1 SINUMERIK 数控系统的基本原理
数控机床的工作原理
数控机床的工作原理数控机床是一种通过数字化程序控制工作过程的自动化机床，它的工作原理是通过计算机控制系统，实现对机床各轴运动、加工工艺参数和辅助功能的精确控制，从而完成工件的加工加工。
数控机床的工作原理主要包括数控系统、执行机构、传感器和工作台四个方面。
首先，数控系统是数控机床的核心，它由数控装置和输入设备组成。
数控装置是数控机床的"大脑"，它接收输入的加工程序和指令，经过处理后输出控制信号，控制执行机构实现各轴的运动。
输入设备通常是键盘、鼠标或者其他输入设备，用于输入加工程序、工艺参数等信息。
其次，执行机构是数控机床的关键部件，它包括主轴驱动装置、进给装置和辅助装置。
主轴驱动装置用于驱动主轴进行旋转运动，实现对工件的加工；进给装置用于控制工件在加工过程中的进给运动，包括直线进给和旋转进给；辅助装置用于实现机床的各种辅助功能，如换刀、冷却、润滑等。
第三，传感器是数控机床的感知器件，它用于感知机床各轴的位置、速度、加速度等信息，并将这些信息反馈给数控系统，以实现对机床各轴的闭环控制。
常见的传感器包括位置传感器、速度传感器、加速度传感器等。
最后，工作台是数控机床的加工平台，用于固定工件并进行加工。
工作台通常具有多轴自由度，可以实现对工件的多方向加工。
数控系统通过控制执行机构，使工作台按照预先设定的加工程序和路径进行运动，从而实现对工件的精确加工。
总的来说，数控机床的工作原理是通过数控系统控制执行机构，实现对工作台和刀具的精确控制，从而实现对工件的精确加工。
数控机床具有高精度、高效率、灵活性强等优点，已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
随着科技的不断发展，数控机床的工作原理也在不断完善和创新，将为制造业的发展带来更多的机遇和挑战。
西门子数控系统
伺
服
使禁
置 “10”
置 “01”
能止
由PLC按照规定的时序 控制继电器，通过继电 器的触点将端子闭合
可由PLC控制，或 直接将控制端子短 接
由PLC，根据电源模 块端子63和端子64 的状态，将各轴的内 部的脉冲使能和控制 使能信号置位
单元四 基本控制逻辑设计
二、急停控制和限位控制
1. 急停控制
➢ 在机床紧急情况下，使机床所有部件制动，并在最短的 时间内停止。
监控 PLC 状态 下载或上载PLC应用程序
单元四 基本控制逻辑设计
一、伺服驱动器的使能控制
电源模块
端子48 端子63 端子64
与
与
与
端子9 端子9 端子9
断接开通 接断通开 接断通开
611UE
端子663 端子65
与
与
端子9 端子9
接断通开 接断通开
NC接口
脉冲使能
控制使能
V380x4001.7 V380x0002.1
➢ PROFIBUS 总线连接时要求各接点进出方向正确，两根线不交叉且 连接可靠，屏蔽接牢。
➢ 各接点插头上的设置开关严格遵循终端为“ON”，中间为“OFF” 的原则。
单元二 西门子部件连接 – SIMODIVE 611U
➢ SIMODIVE 611U 数字伺服驱动单元（伺服驱动器调试软 件安装） ：由电源模块、功率模块、611U控制模块组成。 其中电源模块负责将380V交流电转换成600V直流母线电压。
单元二 西门子部件连接 - 驱动电源模块
电源馈入模块 功率模块
74 73.2 73.1 72 53 52 51 63 9 9 64 19 9 112 48 NS1 NS2
数控机床工作原理简述
数控机床工作原理简述
数控机床是一种通过计算机控制机床工作的自动化设备。
其工作原理主要包括以下几个方面。
首先，数控机床通过接收计算机发送的指令来控制工作过程。
计算机会将需要加工的工件信息输入到数控机床的控制系统中，控制系统会根据这些信息生成相应的加工程序。
其次，数控机床的控制系统会将加工程序转化为机床能够理解的形式，这一步叫做解译。
解译过程将加工程序中的指令翻译为机床能够识别的运动控制指令，如进给运动、主轴转速等。
然后，数控机床的控制系统将解译后的运动控制指令发送给驱动系统。
驱动系统根据接收到的指令来控制伺服电机、变频器等执行器，实现机床各个部件的运动。
最后，机床的各个部件按照控制系统发送的指令进行相应的运动。
例如，进给轴会按照指定的速度进行直线或圆弧插补运动，主轴会按照设定的转速旋转，实现对工件的加工。
总的来说，数控机床通过计算机控制系统将加工程序转化为机床能够理解的指令，驱动各个执行器实现机床部件的运动，从而实现对工件的精确加工。
这种工作原理不仅提高了加工效率和精度，并且减少了人为操作的错误。
数控系统的结构和工作原理
伺服放大器，则再从COP10A 到 COP10B。 FANUC 0iC I/O：I/O Link NC上的口为JD1A， 接I/O单元上JD1B，如再有一个I/O单元，从上一
单元JD1A接至下一个单元JD1B。CB104— CB107为4根扁平电缆,每根50芯,通向机床面板和
机床
