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摘要 随着目前我国经济社会的迅猛发展，工业上对数控机床的性能和稳定性的要求是越来越高，而现实中我国目前有一大批数控机床是20世纪90年代初期引进的。其所使用的数控系统，由于老化的问题相继到了需要进行改造的地步。SINUMERIK 840DSL具有革新的系统结构、更高的控制品质、更高的系统分辨率以及更短的采样时一间，确保了一流的
工件加工质量。它不仅能够大大提高数控机床的生产效率，而且也能提高数控机床的加工精度，获得了明显的经济效益。
关键词 840DSL；数控机床；改造
中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0095-01
1 概述
随着现代化机械制造业水平的不断提升，机床数控系统改造化的比率不断的提高。目前，我国大多数机械制造行业和生产企业中的生产加工装备中大多数的数控机床，确切的说是半数以上是都是役龄在10年以上的旧数控机床，直接影响企业的生存和持续发展。所以必须大力提高这些数控机床的生产效率和加工精度。采取改造旧数控机床来提高设备的先进性，是其有效的途径。
对于目前所进行数控机床改造，具有如下特点：一是所需的投资少，而且交货期较短。同购置新的数控机床相比较，改造的费用明显较低；二是可根据现有的实际条件，因地制宜合理筛选并改造功能，极大的缩短了改造周期，减小其中的成本；三是对于设备结构性能熟悉了解，便于实际中的操作维修；四是可以及时采用最新的技术、新工艺，提高设备的自动化水平及加工精度。但由于目前的数控机床使用年代较长、机械性能稳定的实际情况，但受数控机床的其他方面限制，不宜进行突破性的改造。
2 西门子840DSL
2.1 简介
SINUMERIK 840DSL具有模块化、开放、灵活而又统一的结构，为使用者提供了最佳的可视化界面与操作编程体验，及最优的网络集成功能。SINUMERIK 840DSL是一个创新的能适用干所有工艺功能的系统平台。SINUMERIK 840DSL集成结构紧凑、高功率密度的SINAMICSSL20驱动系统，并结合SIMATIC 57-300 PLC系统，强大而完善的功能使SINUMERIK 840DSL成为中高端数控应用的最佳选择。
SINUMERIK 840DSL可广泛适用于车削、钻削、铣削、磨削、冲压、激光加工等工艺，能胜任刀具与模具制造、高速切削、木材与玻璃加工、传送线等应用场合，既适合大批量生产也能满足单件小批量生产的要求。
2.2 动态性能与加工精度
SINUMERIK 840DSL与SINAMICS 5120驱动系统相结合，基于DSC（动态伺服控制）闭环位置控制技术，并通过使用创新性的直线电机，确保机床获得更佳的动态性能。而电流自适应控制更确保了伺服电机的最大利用率。系统中的软件滤波器能有效抑制机床共振，同时调节型电源模块（ALM）的受控直流链路能防止母线电压波动。
无论是简单工件，还是复杂工件，使用SINUMERIK 840DSL，都可实现最佳的表面加工质量。凭借西门子卓有口碑的专业经验和久经实践验证的SINUMERIK数控系统，SINUMERIK 840D引是刀具与模具制造的理想解决方案。它的其它技术亮点使其同样适用于精密加工与高速加工：优化的路径控制，优秀的同步操作，转矩脉动小，纳米级的实际位置分辨率，几何误差的测量和补偿，包括旋转轴，基于“VCS plus”技术的空间定位补偿系统。
3 SINUMERIK 840DSL的应用
3.1 某型机床改造
某型磨齿机是1996年从瑞士MIKRON公司进口的大型设备。该机床的原控制系统为法国施耐德NUM755系统，驱动系统采用伺服驱动，具有X，Y，Z，U，V等坐标轴结构，功能强大，结构非常复杂。由于该机床原有的控制系统和驱动系统均已老化，并且没有足够的备件进行更换，从未导致维修困难，目前该机床故障频繁，无法进行正常的生产。因此，必须对该磨齿机的控制系统进行升级改造，使其重新发挥应有的价值。
