西門子SINUMERIK 數(shù)控系統(tǒng)
西門子SINUMERIK 數(shù)控系統(tǒng)種類較多、功能覆蓋面廣，以下是三種數(shù)控系統(tǒng)的簡單說明。
SINUMERIK 840D系統(tǒng)：可最多控制31個(gè)進(jìn)給軸、五軸聯(lián)動(dòng)、十個(gè)通道、十個(gè)方式組，有電子齒輪、擺動(dòng)、主從控制、斷電回退等功能，能聯(lián)接PCU50/70。
SINUMERIK 810D系統(tǒng)：可最多控制6個(gè)進(jìn)給軸、五軸聯(lián)動(dòng)、兩個(gè)通道、兩個(gè)方式組，有集成的功率模塊，能聯(lián)接PCU50/70。
SINUMERIK 802D系統(tǒng)：可最多控制5個(gè)進(jìn)給軸、三軸聯(lián)動(dòng)、一個(gè)通道、一個(gè)方式組。
應(yīng)用舉例
由于齒輪加工機(jī)床種類較多，下面以齒輪機(jī)床改造中常見的磨齒機(jī)、滾齒機(jī)、弧齒錐齒銑齒機(jī)這三種類型為例，簡要分析西門子SINUMERIK 數(shù)控系統(tǒng)在其改造中的應(yīng)用。
首先是磨齒機(jī)，以NILES ZSTZ25錐面砂輪展成磨齒機(jī)為例。
1.原機(jī)床的配置
直線軸X、Y、Z、V、U1、U2和旋轉(zhuǎn)軸B、C、SP。其中X、Y、Z為坐標(biāo)軸，V軸為砂輪修整軸，U1/U2為切向進(jìn)給軸，SP為砂輪軸，B為螺旋角調(diào)整軸，C為工件旋轉(zhuǎn)軸。
2.機(jī)床加工原理
原機(jī)床有掛輪機(jī)構(gòu)，加工時(shí)，X軸電機(jī)通過掛輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)及轉(zhuǎn)臺(tái)同時(shí)展成運(yùn)動(dòng)，分別磨削齒輪的左、右齒面。齒面在換向加工時(shí)，由兩個(gè)切向進(jìn)給電機(jī)完成其動(dòng)作。展成法磨削加工漸開線齒輪時(shí), 砂輪相當(dāng)于直齒條的一個(gè)齒, 并且此齒條與被加工齒輪必須能正確嚙合。展成加工時(shí)，被磨齒輪繞自身軸線旋轉(zhuǎn)同時(shí)其軸線在水平平面內(nèi)移動(dòng)，即工作臺(tái)X軸與圓工作臺(tái)C軸同時(shí)按照固定關(guān)系帶動(dòng)工件(齒輪)運(yùn)動(dòng)，使齒輪的加工齒面與錐面砂輪的錐面接觸。主要運(yùn)動(dòng)除了展成動(dòng)作之外，還伴隨著工件的分度動(dòng)作、砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、砂輪沿齒輪軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(即沖程動(dòng)作)。輔助運(yùn)動(dòng)包括螺旋角調(diào)整(砂輪架傾角)、齒輪軸向位置的調(diào)整(工件中心定位)、砂輪修整器的運(yùn)動(dòng)、砂輪磨削火花的調(diào)整(切向進(jìn)給)等運(yùn)動(dòng)。所有運(yùn)動(dòng)結(jié)合后，才能加工出漸開線齒輪。同時(shí)，針對(duì)不同的齒面加工順序及工藝，應(yīng)設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)再加工（圖1、圖2）。
對(duì)此機(jī)床改造，選用西門子SINUMERIK 840D系統(tǒng)，完全可以取消展成和分度掛輪機(jī)構(gòu)。展成動(dòng)作完全由電子齒輪功能控制X、C軸電機(jī)，使二者按照被加工齒輪的工藝參數(shù)要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，分度動(dòng)作也由系統(tǒng)自動(dòng)完成。
由于原沖程即Z軸是由液壓伺服閥控制的液壓回路系統(tǒng)，就運(yùn)用西門子HLA液壓控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)沖程的動(dòng)作控制。再運(yùn)用DRF功能取消了切向進(jìn)給裝置，由系統(tǒng)完成齒面換向加工、適時(shí)進(jìn)退刀等功能。并且首次使用了NEWALL 球柵尺作為沖程的反饋裝置。
3.數(shù)控系統(tǒng)硬件構(gòu)成
對(duì)此機(jī)床作數(shù)控改造時(shí)，系統(tǒng)的硬件配置包括：西門子SINUMERIK 840D數(shù)控、SIMODRIVE 611-D驅(qū)動(dòng)、HLA液壓驅(qū)動(dòng)、1FT6交流伺服電機(jī)及1PH7主軸電機(jī)、SIMATIC STEP7-300 PLC 、OP015、PCU50、MCP、HHU等（圖3）。
4.工藝參數(shù)界面
基于操作使用方面的要求，開發(fā)出相應(yīng)的操作界面，并且參數(shù)界面須直觀，界面切換方便簡捷。開發(fā)的界面主要包括齒輪基本參數(shù)、加工設(shè)定、砂輪修整、加工狀態(tài)、切向進(jìn)給、齒面對(duì)正、沖程、機(jī)床各軸狀態(tài)以及與磨齒相關(guān)的各種信息。針對(duì)改機(jī)床所能加工的各種參數(shù)齒輪的范圍，操作者在主界面輸入加工工件的參數(shù)包括：齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角等齒輪的基本參數(shù)。在加工工藝界面上可以按照實(shí)際需要選擇相應(yīng)的方式，如粗、精磨方式，磨削次數(shù)、展成進(jìn)給量、修整齒數(shù)間隔 、休整量、分度速度等參數(shù)。同時(shí)在加工狀態(tài)界面操作者可以直觀地看到自動(dòng)磨削時(shí)狀態(tài)參數(shù)界面包括：砂輪直徑大小
