面板(J85)，能啟、停控制加工程序的運行，設定磨床工作方式，進給軸、主軸的起動、停止，快速和一般速度的設定以及設定運動方向，還配有一個急停開關。磨床控制面板有兩種信號輸入方式，一種是通過I／O邏輯模塊輸入到NC部分，再到PLC部分進行處理；另一種直接由PLC部分輸入／輸出模塊輸入到PLC。5)邏輯模塊(6FXll24-6A)。邏輯模塊不屬于西門子3磨床系統的產品范圍，是西門子810／820磨床系統的I／O模塊，在西門子3磨床系統中只處理磨床控制面板(J85)的輸入信號或處理磨床操作部分少量的I／O信號，該模塊具有如下三種方式：1、64點輸入，24VDC。2、24點輸出，0．5A、24VDC。3、8點輸入，0．1mA、24VDC。2、西門子3磨床系統控制面板最多可以連接兩個邏輯模塊。3．PLC部分西門子3磨床系統連接獨立式的PLC，使用的是西門子公司的SI-MATIC130W／B可編程序控制器。該PLC的容量大，可連接512點輸入／512點輸出信號，直接驅動27A的負載。西門子3磨床系統外接PLC可控制到3個，一般情況下，PLCl用于控制磨床的順序動作；PLC2用于輔助功能的控制，如顯示PLC報警信息、操作信息、刀庫管理等；PLC3用于與上一級計算機聯網，所以西門子3磨床系統很適合加工中心和柔性制造磨床系統采用。PLC的基本構成如下：(1)PLCＣPU模塊(6ES5921--3WB)

它是PLC的控制核心，由兩個模塊組成，即CPU模塊和存儲模塊。CPU模塊的主CPU采用了德國Valvo公司8X305微處理器，從PLC用戶程序中取出MC5指令(STEP5語言指令)，處理成可譯指令，再產生相應的控制信號，經過輸入／輸出模塊來控制磨床的運行。PLcCPu模塊可插接兩個EPROM模塊，上面一個用于插接存儲PLC磨床系統程序的EPROM；下面一個插接用戶程序EPROM，最多可存儲16KB用戶程序。另外，在CPU模塊上還有29KB的RAM區給用戶使用。S5--130W／B控制器的存儲器占用表，可以看到基本程序、用戶存儲器、NC耦合組件和組件的占用范圍。(2)輸A／輸出模塊輸A／輸出接口模塊是PLC與