在电气系统的升级处理中，应是以尽量保持原配置为原则，改造中保持原机床电气系统的大部分不变，只将跟控制系统有关的必要部分进行修改设计。如图1所示为该磨齿机的控制系统硬件结构图。控制系统采用SI-NUMERIK 840DSL配612D驱动系统，进给驱动采用1FT系列，主轴驱动采用1PH6系列。SINUMERIK840 DSL由数控及驱动单元等组成。在集成系统时，一般将612D驱动和数控单元并排放在一起，并用设备总线互相连接。
图1 某磨齿机控制系统结构图
3.2 轴的改造
磨齿机的砂轮修整部分在保留原有的机床控制结构的基础上，结合加工程序控制修整动作。U轴是砂轮径向修整轴，V轴是砂轮进行轴向修整的轴，都是由数控系统控制、编码器作半闭环位置反馈，采用交流伺服电动机驱动。
X轴是砂轮架进给和快速移运动的轴。砂轮架的进给运动在齿轮的加工过程中是指齿轮的径向运动。对该磨齿机改造后由数控系统进行控制、编码器作闭环位置确定，采用交流进给伺服电动机驱动。Y轴是沿立柱切向的手动轴。通过改造原机床手动的工作方式，在加工过程中对于每个加工工件，数控系统控制其移动一个固定的位移，以保证砂轮在一批工件加工后砂轮磨损量基本一致，同时也保证齿轮的磨削尺寸满足工艺要求。同样是由数控系
统进行控制、采用伺服电动机驱动。Z轴是指工件滑板上下运动的轴。它是影响齿轮旋转速度的引导轴。改造之后也由数控系统控制，利用1FT6伺服电动机进行驱动。
齿形和齿向的修磨：修整时首先要调整好修整器20°压力角底座，再进行安装、调整好成形金刚滚轮的安装座之后，计算好砂轮修正的进给量，然后通过U和V轴，开始修整砂轮。砂轮修整完成后，需要将标准齿形模板放在在蜗杆砂轮上，通过使用光源进行照射来观看砂轮齿形的透光情况，确定砂轮的修整达到要求。齿顶的修磨过程包括修正器横向移动以及V轴往复横向运动进行的循环修正。
参考文献
[1]SINUMERIK 840DSL完美胜任各种应用需求产品样本.2010,02.
[2]岳秋琴.基于西门子840D系统的大型磨齿机数控改造.2010.
工件加工质量。它不仅能够大大提高数控机床的生产效率，而且也能提高数控机床的加工精度，获得了明显的经济效益。
关键词 840DSL；数控机床；改造
中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0095-01
1 概述
随着现代化机械制造业水平的不断提升，机床数控系统改造化的比率不断的提高。目前，我国大多数机械制造行业和生产企业中的生产加工装备中大多数的数控机床，确切的说是半数以上是都是役龄在10年以上的旧数控机床，直接影响企业的生存和持续发展。所以必须大力提高这些数控机床的生产效率和加工精度。采取改造旧数控机床来提高设备的先进性，是其有效的途径。
对于目前所进行数控机床改造，具有如下特点：一是所需的投资少，而且交货期较短。同购置新的数控机床相比较，改造的费用明显较低；二是可根据现有的实际条件，因地制宜合理筛选并改造功能，极大的缩短了改造周期，减小其中的成本；三是对于设备结构性能熟悉了解，便于实际中的操作维修；四是可以及时采用最新的技术、新工艺，提高设备的自动化水平及加工精度。但由于目前的数控机床使用年代较长、机械性能稳定的实际情况，但受数控机床的其他方面限制，不宜进行突破性的改造。
2 西门子840DSL
2.1 简介
SINUMERIK 840DSL具有模块化、开放、灵活而又统一的结构，为使用者提供了最佳的可视化界面与操作编程体验，及最优的网络集成功能。SINUMERIK 840DSL是一个创新的能适用干所有工艺功能的系统平台。SINUMERIK 840DSL集成结构紧凑、高功率密度的SINAMICSSL20驱动系统，并结合SIMATIC 57-300 PLC系统，强大而完善的功能使SINUMERIK 840DSL成为中高端数控应用的最佳选择。
