西門子數(shù)控系統(tǒng)維修各種疑難雜癥

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產(chǎn)品簡介

編輯

所配套的驅(qū)動系統(tǒng)接口采用西門子公司全新設(shè)計的可分布式安裝以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動技術(shù)，這種新的驅(qū)動技術(shù)所提供的DRIVE-CLiQ接口可以連接多達6軸數(shù)字驅(qū)動。外部設(shè)備通過現(xiàn)場控制總線

西門子數(shù)控系統(tǒng)維修各種疑難雜癥

PROFIBUS DP連接。這種新的驅(qū)動接口連接技術(shù)只需要少數(shù)量的幾根連線就可以進行非常簡單而容易的安裝。SINUMERIK802D sl為標準的數(shù)控車床和數(shù)控銑床提供了完備的功能，其配套的模塊化結(jié)構(gòu)的驅(qū)動系統(tǒng)為各種應用提供了極大的靈活性。性能方面經(jīng)過大大改進的工程設(shè)計軟件（Sizer，Starter）可以幫助用戶完成從項目開始階段的設(shè)計選型，訂貨直到安裝調(diào)試全部過程中的各項任務。售后服務中，西門子維修和保養(yǎng)對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)起到非常重要的作用。

西門子數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品說明

西門子數(shù)控系統(tǒng)基本信息

相對于802D在性能上有許多的改進，為廣大的客戶在希望擴大應用領(lǐng)域和范圍方面提供了更多的可能和受益，例如：可以方便的使用 DIN編程技術(shù)和 ISO 代碼進行編程，的產(chǎn)品可靠性，數(shù)字控制器，可編程控制器，人機操作界面，輸入/輸出單元一體化設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由各種循環(huán)和輪廓編程提供的擴展編程幫助技術(shù)，通過DRIVE-CLiQ 接口實現(xiàn)的新數(shù)字式驅(qū)動技術(shù)提供了統(tǒng)一的數(shù)字式接口標準，各種驅(qū)動功能按照模塊化設(shè)計，可以根據(jù)性能要求和智能化要求靈活安排，各種模塊不需要電池及風扇，因而無需任何維護。

各種功能體現(xiàn)了西門子公司新的產(chǎn)品創(chuàng)新技術(shù)，例如5個數(shù)字驅(qū)動軸，其中任意4個都可以作為聯(lián)動軸進行插補運算，另一個作為定位軸使用，同時，還提供一個相應的數(shù)字式主軸（模擬主軸即將推出）作為一個變型使用, 在帶C 軸功能時，可以采用3個數(shù)字軸，一個數(shù)字主軸，一個數(shù)字輔助主軸和一個數(shù)字定位軸的配置。新一代的西門子驅(qū)動技術(shù)平臺SINAMICS S120伺服系統(tǒng)通過已經(jīng)集成在元件級的DRIVE-CLiQ來對錯誤進行識別和診斷，從操作面板就可以進行操作，使用的標準閃存卡（CF）可以非常方便的備份全部調(diào)試數(shù)據(jù)文件和子程序，通過閃存卡（CF）可以對加工程序進行快速處理，通過連接端子使用兩個電子手輪，216 個數(shù)字輸入和144 個數(shù)字輸出（0.25A），RCS802 - 遠程診斷和遠程控制（NC 和 PLC），RCS@Event（通過電子郵件進行遠程診斷），USB口（即將推出）。

西門子數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品種類

西門子數(shù)控系統(tǒng)是西門子集團旗下自動化與驅(qū)動集團的產(chǎn)品，西門子數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK發(fā)展了很多代。目前在廣泛使用的主要有802、810、840等幾種類型。

用一個簡要的圖表對西門子各系統(tǒng)的定位作描述如下：

西門子各系統(tǒng)的性價比較

1) 802D

（請參閱：802D 簡明調(diào)試指南）

具有免維護性能的SINUMERIK802D，其核心部件 - PCU （面板控制單元）將CNC、PLC、人機界面和通訊等功能集成于一體?？煽啃愿?、易于安裝。

SINUMERIK 802D

SINUMERIK802D可控制4個進給軸和一個數(shù)字或模擬主軸。通過生產(chǎn)現(xiàn)場總線PROFIBUS將驅(qū)動器、輸入輸出模塊連接起來。