FSSB和I/O Link体现 FANUC 公司硬件结构思想, 主运动信息和辅助运动信息分离
四、SIEMENS（西门子）802D系统结构
一、数控系统主要部件
数控控制器 伺服（主轴）放大器、电机（反馈） I/O装置 机床
二、数控机床装配过程
1、机床厂选型购置 2、电器、机械连接 3、PLC编程（辅助功能） 4、参数确定（主运动） 5、联调
三、FANUC 0iC 系统的结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FSSB 主运动信息
I/O Link 辅助运动信息
西门子SINUMERIK数控系统编程和操作手册（手动机床（MM+），车削）说明书
SINUMERIKSINUMERIK 808D, SINUMERIK 808D ADVANCED编程和操作手册（手动机床（MM+），车削）用户手册法律资讯警告提示系统为了您的人身安全以及避免财产损失，必须注意本手册中的提示。
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© Siemens AG 2017. 保留所有权利编程和操作手册（手动机床（MM+），车削） 前言适用产品该手册适用于以下数控系统： 数控系统软件版本 SINUMERIK 808D ADVANCED T （车削）SINUMERIK 808D ADVANCED M （铣削）V4.7.4：PPU161.3/PPU160.2，带主轴/进给伺服系统 SINUMERIK 808D （车削）SINUMERIK 808D （铣削）V4.7.4：PPU141.2，带进给伺服系统 文档组成与目标读者 最终用户文档目标读者 编程和操作手册（车削）车床的编程人员和操作人员 编程和操作手册（铣削）铣床的编程人员和操作人员 编程和操作手册（ISO 车削/铣削）车床/铣床的编程人员和操作人员 编程和操作手册（手动机床（MM+），车削）车床的编程人员和操作人员 诊断手册机械和电气设计人员，调试工程师，机床操作人员和维修服务人员 制造商/维修文档目标读者 调试手册安装人员，调试工程师和维修服务人员 功能手册机械和电气设计人员，技术专家 参数手册机械和电气设计人员，技术专家 维修手册机械和电气设计人员、技术专家、调试工程师以及服务和维护人员 自述文件第三方软件 - 许可条件和版权说明我的文档管理器（MDM ）如何在西门子文档内容的基础上创建自定义文档，请访问以下链接：/mdm标准功能范畴本手册仅描述了标准功能范畴。
802D简介
内容提要是一种具有免维护性能的操作面板控制系统，是西门子公司针对中国市场进行性价比优化的产品，其核心部件—PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体，具有无电池、风扇，免维护等特点。
一、硬件介绍数控系统板是整个系统的核心，它包括了PLC、CNC的控制、处理线路。
数控系统能控制交流伺服电机和数字轴。
数控系统由：HMC人机界面；NCK数控核心部分及PLC三部分组成，它们之间的关系如下图所示：2. 机床控制面板的认识机床控制面板背后的两个50 芯扁平电缆插座可通过扁平电缆与PP72/48 模块的X111 X222 X333 三个I/O接口插座连接。
即机床控制面板的所有按键输入信号和指示灯信号均使用PP72/48 模块的输入输出点。
3.输入/输出模块在PP72/48接口模块上分别有：X111 X222 X333 三个I/O接口，提供72个数字输入和48个数字输出。
每个模块具有三个独立的50芯插槽，每个插槽中包括了24位数字量输入和16 位数字量输出（输出的驱动能力为0.25 安培，同时系数为1）。
802D sl 系统最多可配置3块PP模块。
接口接DC24V电压；X2接口接PROFIBUS总线接口；S1为总线上的开关。
驱动器驱动器由进线电源和电机模块组成，进线电源的作用是将380V的三相交流电源变成600V的直流电源，进线电源分为调节型电源模块（Active Line Module 缩ALM）和非调节型电源模块（Smart Line Module缩写为SLM）两种。
无论选用ALM或SLM，均需要配写为置电抗器。
SINAMICS 的电源模块、电机模块均需要24V直流供电。
总线西门子802D各系列数控系统是基于PROFIBUS总线的数控系统。
总线由：数据线；地址线；控制线这三部分构成。
作用：连接PCU与PP72/48和驱动器。
注意：PCU611UE上的S1为ON，PP72/48上的S1为OFF。
sinumerik 808d数控车床plc连接与调试大学毕设论文
