李宗学 第二章 典型数控系统

2.1 SIEMENS数控系统
SIEMENS 802系列系统
SIEMENS 802系列系统包括802S、802C、802D等型号，它是西门子公司 20世纪90年代末开发的集CNC、PLC于一体的经济型控制系统。系统性能价格 比较高，比较适合于普及型车、铣、磨床的控制，近年来在国产经济型、普及型 数控机床上有较大量的使用。SIEMENS 802系列数控系统的共同特点是结构简 单、体积小、可靠性高；此外系统软件功能也较强。
PLC模块 S7-300
1FT、1FK 系列 进给电机
CNC 键盘
图2-1
1PH 数字主轴电机
第二章 典型数控系统
2.1 SIEMENS数控系统
SINUMERIK 840D 系统简介
SINUMERIK 840D 是由数控及驱动单元（NCU）及驱动单元（SIMODRIVE 611D）， MMC，PLC 的I/O 模块三部分组成。由于在集成系统时，总是将SIMODRIVE 611D 驱 动和数控单元（NCU）并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此有时将二者划归 一处。 MMC 包括： OP（Operation panel）单元，PCU20/50/70（MMC），MCP
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CNC 各部件功能描述
图2-1
性能 普及型 810D 高性能 840D
普及型 FM-NC 高性能、低价位 802C 802S 802D
价格
2-1 SIEMENS公司数控系统产品结构
SINUMERIK 系统技术参数
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SIEMENS 802系列系统
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2.1 SIEMENS数控系统
SINUMERIK 840D 系统简介
驱动装置 SIMODRIVE 611 D NCU模块 840D
Up to 31 axes / spindles, 10 channels, 10 mode groups
SINUMERIK 840D 主机人机交 互装置（MMC）
产品的典范之作，为自动化应用提供了日趋完善的技术支持。SINUMERIK系列数控产品， 能满足各种控制领域不同的控制需求，其构成只需很少的部件。它具有高度的模块化、开 放性以及规范化的结构，适于操作、编程和监控。
2.1 SIEMENS数控系统
现在市场上常用的SIEMENS公司数控系统有802系列、810系列、840系列等。 SIEMENS公司目前比较普及的数控系统产品结构如图2-1所示。
810D/840D可以在WINDOWS环境下运行，系统功能强大，开放性好，软件十分丰富。
化调整，使系统的调整时间大大缩短。
由于丰富的软件替代了一部分硬件功能，因此810D/840D硬件的特点是模块少，结构 简单，硬件的故障率较低。
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SINUMERIK 840D 系统简介
பைடு நூலகம்
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SIEMENS 802系列系统
SIEMENS 802D 与802S、802C系列的不同之处是：
每一系统最大可以配备两个PP72/48 I/O单元，点数比802S/C系统大大增加，最大可 以到144/96点。 其伺服驱动与802C相同，通常采用SIEMENS611数字式交流伺服驱动系统，驱动器 的调试可以直接利用SIMOCOMU软件完成，调整十分方便。 在软件上，802D除保留了SIEMENS传统的编程功能外，主要在以下两方面进行了改 进：一是增加了PLC程序“梯形图”显示功能，方便了维修；二是可以使用非SIEMENS
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SIEMENS 802系列系统
SIEMENS 802S、802C系列是SIEMENS公司专为简易数控机床开发的经 济型系统，两种系统的区别是：
802C系列采用数字式交流伺服驱动系统。SINUMERIK 802C base line 提供传统的 ±10V 的伺服驱动接口，基本配置的驱动系统为：SIMODRIVE base line，3Nm/6Nm和 6Nm/8Nm双轴模块与11Nm 单轴模块，驱动带旋转变压器的1FK7伺服电机，当需要进行
（Machine Control Panel）三部分；
PLC 的I/O 模块包括：电源模块（PS），接口模块（IM）和信号输入/输出模块 （SM）。它们并排安装在一根导轨上。
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SINUMERIK 840D 系统简介 SINUMERIK 840D 的数控单元被称作NCU（Numerical Control unit）单元。 同样地，NCU 单元中也集成SINUMERIK 840D 数控CPU 和SIMATIC PLC CPU 芯片，包括相应的数控软件和PLC 控制软件，并且带有MPI 或Profibus 接 口，RS232 接口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等（见图2-1）所不同的是 NCU 单元很薄，所有的驱动模块均排列在其右侧。