模塊化的驅(qū)動裝置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服電機，為機床提供了全數(shù)字化的動力。

通過視窗化的調(diào)試工具軟件，可以便捷地設(shè)置驅(qū)動參數(shù)，并對驅(qū)動器的控制參數(shù)進行動態(tài)優(yōu)化。

SINUMERIK802D集成了內(nèi)置PLC系統(tǒng)，對機床進行邏輯控制。采用標準的PLC的編程語言Micro/WIN進行控制邏輯設(shè)計。并且隨機提供標準的PLC子程序庫和實例程序，簡化了制造廠設(shè)計過程，縮短了設(shè)計周期。

2) 810D

（請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調(diào)試手冊 - 2006版本）

在數(shù)字化控制的領(lǐng)域中，SINUMERIK 810D次將CNC和驅(qū)動控制集成在一塊板子上。

快速的循環(huán)處理能力，使其在模塊加工中獨顯威力。

SINUMERIK 810D NC軟件選件的一系列突出優(yōu)勢可以幫助您在競爭中脫穎而出。例如提前預測功能，可以在集成控制系統(tǒng)上實現(xiàn)快速控制。

另一個例子是坐標變換功能。固定點停止可以用來卡緊工件或定義簡單參考點。模擬量控制控制模擬信號輸出;

刀具管理也是另一種功能強大的管理軟件選件。

樣條插補功能(A，B，C樣條)用來產(chǎn)生平滑過渡；壓縮功能用來壓縮NC記錄；多項式插補功能可以提高810D/810DE運行速度。

溫度補償功能保證您的數(shù)控系統(tǒng)在這種高技術(shù)、高速度運行狀態(tài)下保持正常溫度。此外，系統(tǒng)還為您提供鉆、銑、車等加工循環(huán)。 SINUMERIK 840D

3) 840D

SINUMERIK 840D數(shù)字NC系統(tǒng)用于各種復雜加工,它在復雜的系統(tǒng)平臺上，通過系統(tǒng)設(shè)定而適于各種控制技術(shù)。840D與SINUMERIK_611數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)和SIMATIC7可編程控制器一起，構(gòu)成全數(shù)字控制系統(tǒng)，它適于各種復雜加工任務的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)和控制精度。

西門子數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品功能

控制類型

采用32位微處理器、實現(xiàn)CNC控制，用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制。

機床配置

可實現(xiàn)鉆、車、銑、磨、切割、沖、激光加工和搬運設(shè)備的控制，備有全數(shù)字化的SIMDRIVE611數(shù)字驅(qū)動模塊：多可以控制31個進給軸和主軸．進給和快速進給的速度范圍為100-9999mm/min。其插補功能有樣條插補、三階多項式插補、控制值互聯(lián)和曲線表插補，這些功能。為加工各類曲線曲面零件提供了便利條件。此外還具備進給軸和主鈾同步操作的功能。

操作方式

其操作方式主要有AUTOMATIC(自動)、JOG(手動)、示教（TEACH IN） 手動輸入運行（MDA） ，自動方式：程序的自動運行，加工程序中斷后，從斷點恢復運行；可進行進給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運轉(zhuǎn)。

輪廓和補償

840D可根據(jù)用戶程序進行輪廓的沖突檢測、刀具半徑補償?shù)倪M入和退出策略及交點計算、刀具長度補償、螺距誤差補償棚測量系統(tǒng)誤差補償、反向間隙補償、過象限誤差補償?shù)取?/p>

NC編程

840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標準(德國工業(yè)標準)，具有高級語言編程特色的程序編輯器，可進行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程序編制與加工可同時進行，系統(tǒng)具備1．5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存，用于零件程序、刀具偏置、補償?shù)拇鎯Α?/p>

PLC編程

840D的集成式PLC*以標準sIMAncs7模塊為基礎(chǔ)，PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存可擴展到288KB，u/o模塊可擴展副2048個輸入/輸出點、PLC程序能以*的采樣速率監(jiān)視數(shù)據(jù)輸入，向數(shù)控機床發(fā)送運動停止/起動等指令。