目录第一章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2数控系统地发展 (1)1.3本设计主要任务 (2)第二章SINUMERIK 808D概括 (4)2.1 SINUMERIK 808D简介 (4)2.2 SINUMERIK 808D组成部分 (4)第三章数控系统的机构组成 (8)3.1 数控系统的结构原理 (8)3.2数控系统CNC的组成 (8)第四章数控车床PLC的机构组成和工作原理 (11)4.1 数控机床PLC的形式 (11)4.2 数控车床PLC的硬件组成和功能 (11)4.3 PLC的工作原理 (13)4.4 PLC与数控车床的信息传递 (14)第五章808D电气电路设计 (15)5.1 电气控制电路简介 (15)5.1.2 电气原理图的要求 (15)5.1.3 电气设计的原则 (15)5.2 808D电路的设计 (16)5.2.1电气集成电路 (16)5.2.2 控制系统电路 (18)第六章PLC的设计 (20)6.1 PLC的编程方法 (20)6.2 PLC的设计 (20)6.2.1PLC设计方法 (20)6.2.2PLC程序设计步骤 (20)6.2.3 PLC在车床控制的分析 (21)6.2.4PLC参数设定 (21)6.2.5 PLC机床数据 (23)6.2.6 HMI数据 (24)6.2.7 NCK数据 (24)6.2.8 PLC的输入输出地址 (25)6.3 PLC控制部分设计 (27)6.3.1 主轴程序设计 (27)6.3.2 主轴和进给轴的控制程序 (28)6.3.3 机床冷却系统控制程序 (30)6.3.4带二进制编码功能的刀架程序 (31)6.3.5 辅助程序设计 (33)6.4 PLC控制部分调试 (34)6.4.1 PLC连接 (35)6.4.2 安装Programming Tool (35)6.4.3 PLC程序的在线调试 (36)6.4.4 PLC用户报警调试 (36)第七章常见连接的故障的分析和处理 (39)7.1 硬件故障 (39)7.1.1开机无法进入系统 (39)7.1.2 电池报警 (39)7.1.3 MCP触摸板不能用 (39)7.1.4 RS23传输故障 (40)7.1.5主轴故障 (40)7.1.6主轴编码器故障 (41)7.2 PLC故障 (41)7.2.1 报警提示700013 (41)7.2.2 报警提示700017 (42)7.2.3 报警提示700022 (42)7.2.4故障提示700025 (42)7.2.5故障提示700024 (42)7.2.6故障提示700028 (42)总结 (43)参考文献 (44)致谢 (46)摘要数字控制技术作为机械自动化的一个重要方面，随着科学技术的进步数控技术在国民的生产中占据着越来越重要的地位。
西门子SINUMERIK 840D数控系统介绍
西门子SINUMERIK 840D数控系统介绍【摘要】：西门子（SINUMERIK）数控系统是德国西门子公司的产品。
西门子凭借在数控系统及驱动产品方面的专业思考与深厚积累，不断制造出机床产品的典范之作，为自动化应用提供了日趋完美的技术支持。
SINUMERIK 不仅意味着一系列数控产品，其力度在于生产一种适于各种控制领域不同控制需求的数控系统，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。
主要包括：控制及显示单元、PLC 输入/输出单元（PP）、PROFIBUS 总线单元、伺服驱动单元、伺服电机等部分。
【关键词】：SINUMERIK 840D数控系统性能硬件结构软件结构一.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。
它保持西门子前两代系统SINUMERIK 880和840C的三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。
相对于前几代系统，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。
西门子数控系统
第一讲西门子数控系统的基本构成一．西门子840D系统的组成SINUMERIK840D是由MMC，数控及驱动单元（CCU或NCU），PLC模块三部分组成，由于在集成系统时，总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处．l．人机界面人机交换界面负责NC数据的输入和显示，它由MMC和OP组成．MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)单元，MMC，MCP (Machine Control Panel)三部分．MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU，还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中．1．1．MMC我们最常用的MMC有两种：MMCC100．2和MMC103，其中MMC100．2的CPU为486，不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100．2，而为SINUMERIK840D配MMC103．