SINUMERIK 840DSL可广泛适用于车削、钻削、铣削、磨削、冲压、激光加工等工艺，能胜任刀具与模具制造、高速切削、木材与玻璃加工、传送线等应用场合，既适合大批量生产也能满足单件小批量生产的要求。
2.2 动态性能与加工精度
SINUMERIK 840DSL与SINAMICS 5120驱动系统相结合，基于DSC（动态伺服控制）闭环位置控制技术，并通过使用创新性的直线电机，确保机床获得更佳的动态性能。而电流自适应控制更确保了伺服电机的最大利用率。系统中的软件滤波器能有效抑制机床共振，同时调节型电源模块（ALM）的受控直流链路能防止母线电压波动。
无论是简单工件，还是复杂工件，使用SINUMERIK 840DSL，都可实现最佳的表面加工质量。凭借西门子卓有口碑的专业经验和久经实践验证的SINUMERIK数控系统，SINUMERIK 840D引是刀具与模具制造的理想解决方案。它的其它技术亮点使其同样适用于精密加工与高速加工：优化的路径控制，优秀的同步操作，转矩脉动小，纳米级的实际位置分辨率，几何误差的测量和补偿，包括旋转轴，基于“VCS plus”技术的空间定位补偿系统。
3 SINUMERIK 840DSL的应用
3.1 某型机床改造
某型磨齿机是1996年从瑞士MIKRON公司进口的大型设备。该机床的原控制系统为法国施耐德NUM755系统，驱动系统采用伺服驱动，具有X，Y，Z，U，V等坐标轴结构，功能强大，结构非常复杂。由于该机床原有的控制系统和驱动系统均已老化，并且没有足够的备件进行更换，从未导致维修困难，目前该机床故障频繁，无法进行正常的生产。因此，必须对该磨齿机的控制系统进行升级改造，使其重新发挥应有的价值。
在电气系统的升级处理中，应是以尽量保持原配置为原则，改造中保持原机床电气系统的大部分不变，只将跟控制系统有关的必要部分进行修改设计。如图1所示为该磨齿机的控制系统硬件结构图。控制系统采用SI-NUMERIK 840DSL配612D驱动系统，进给驱动采用1FT系列，主轴驱动采用1PH6系列。SINUMERIK840 DSL由数控及驱动单元等组成。在集成系统时，一般将612D驱动和数控单元并排放在一起，并用设备总线互相连接。
图1 某磨齿机控制系统结构图
3.2 轴的改造
磨齿机的砂轮修整部分在保留原有的机床控制结构的基础上，结合加工程序控制修整动作。U轴是砂轮径向修整轴，V轴是砂轮进行轴向修整的轴，都是由数控系统控制、编码器作半闭环位置反馈，采用交流伺服电动机驱动。
X轴是砂轮架进给和快速移运动的轴。砂轮架的进给运动在齿轮的加工过程中是指齿轮的径向运动。对该磨齿机改造后由数控系统进行控制、编码器作闭环位置确定，采用交流进给伺服电动机驱动。Y轴是沿立柱切向的手动轴。通过改造原机床手动的工作方式，在加工过程中对于每个加工工件，数控系统控制其移动一个固定的位移，以保证砂轮在一批工件加工后砂轮磨损量基本一致，同时也保证齿轮的磨削尺寸满足工艺要求。同样是由数控系
统进行控制、采用伺服电动机驱动。Z轴是指工件滑板上下运动的轴。它是影响齿轮旋转速度的引导轴。改造之后也由数控系统控制，利用1FT6伺服电动机进行驱动。
齿形和齿向的修磨：修整时首先要调整好修整器20°压力角底座，再进行安装、调整好成形金刚滚轮的安装座之后，计算好砂轮修正的进给量，然后通过U和V轴，开始修整砂轮。砂轮修整完成后，需要将标准齿形模板放在在蜗杆砂轮上，通过使用光源进行照射来观看砂轮齿形的透光情况，确定砂轮的修整达到要求。齿顶的修磨过程包括修正器横向移动以及V轴往复横向运动进行的循环修正。
参考文献
[1]SINUMERIK 840DSL完美胜任各种应用需求产品样本.2010,02.
[2]岳秋琴.基于西门子840D系统的大型磨齿机数控改造.2010.