我廠有一臺漢川XK714數控鉆銑床，配備西門子802S數控系統，系統ECU硬件和顯示器組件損壞，但機床的驅動器、步進電動機和硬件電路還完好，機械部分加工精度良好，現對其進行改造。
1. 數控系統的選用
常見的數控系統有西門子802S base line、西門子802D系統、FANUC 0C/0D等系統。在此選用西門子802S base line系統，它是西門子802S系統的升級產品，能夠控制2～3個步進電動機和一個伺服主軸或變頻器，連接步進驅動STEPDRIVE C/C+，利用機床原有部件，僅需要對系統參數和PLC程序做編輯設定，就能夠滿足生產加工要求。
2. 改造前的準備工作
XK714數控鉆銑床要求數控系統能控制X/Y /Z三個進給軸，通過變頻器實現主軸電動機電氣調速。由于機床的損壞導致系統機床數據及PLC梯形圖遺失，通用性便利無法利用，因此要根據西門子802S base line系統的功能和接線要求對梯形圖進行重新設計、修改，以滿足該機床原有的動作控制要求及加工工藝要求。
3. 改造實施
（1）機床技術配置 根據機床的加工工藝要求將控制系統設置銑床配置。首先用V24軟件將個人PC與控制系統連接起來，打開控制系統直到成功導入，然后在通信菜單中設定缺省值，按“啟動輸入”，最后選擇用于銑床的技術配置文件TECHMILL.INI并用WINPCIN將它傳入控制系統，文件傳送正確后，調試開關至位置“0”執行上電。系統配置已經更改完成，缺省為3個坐標軸（X/Y /Z 軸）、1個主軸，無移動軸、G17等。完成上述配置以后，再對數控系統的主要控制參數、PLC功能參數進行設定，本機床的部分主要設定數據如表1所示。
表1 機床部分主要設定數據
（2）系統的接線 遵照《安裝調試手冊》中CNC控制器與步進驅動STEPDRIVE C/C+和步進電動機的連接。注意驅動器側接線組號的區別，I/O端X100/X101、X200/X201接口有效，如圖1所示。
圖1 系統接線圖
（3）輸入/輸出地址分配及定義 所有I/O地址的定義都要符合原電路設計，方便此后維修人員的維修作業。根據新采購的變頻器接線控制要求，主軸轉速指令以0～10V電壓由系統X7模擬量接口輸出至變頻器，主軸正反轉、制動等PLC輸出信號引入變頻器數字使能端；變頻器過載、復位等信號引入PLC輸入端；回零減速開關信號引入X20專用端子；預留冷卻輸出，Z 軸為重力軸帶抱閘，主軸潤滑、導軌潤滑采用自動控制，其他I/O地址不變，部分I/O地址如表2。
圖2 程序中文注釋圖
表2 XK714 I/O地址表
（4）PLC梯形圖的編輯 在個人PC上打開標準梯形圖，根據802S/C/D PLC子程序庫應用指南，重新編輯生成梯形圖。它包含14個網絡，包括I/O信號映射處理、急?？刂?、X/Y /Z 軸使能控制、松緊刀控制、單極性模擬變頻主軸控制等，并根據重新設定的I/O表對加工中涉及到程序進行編輯修改，并對各網絡進行中文注釋，如圖2所示。編輯完成后， 配做了九針通信電纜， 連接RS232通信接口，設定存取權限、RS232通信參數，系統側Step7連接通，從PC下載至機床，把機床機械鎖定，試運行此PLC程序正常。
（5）調試及運行 本次的改造是在原機床電路的基礎上進行的，充分地保持了機床電路的完整性，機床的硬件連線只需要進行簡單的梳理，因此軟件部分的設計完成后，需要對機床進行調試運行。
先對強電部分進行模擬試驗，斷開數控系統到電器柜的連接，測試和調整電器柜內強電電路和控制電路無異常；然后將電源引入數控系統，通過模擬輸入信號判斷輸出狀態是否正常。上述工作完成后對機床進行分步調試，恢復數控系統與電器柜的連接進行調試：①手動方式下移動X 、Y 、Z 軸，檢驗行程開關是否可靠；并旋轉主軸以及松、緊刀。
②回零方式下驗證坐標軸回零是否正常、準確，設定軟限位行程。③MDA方式下輸入指令驗證坐標軸的進給、聯動；主軸正反轉及轉速。④自動方式下運行試機程序觀察機床動作運行狀態是否正常。⑤進行必要的精度檢驗，修改設定坐標軸反向間隙，裝夾零件進行試切削，跟蹤調整合格后交付使用。
4. 今后維修中的注意事項
SINUMERK802S base line系統的維修非常方便。在使用中出現的機床故障絕大部分是外部的信號開關、接觸器、繼電器控制或聯鎖電路造成的，相關的開關信號、聯鎖觸點信息均已寫入程序，并設置了相應的報警文本，出現異常便于排查；對于干擾等引起的系統的故障可通過重啟系統解決，如果系統復位后仍存在，應檢查相關控制參數是否被誤改變化、外部電路是否正常。
由于系統采用的是開環控制系統，對步進電動機的失步并不能實時監測，所以要經常檢查機械傳動負載、協調工藝加工在合理范圍。
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