※PCU(PC UNIT)是专门为配合西门子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块--PCU20、PCU50、PCU70，PCU20对应于MMC100．2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103，可以带硬盘，及MMC不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWS NT的．PCU的软件被称作HMI，HMI 有分为两种：嵌入式HMI和高级HMI．一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式HMI，而PCU50和PCU70则装载高级HMI．1．2．OPOP单元一般包括一个10．4″TFT显示屏和一个NC键盘．根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP 单元，如：OP030，OP031，OP032，OP032S等，其中OP031最为常用．1．3．MCPMCP是专门为数控机床而配置的，它也是OPI上的一个节点，根据应用场合不同，其布局也不同，目前，有车床版MCP和铣床版MCP两种．对810D和840D，MCP的MPI地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定．对于SINUMERIK840D应用了MPI（Multiple Point Interface）总线技术，传输速率为187．5k/秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点．为提高人机交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）总线，它的传输速率为1．5M/秒．2．数控及驱动单元2．1．NCU数控单元SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical Controlunit）单元：中央控制单元，负责NC所有的功能，机床的逻辑控制，还有和MMC的通讯，它由一个COM CPU板．一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成．根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分为NCU561．2，NCU571．2，NCU572．2，NCU573．2(12轴)，NCU573．2(31轴)等若干种，同样，NCU单元中也集成SINUMERIK840D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借口，RS232借口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU单元很薄，所有的驱动模块均排列在其右侧．2．2．数字驱动数字伺服：运动控制的执行部分，由611D伺服驱动和1FT6(1FK6)电机组成，SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D，它包括两部分：电源模块+驱动模块（功率模块）．电源模块：主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源，产生母线电压，同时监测电源和模块状态．根据容量不同，凡小于15KW均不带馈入装置，极为U/E电源模块；凡大于15KW 均需带馈入装置，记为I/RF 电源模块，通过模块上的订货号或标记可识别．611D数字驱动：是新一代数字控制总线驱动的交流驱动，它分为双轴模块和单轴模块两种，相应的进给伺服电机可采用1FT6或者1FK6系列，编码器信号为1Vpp正弦波，可实现全闭环控制．主轴伺服电机为1PH7系列．3．PLC模块SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMA TIC S7-300的软件及模块，在同一条导轨上从左到右依次为电源模块（Power Supply），接口模块（Interface Module）机信号模块（Signal Module）的CPU及NC的CPU是集成在CCU或NCU中的．最多8个SM模块最多四级电源模块（PS）是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V．接口模块（IM）是用于级之间互连的．信号模块（SM）使用及机床PLC输入/输出的模块，有输入型和输出型两种．二．硬件的接口1．840D系统的接口1．1．840D系统的MMC，HHU，MCP都通过一根MPI电缆挂在NCU上面，MPI是西门子PLC的一个多点通讯协议，因而该协议具有开放性，而OPI是840D系统针对NC部分的部件的一个特殊的通讯协议，是MPI的一个特例，不具有开放性，它比传统的MPI通讯速度要快，MPI的通讯速度是187．