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SIEMENS公司的主要数控系统

2015-6-5 07:08| 编辑:电工学习网| 查看: 4335| 评论: 0

SIEMENS数控系统,以较好的稳定性和较优的性能价格比,在我国数控机床行业被广泛应用。SINMENS数控系统的产品类型,主要包括SINUMERIK 802、810、840等系列。
SINUMERIK 802S/C  用于车床、铣床等,可控3个进给轴和1个主轴,802S适于步进电机驱动,802C适于伺服电机驱动,具有数字I/O接口。
SINUMERIK 802D  控制4个数字进给轴和1个主轴,plc,I/O模块,具有图形式循环编程,车削、铣削/钻削工艺循环,FRAME(包括移动、旋转和缩放)等功能,为复杂加工任务提供智能控制。
SINUMERIK 810D  用于数字闭环驱动控制,最多可控6轴(包括1个主轴和1个辅助主轴),紧凑型可编程输入/输出。
SINUMERIK 840D  全数字模块化数控设计,用于复杂机床、模块化旋转加工机床和传送机,最大可控31个坐标轴。
SINUMERIK 810D/840D数控系统已被很多机床生产厂家所采用。本节以SINUMERK 840D数控系统为例,介绍其性能特点以及软硬件结构。
1)SINUMERIK 840D数控系统性能
SINUMERIK 840D是西门子公司20世纪90年代推出的高性能数控系统。它采用三CPU结构:人机通信CPU(MMC-CPU)、数字控制CPU(NC-CPU)和可编程逻辑控制器CPU(PLC-CPU)。三部分在功能上既相互分工,又互为支持。在物理结构上,NC-CPU和PLC-CPU合为一体,合成在NCU(Numerical Control Unit)中,但在逻辑功能上相互独立。
SINUMERIK 840D具有以下几个特点:
(1)数字化驱动
在SINUMERIK 840D中,数控和驱动的接口信号是数字量,通过驱动总线接口,挂接各轴驱动模块。
(2)轴控规模大
最多可以配31个轴,其中可配10个主轴。
(3)可以实现五轴联动
SINUMERIK 840D可以实现X、Y、Z、A、B五轴的联动加工,任何三维空间曲面都能加工。
(4)操作系统视窗化
SINUMERIK 840D采用Windows 95作为操作平台,使操作简单、灵活,易掌握。
(5)软件内容丰富功能强大
SINUMERIK 840D可以实现加工(Machine)、参数设置(Parameter)、服务(Services)、诊断(Diagnosis)及安装启动(Start-up)等几大软件功能。
(6)具有远程诊断功能
如现场用PC适配器、MODEM卡,通过电话线实现SINUMERIK 840D与远程PC机通信,完成修改PLC程序和监控机床状态等远程诊断功能。
(7)保护功能健全
SINUMERIK 840D系统软件分为西门子服务级、机床制造厂家级、最终用户级等7个软件保护等级,使系统更加安全可靠。
(8)硬件高度集成化
SINUMERIK 840D数控系统采用了大量超大规模集成电路,提高了硬件系统的可靠性。
(9)模块化设计
SINUMERIK 840D的软硬件系统根据功能和作用划分为不同的功能模块,使系统连接更加简单。
(10)内装大容量的PLC系统
SINUMERIK 840D数控系统内装PLC最大可以配2048输入和2048输出,而且采用了Profibus现场总线和MPI多点接口通信协议,大大减少了现场布线。
(11)PC化
SINUMERIK 840D数控系统是一个基于PC的数控系统。
2)SINUMERIK 840D数控系统硬件结构
SINUMERIK 840D系统硬件组成原理如图所示。


图 SINUMERIK 840D数控系统硬件组成框图
下面介绍SINUMERIK 840D数控系统主要的功能部件。
(1)数字控制单元NCU
NCU(Numerical Control Unit)是SINUMERIK 840D数控系统的控制中心和信息处理中心,数控系统的直线插补、圆弧插补等轨迹运算和控制、PLC系统的算术运算和逻辑运算都是由NCU完成的。在SINUMERIK 840D中,NC-CPU和PLC-CPU采用硬件一体化结构,合成在NCU中。
(2)人机通信中央处理单元MMC-CPU
MMC-CPU的主要作用是完成机床与外界及与PLC-CPU、NC-CPU之间的通信,内带硬盘,用以存储系统程序、参数等。
(3)操作员面板
操作员面板OP的作用是:显示数据及图形,提供人机显示界面;编辑、修改程序及参数;实现软功能操作。
在SINUMERIK 840D中有OP031、OP032、OP032S、OP030以及PHG等5种操作员面板。其中,OP031是常使用的操作员面板。
(4)机床操作面板MCP
 MCP的主要作用是完成数控机床的各类硬功能键的操作。主要有以下列6个硬功能键操作。①操作模式键区,可选择的操作模式有JOG、MD、TEACH IN和AUTO 等4种操作模式。②轴选择键区,实现轴选择,完成轴的点动进给、回参考点和增量进给。③自定义键区,供用户使用,通过PLC的数据块实现与系统的联系,完成机床生产厂所要求的特殊功能。④主轴操作区,主轴倍率开关,实现主轴转速0~150%倍率修调。主轴起停按钮实现主轴驱动系统的起停,一般控制主轴驱动系统的脉冲使能和驱动使能。⑤进给轴操作区, 进给轴倍率开关,实现主轴转速0~200%倍率修调。进给轴起停按钮实现进给轴驱动系统的起停,一般控制进给轴驱动系统的脉冲使能和驱动使能。⑥急停按钮实现机床的紧急停车,切断进给轴和主轴的脉冲使能和驱动使能。
(5)电源和驱动系统
主电源模块主要功能是实现整流和电压提升功能。驱动系统则包括主轴驱动系统和进给驱动系统两部分。
3)SINUMERIK 840D数控系统软件结构
SINUMERIK 840D软件系统包括4大类软件:MMC软件系统、NC软件系统、PLC软件系统和通信及驱动接口软件。
(1)MMC软件系统
在MMC102/103以上系统均带有5GB或10GB的硬盘,内装有基本输入、输出系统(BIOS),DR-DOS内核操作系统、Windows95操作系统,以及串口、并口、鼠标和键盘接口等驱动程序,支撑SINUMERIK与外界MMC-CPU、PLC-CPU、NC-CPU之间的相互通信及任务协调。
 (2)NC软件系统
NC软件系统包括四个内容:①固化在EPROM中的NCK数控核初始引导软件。 ②NCK数控核数字控制软件系统,包括机床数据和标准的循环子系统,是西门子公司为提高系统的使用效能而开发的一些常用的车削、铣削、钻削和镗削功能等软件。用户必须理解每个循环程的参数含义才能进行调用。③以及SINUMERIK 611D驱动数据,也就是SINUMERIK 840D数控系统所配套使用的SIMODRIVE 611D数字式驱动系统的相关参数。④PCMCIA卡软件系统,用于安装PCMCIA个人计算机存储卡,卡内预装有NCK驱动软件和驱动通信软件等。
(3)PLC软件系统
PLC软件系统包括PLC系统支持软件和PLC程序。PLC系统支持软件支持SINUMERIK 840D数控系统内装的CPU315-2DP型可编程逻辑控制器的正常工作,该程序固化在NCU内。 PLC程序包含基本PLC程序和用户PLC程序两部分。
(4)通信及驱动接口软件
主要用于协调PLC-CPU、NC-CPU和MMC-CPU三者之间的通信。

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