2.1 SIEMENS数控系统
2.1 SIEMENS数控系统
SIEMENS 810D/840D系统
SIEMENS 810D/840D的系统结构相似，但在性能上有较大的差别。
系统除具有数字化仿形功能、NURBS插补、样条插补、多项式插补、3D刀补等先进的功 能外，还可以配套ShopMill（铣床、加工中心）或ShopTum（图形化编程软件）、 AUTOTURN（数控车床）图形对话式操作、编程软件，直接使用人机对话式编程。系统 可以进行2D动态模拟显示与3D立体图形模拟显示。此外，通过配套EASYMASK软件，还 可以通过ASCII编辑器进行用户屏幕设计，开放性更强。 系统的PLC编程可以采用S7-HiGraph点阵图形辅助编程工具，进行PLC程序设计。该 系列NC还具有所谓的神经网络功能，通过自学习、自优化系统，自动完成伺服系统的优
系统可以配OP020独立NC键盘、MCP机床操作面板（与802S/C相同），802D采用了
10.4in彩色液晶显示器，比802S/C（5.7in或7in单色液晶显示）具有更好的操作性能。系 统与驱动、I/O模块间利用PROFIBUS总线进行连接；I/O模块采用了独立的输入、输出单
元（PP72/48 I/O单元）
辨率为1 µm，内置PLC为128点输入、64点输出。该系统具有轮廓监控、主轴监控和接口
诊断等功能。
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SIEMENS 810D/840D系统
SIEMENS 810D/840D的系统结构相似，但在性能上有较大的差别。
810D采用SIEMENS CCU（Compact Control Unit）模块，最大控制轴数为6轴，1
SINUMERIK 802D 用于控制车 床、铣床等， 性价比高。 最多可以控 制4个数字进 给轴、1个主 轴。
SINUMERIK 810D 全数字数控 系统 Perfect Software 最多控制6轴
SINUMERIK 840D 高性能数控系 统 最多可控31个 进给轴和主轴
第二章 典型数控系统
2.1 SIEMENS数控系统
PCU50 I/R 电源部分 I/O
OP...
+
Windows NT
+
+
键盘 NC+PLC 机床控制面板 < 任选> 驱动
可以提供多种HMI 版本 伺服电机
主轴电机
SINUMERIK 840D
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SIEMENS 810D/840D系统
在数字化控制领域，SINUMERIK 810D第一次将CNC和驱动控制集成在一块板子上。 810系列按功能分有810T、810G、810N；按型号分有810Ⅰ、810Ⅱ、810Ⅲ型。810系 列适用于中、低档的中、小型机床。810Ⅰ型适用于车床和铣床，可控制3轴，联动2轴。 810Ⅱ型适用于车床、铣床和磨床，可控制4轴，联动3轴。810Ⅲ型适用于车床、铣床、 磨床和冲压类机床，可控制5轴，联动3轴。810系列数控装置的主CPU为80186，系统分
除以上典型系统外，SIEMENS公司还有早期生产的SIEMENS 6系统（6T、6M、7T、 7M系统）、SIEMENS 3系统（20世纪80年代欧洲的典型系统）、SIEMENS 8系统（8T、 8M、8MC 系统）、SIEMENS 850／880系统（850T、850M和850∕880系统）、 SIEMENS 840C等。以上系统多见于进口机床，其中SIEMENS 850／880系统功能较强， SIEMENS 840C的功能与SIEMENS 840D相同。
PLC的I/O模块与ECU间通过总线连接；系统体积小，结构紧凑，性能价格比高。
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SIEMENS 802系列系统
SIEMENS 802D 与802S、802C系列的不同之处是：
802D与802S、802C有较大的不同，在功能上比802S/C系统有了改进与提高，系统 采用SIEMENS PCU210模块，控制轴数为4轴/4轴联动，可以通过611U伺服驱动器携带 10V主轴模拟量输出，以驱动带模拟量输入的主轴驱动系统。
SIEMENS 802S、802C系列系统的CNC结构完全相同，可以进行3轴控制/3轴联动； 系统带有±10V的主轴模拟量输出接口，可以配具有模拟量输入功能的主轴驱动系统 SIEMENS 802S、802C系列系统可以配OP020独立操作面板与MCP机床操作面板，
显示器为7in或5.7in单色液晶显示。集成内置式PLC最大可以控制64点输入与64点输出，
通道工作；
840D采用SIEMENS NCU（Numerical Control Unit）模块，处理器为PENTIUM
（NCU573）或AMDK6-2（NCU572）或486（NCU571）系列，当采用NCU572或573时， CNC的存储器容量为1GB，最大控制轴数可达31轴，10通道同时工作：采用NCU571时， 控制轴数为6轴，2通道同时工作。