5K波特率，而OPI是1．5M．1．2．NCU上面除了一个OPI端口外，还有一个MPI，一个Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通讯能力的设备．Profibus的通讯电缆和MPI的电缆一样，都是一根双芯的屏蔽电缆．X101 操作面板接口（OPI）X102 PROFIBUS接口X112 预留接口（NCU及NCU通讯）X111 SIMATIC接口（IM361）X122 PC MPI接口(MPI)X121 I/O接口（电缆分配盒）H1/H2 错误和状态灯H3７段显示S1/S2 复位／NMI按钮S3NCK启动开关S4 PLC启动开关X130A SIMODRIVE 611D接口X130B 数字模块I/O扩展接口（仅限于NCU573）X172设备总线接口X173 PCMCIA插槽（X173）1．3．在MPI，OPI和Profibus的通讯电缆两端都要接终端电阻，阻值是220欧，所有如果要检测电缆的好坏情况，可以在NCU端打开插座的封盖，量A，B两线间的电阻，正常情况下应该为110欧．2．611系列驱动的组成及接口2．1．611系列的驱动分成模拟611A，数字611D和通用型611U．都是模块化结构，主要有以下几个模块组成：o电源模块电源模块是提供驱动和数控系统的电源，包括维持系统正常工作的弱电和供给功率模块用的600V直流电压．根据直流电压控制方式，它又分为开环控制的UE模块和闭环控制的I/R模块，UE模块没有电源的回馈系统，其直流电压正常时为570V左右，而当制动能量大时，电压可高达640多伏．I/R模块的电压一直维持在600V左右o控制模块控制模块实现对伺服轴的速度环和电流环的闭环控制o功率模块对伺服电机提供频率和电压可变的交流电源o监控模块主要是对电源模块弱电供电能力的补充．o滤波模块对电源进行滤波作用．o电抗对电压起到平稳作用．3．611电源模块的接口信号611模块的接口信号有以下几组：（1）电源接口U1 V1 W1 主控制回路三相电输入端口X181 工作电源的输入端口，使用时常常及主电源短接，有的系统为了让机床在断电后驱动还能正常工作一段时间，把600V的电压端子及P500 M500端子短接，这样由于600V电压不能马上放电完毕，还能维持驱动控制板的正常工作一段时间．P600M600是600V直流电压输出端子．（2）控制接口64 控制使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消时，所有的轴的速度给定电压为零，轴以最大的加速度停车．延迟一定的时间后，取消脉冲使能63 脉冲使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消后，所有的轴的电源取消，轴以自由运动的形式停车．48 主回路继电器，该信号断开时，主控制回路电源主继电器断开．112 调试或标准方式，该信号一般用在传输线的调试中，一般情况接到系统的24V上．X121 模块准备好信号和模块的过热信号．准备号信号及模块的拨码开关的设置有关，当S1．2=ON时，模块有故障时，准备好信号取消，而S1．2=OFF时，模块有故障和使能(63，64)信号取消时，都会取消准备好信号，因此在更换该模块的时候要检查模块顶部的拨码开关的设置，否则模块可能会工作不正常．所有的模块过载和连接的电机过热都会触发过热报警输出．NS1/NS2 主继电器闭合使能，只有该信号为高电平时，主继电器才可能得电．该信号常用来作主继电器闭合的连锁条件．AS1/AS2 主继电器状态，该信号反映主继电器的闭合状态，主继电器闭合时为高电平．9/19/R 9是24V输出电压，19是24V的地，R为模块的报警复位信号．（3）其它辅助接口X351 设备总线，为后面连接的模块供电用．X141 电压检测端子，供诊断和其它用途用．"7：P24 ，＋24V "45：P15，＋15V "44：N15，－15V"10：N24，－24V "15：M，0V电源模块上面有6个指示灯，分别指示模块的故障和工作状态．一般正常情况下绿灯亮表示使能信号丢失(63和64)，黄灯亮表示模块准备好信号，这时600V直流电压已经达到系统正常工作的允许值．电源模块正常工作的使能条件：48，112，63，64接高电平，NS1和NS2短接，显示为一个黄灯亮，其它灯都不亮．直流母线电压应在600V左右．3．611驱动控制模块接口信号（1）611D驱动控制模块接口信号：611D控制模块及数控系统主要是通过一根数据总线相连，基本没有太多的接口信号．X431：轴脉冲使能，该信号为低电平时，该轴的电源撤消，一般这个信号直接及24V短接X432：BERO 端子，该接口用作BERO开关信号的输入口．