操作部分硬件

840D系統(tǒng)提供了標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Windows98/2000下開發(fā)自定義的界面。此外，2個通用接過RS232可使主機與外設(shè)進行通信，用戶還可通過磁盤驅(qū)動器接口和打印機并聯(lián)接口完成程序存儲、讀入及打印工作。

顯示部分

840D提供了多語種的顯示功能，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語言轉(zhuǎn)換為一種語言，系統(tǒng)提供的語言有中文、英語、德語、西班牙語、法語、意大利語：顯示屏上可顯示程序塊、電動機軸位置、操作狀態(tài)等信息。

2.1 西門子數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成

請參閱：SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)操作部件

SIEMENS用于數(shù)控系統(tǒng)的HMI軟件

西門子數(shù)控系統(tǒng)有很多種型號，首先我們來觀察一下802D所構(gòu)成的實物圖，SINUMERIK 802D是個集成的單元，它是由NC以及PLC和人機界面（HMI）組成，通過PROFIBUS總線連接驅(qū)動裝置以及輸入輸出模板，完控制功能。

而在西門子的數(shù)控產(chǎn)品中有特點，有代表性的系統(tǒng)應該是840D系統(tǒng)。因此，我們可以通過了解西門子840D系統(tǒng)，來了解西門子數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。首先通過以下的實物圖觀察840D系統(tǒng)。

2.2西門子810D系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 （請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調(diào)試手冊 - 2006版本）

SINUMERIK840D是由數(shù)控及驅(qū)動單元（CCU或NCU），MMC,PLC模塊三部分組成，由于在集成系統(tǒng)時，總是將SIMODRIVE611D驅(qū)動和數(shù)控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設(shè)備總線互相連接，因此在說明時將二者劃歸一處。

1. 人機界面

人機交換界面負責NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成 MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中。

（1）MMC(Man Machine communication)

常用的MMC有兩種：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發(fā)的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū)；PCU50、PCU70對應于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI。

HMI有分為兩種：嵌入式HMI和高級HMI。一般標準供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級HMI。

（2）OP(Operation pannel)

OP單元一般包括一個10.4〞TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據(jù)用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元，如： OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031為常用。

（3）、MCP(Machine control pannel)

MCP是專門為數(shù)控機床而配置的，它也是OPI上的一個節(jié)點，根據(jù)應用場合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關(guān)設(shè)定。

對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術(shù)，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。為提高人機交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒。

2. NCU(Numerical control unit)數(shù)控單元

SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元（在810D中稱為CCU（compact control unit））：中央控制單元,負責NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成.

根據(jù)選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分為NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數(shù)控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI或Profibus接口，RS232接口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅(qū)動模塊均排列在其右側(cè)。

西門子數(shù)控系統(tǒng)數(shù)字驅(qū)動

（請參閱：Simodrive 611 Universal 產(chǎn)品介紹）

數(shù)字伺服：運動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動和1FT6(1FK6)電機組成。

SINUMERIK840D配置的驅(qū)動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動模塊（功率模塊）。

電源模塊：主要為NC和給驅(qū)動裝置提供控制和動力電源，產(chǎn)生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(tài)。根據(jù)容量不同，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模塊，通過模塊上的訂貨號或標記可識別。

611D數(shù)字驅(qū)動:是新一代數(shù)字控制總線驅(qū)動的交流驅(qū)動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機為1PH7系列。

4. PLC模塊

SINUMERIK810D/840D系統(tǒng)的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊，在同一條導軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），CPU模塊，接口模塊（Interface Module）及信號模塊（Signal Module）。PLC模塊的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。

電源模塊（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V。

接口模塊（IM）是用于級之間互連的。

信號模塊（SM）使用與機床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種。

西門子數(shù)控系統(tǒng)元件

系統(tǒng)集成和連接以下元件：大可以連接2個電子手輪，小型手持單元，通過I/O 模塊PP 72/48 或通過 MCPA模塊控制的機床操作面板，MCPA 模塊被插入安裝在PCU 210的后背板。MCPA 模塊可以連接機床控制面板，同時具有用于模擬主軸的模擬接口。大可以連接3個I/O模塊PP 72/48。