X34，X35模拟输出口，其中有两个模拟口（X1，X2 ）用作模块诊断测试用，它可以用来跟踪一些数字量，比如转速，电压和电流等并把它转换成0到5V的模拟电压输出，具体的输出信号可以通过数控系统选择，Ir模拟输出口是固定输出电机R相的电流的模拟值．X411：电机编码器接口，输入电机的编码器信号，还有电机的热敏电阻，其中电机的热敏电阻值是通过该插座的13和25脚输入，该热敏电阻在常温下为580欧，155度时大于1200欧，这时控制板关断电机电源并产生电机过热报警．(1PH7电机温度检测信号连接同1FT6/1FK6电机)X411：直接测量系统输入口，输入直接位置测量信号，一般为正余弦电压信号* 611D的控制板的速度环和电流环的参数设置在NCK里面，故更换控制板后不需要重新设置参数．（2）611A控制模块接口信号611A控制模块及1FT5电机构成伺服驱动机构，完成速度环和电流环的控制，其速度环和电流环的参数都保存在控制板上，故更换该板要注意参数的设置．接口信号如下：X311：电机反馈接口，电机的速度实际值和电机的热敏电阻值都通过它输入到控制板里，1FT5电机的速度检测是通过一个测速发电机来实现的，而电机转子的位置是通过18个霍而元件来检测的．电机内的热敏电阻值是通过该插座的11和12脚信号输入，在常温下小于250欧，当电机内部温度达到155度时电阻大约是1000欧，控制板这时关断电源，并发出报警信号．X321：设定端子，速度的给定值通过该端子的56和14输入，一般来讲，给定值是正负0到10V的电压．X331：使能端子：相应模块的使能信号输入，663是脉冲使能，及电源模块的63作用差不多，只是它仅作用于单个的轴模块．65是控制使能，常常把它和NC侧给定信号的控制使能相连．X341：模块状态输出接口，输出模块的状态信息，如模块准备好信号，报警等．第二讲系统的调试及操作一．840D系统操作l SINUMERIK840D/810D或SINUMERIK FM-NC是机床的CNC控制系统，可以通过CNC控制系统的操作面板执行下列基本功能：•开发和修改零件程序•执行零件程序•手动控制•读入/读出零件程序和数据•编辑程序数据•报警显示和取消报警•编辑机床数据•在一个MMC或几个MMC之间或一个NC或几个NC之间建立通信链接（M：N，m-MMC 装置和n-NCK/PLC装置）用户接口包括：•显示元件，如监测器，LED等；•操作元件，如键，开关，手轮等．l 840D系统具有数控机床具有的自动、手动、编程、回参考点、手动数据输入等功能．•手动：手动主要用来调整机床，手动有连续手动和步进手动，有时为了需要走特定长度时，可以选择变量INC方式，输入要运行的长度即可．•自动：840D的程序一般来讲是在NCK的RAM里执行，所以对MMC103或PCU50来讲，需要先把程序装载到NCK里，但对于特别长的程序，可以选择在硬盘里执行，具体操作方法为：选择加工，程序概要，用光标选择要执行的程序，选择从硬盘执行既可．在自动方式下，如果MMC装有SINDNC软件，还可以从网络硬盘上执行程序．•MDA：MDA跟自动方式差不多，只是它的程序可以逐段输入，不一定是一个完整的程序，它存在NCK里面一个固定的MDA缓冲区里，可以把MDA缓冲区的程序存放在程序目录里，也可以从程序区里调程序到MDA缓冲区来．•REPOS：重定位功能，有时在程序自动执行时需要停下来把刀具移开检测工件，然后接着执行程序，需要重定位功能，操作方法是在自动方式下暂停程序执行，转到手动，移开相应的轴，要重新执行程序时，转到重定位方式，按相应的轴移动按钮，回到程序中断点，按启动键程序继续执行．注意在这个过程中不能按复位键．•程序模拟：840D支持在程序正式运行前进行图形模拟，以减少程序的故障率，但由于MMC 系统的不同，模拟的方法不一样，在MMC103上，程序模拟完全在MMC上执行，故模拟中不会对NCK产生影响，但在MMC100．2上，程序模拟在NCK里面执行，及程序实际执行情况一样，因此在模拟前务必要选择程序测试，如果还要提高模拟速度，还可以选择空运行．二．系统的连接及调试（一）硬件的连接1．SINUMERIK810D/840D系统的硬件连接从两方面入手：其一，根据各自的接口要求，先将数控及驱动单元，MMC，PLC三部分分别连接正确：（1）源模块X161种9，112，48的连接；驱动总线和设备总线；最右边模块的终端电阻（数控及驱动单元）．（2）MMC及MCP的+24V电源千万注意极性（MMC）．（3）PLC模块注意电源线的连接；同时注意SM的连接．其二，将硬件的三大部分互相连接，连接时应注意：（1）PI和OPI总线接线一定要正确．（2）CU或NCU及S7的IM模块连线．2．检查在正确完成所有机械的和电气的安装工作后即可进行通电，调试工作；而首先要做的就是开机准备工作，它可确保控制系统及其组件启动正常，并满足EMC检测条件全部系统连线完成后需要做一些必要的检查，内容如下：•屏蔽：（1）确保所使用的电缆符合西门子提供的接线图中的要求；（2）确保信号点栏屏蔽两端都及机架或机壳连通．对于外部设备（如打印机，编程器等），标准的单端屏蔽的电缆也可以用．但一旦控制系统进行正常运行，则应不接这些外部设备为宜；如一定要接入，则连接电缆应两端屏蔽．•EMC(Electromagnetic Compatibility)检测条件：（1）信号线及动力线尽可能分开远一些；（2）从NC或PLC出发的活到NC或PLC得线缆应使用SIEMENS提供的电缆；（3）信号线不要太靠近外部强的电磁场（如点机和变压器）；（4）HC/HV脉冲回路电缆必须完全及其他所有电缆分开敷设；（5）如果信号线无法及其它电缆分开，则应走屏蔽穿线管（金属）；（6）下列距离应尽可能小：--信号线及信号线--信号线预辅助等电位端--等电位端和PE（走在一起）•防护ESD(Electromaqnetic Sensitive Device)组件检测条件：（1）处理带静电模块时，应保证其正常接地；（2）如避免不了接处电子模块，则请不要触摸模块上组件的针脚或其他导电部位；（3）触摸组件必须保证人体通过放静电装置（腕带或胶鞋）及大地连接；（4）模块应北方旨在导电表面上（放静电包装材料如导电橡胶等）；（5）模块不应靠近VDU，监视器或电视机（离屏幕勿近及10cm）；（6）模块不要及可充电的电绝缘材料接触(如塑料及纤维织物)；（7）测量的前提条件--测量仪器接地--绝缘仪器上的测量头预先放过电（二）调试l NC和PLC总清由于是第一次通电，启动，所以有必要对系统做一次总清或总复位．1．NC总清NC总清操作步骤如下：•将NC启动开关S3―→"1"；•启动NC，如NC已启动，可按一下复位按钮S1；•待NC启动成功，七端显示器显示"6"，将S3―→"0"；NC总清执行完成．NC 总清后，SRAM内存中的内容被全部清掉，所有机器数据（Machine Data）被预置为缺省值．2．PLC总清PLC总清操作步骤如下：•将PLC启动开关S4―→"2"；=〉PS灯会亮；•S4―→"3"并保持3秒等到PS等再次亮；=〉PS灯灭了又再亮；•在3秒之内，快速地执行下述操作S4："2"―→"3"―→"2"；=>PS灯先闪，后又亮，PF灯亮（有时PF等不亮）；•等PS和PF等亮了，S4―→"0"；=>PS和PF灯灭，而PR灯亮．PLC总清执行完成，PLC总清后，PLC程序可通过STEP7软件传至系统，如PLC总清后屏幕上有报警可作一次NCK复位（热启动）．l 开机及启动第一次启动后，NCU状态显示（一个七段显示器及一个复位按钮S1两列状态显示灯及两个启动开关S3和S4．）（如下图）在确定S3和S4均设定位"0"，则此时就可以开机启动了，经过大约几十秒钟，当七段显示器显示"6"时，表明NCK上电正常；此时，"+5V"和"SF"灯亮，表明系统正常；但驱动尚未使能，而PLC状态泽"PR"灯亮，表明PLC运行正常．•MMC：MMC的启动时通过OP显示来确认的，如果是MMC100．2，在启动的最后，在屏幕的下面会显示一行信息"Wait For NCU Connection：××Seconds"如MMC及NCU通讯成功，则SINUMERIK 810D/840D的基本显示会出现在屏幕上，一般是"机床"操作区，而MMC103，由于它是可以带硬盘的，所以在它的背后也有一个七段显示器，如MMC103启动成功后它会显示一个"8"字．•MCP：在PLC启动过程中，MCP上的所有灯饰不停闪烁的，一旦PLC成功启动，且基本程序状如则只有在OB1种调用FC19或FC25，那么MCP上的灯不再闪烁，此时MCP即可以使用．•DRIVE SYSTEM：只有NC，PLC和MMC都正常启动后，最后考虑驱动系统．首先必须完成驱动的配置，对于MMC100．2，需借助于"SIMODRIVE 611D"Start-up Tool软件，而MMC103可直接在OP031上做，然后用PLC处理相应信号即可．这样，系统再启动后，SF灯应灭掉．元素类型含义：复位S1 按钮出发一个硬件复位；控制和驱动复位后完整重起．NMI S2 按钮对处理器发出触发和NMI请求，NMI-非屏蔽中段S3 旋转开关NCK启动开关位置0：正常启动位置1：启动位置（缺省值启动）为值2…7：预留S4 旋转开关PLC模式选择开关位置0：PLC运行位置1：PLC运行P位置2：PLC停止位置3：模块复位H1(左列)显示灯显示灯+5V：电源电压在容差范围内时亮NF：NCK启动过程中，其监控器被触发时，此灯亮CF：当COM监控器输出一个报警时，此灯亮CB：通过OPI 接口进行数据传输，此灯亮CP：通过PC的MPI接口进行数据传输时，此灯亮绿灯红灯红灯黄灯黄灯H2(右列)显示灯显示灯FR：PLC运行状态PS：PLC停止状态FF：当PLC监控器输出一个报警时：此灯亮；当PLC监控器输出一个报警时：所有4个灯都亮FFO：PLC强制状态-：NCU571-573未用，复位时短暂亮NCU573．2：PLC DP状态在CPU315 2DP上此灯有"BUSF"的标记•灯灭：DP未配置或者配置了但所有的从站未找到•灯闪：DP配置了，但一个或一个以上的从站丢失•灯亮：错误（例如：总线近路无令牌通行）绿灯红灯红灯黄灯黄灯H3 七段数码管软件支持输出的测试和诊断信息．启动完成后，正常状态显示"6"840D NCU模块控制和显示元素：l 数据备份在进行调试时，为了提高效率不做重复性工作，需对所调试数据适时地做备份．在机床出厂前，为该机床所有数据留档，也需对数据进行备份．SINUMERIK 810D/840D的数据分为三种：NCK数据、PLC数据、MMC数据有两种数据备份的方法：1．系列备份（Series Start-up）：特点：（1）用于回装和启动同SW版本的系统（2）包括数据全面，文件个数少（*．arc）（3）数据不允许修改，文件都用二进制各式（或称作PC格式）种的（DATA）：特点：（1）用于回装不同SW版本的系统（2）文件个数多（一类数据，一个文件）（3）可以修改，大多数文件用"纸带格式：即文本格式"做数据备份需以下辅助工具：•PCIN软件•V24电缆（6FX2002-1AA01-0BF0）•PG740（或更高型号）或PC※由于MMC103可带软驱，硬盘，NC卡等；它的数据备份更加灵活，可选择不同的存储目标，以其为例介绍具体操作步骤：•数据备份（1）在主菜单中选择"Service"操作区；（2）按扩展件"｝"―→"Series Start-up"选择存档内容NC，PLC，MMC并定义存档文件名；（3）从垂直菜单中，选择一个作为存储目标：V．24 ―→指通过V．24电缆船只外部计算机（PC）；PG ―→编程器（PG）；Disk ―→MMC所带的软驱中的软盘；Archive ―→硬盘；NC Card ―→NC卡．选择其中V．24和PG时，应按"Interface"软件键，设定接口V．24参数；（4）若选择备份数据到硬盘，则："Archive"（垂直菜单）―→"Start"．•数据恢复MMC103的操作步骤（从硬盘上恢复数据）：a："Service"；b：扩展键"｝"；c："Series Start-up"；d："Read Start-up Archive"（垂直菜单）；e：找到存档文件，并选中"OK"；f："Start"（垂直菜单）；无论是数据备份还是数据恢复，都是在进行数据的传送，传送的原则是：1．永远是准备接收数据的一方先准备好，处于接受状态；2．两端参数设定一致．第三讲编程一．坐标系1．工件坐标系工件零点是原始工件坐标系的原点直角坐标：用坐标所达到这个点来确定坐标系中的点极坐标：用半径和角来测量工件或工件的一部分2．绝对坐标：所有位置参数及当前有效原点相关，表示刀具将要到达的位置增量坐标：如果尺寸并非项对于原点，而是相对于工件上的另一个点时，就要用增量坐标．用增量坐标来确定尺寸，可以避免对这些尺寸进行转换．增量坐标参照前一个电的位置数据，适用于刀具的移动，是用来描述刀具移动的距离3．平面：用两个坐标轴来确定一个平面，第3个坐标轴及该平面相垂直，并确定刀具的横切方向．编程时，要确定加工面以便于控制系统能准确计算出刀具偏置值．平面标识横切方向G17 X/Y ZG18 Z/X YG19 Y/Z X4．零点的位置在NC机床上可以确定不同的原点和参考点位置，这些参考点：•用于机床定位•对工件尺寸进行编程它们是：M=机床零点A=卡盘零点，可以及工件龄点重合（值用于车床）W=工件零点=程序零点B=起始点，可以给每个程序确定起始点，起始点是第一个刀具开始加工的地方R=参考点，用凸轮和测量系统来确定位置，必须先知道到机床零点的距离，这样才能精确设定轴的位置：•建立坐标系R1．带机床零点M的机床坐标X B2．基础坐标系（也可以使工件坐标系W）3．带工件零点W的工件坐标系4．带当前被一懂得工件零位位的当前工件坐标系M A W Zl 轴的确立编程时，通常用到以下轴：机床轴：可以在机床数据中设置轴的识别符，识别符：X1、Y1、Z1、A1、B1、C1、U1、V1、AX1、AX2等；通道轴：所有在一个通道中移动的轴，识别符：X、Y、Z、A、B、C、U、V几何轴：主要轴，一般有X、Y、Z；特定轴：无需确定特定轴之间的几何关系，如转塔位置U、尾座V；路径轴：确定路径和刀具的运动，该路径的被编程进给率有效，在NC程序中用FGROUP来确定路径轴；同步轴：指从编程的起点到终点移动同步的轴；定位轴：典型定位轴由零件承载、卸载的加载器，刀库/转塔等，标识符：POS，POSA，POSP 等指令轴（运动同步轴）：由同步运动的指令生成指令轴，它们可以被定位，启动和停止，可及工件程序完全不同步．指令轴是独立的插补，每个指令轴有自己的轴插补和进给率连接轴：指及另一个NCU箱连接的实际存在的轴，它们的位置会受到这个NCU的控制，连接轴可以被动态分派给不同的NCU通道PLC轴：通过特定功能用PLC对PLC轴进行移动，它们的运动可以及所有其他所有的轴不同步，移动运动的产生于路径和同步运动无关；•几何轴，同步轴和定位轴都是可以被编程的．•根据被编程的移动指令，用进给率F，使轴产生移动．•同步轴及路径轴同步移动，并用同样的时间移动所有的路径轴．•定位轴移动及所有其它轴异步，这些移动运动及路径和同步运动无关．•由PLC控制PLC轴，并产生及其他所有轴不同步的运动，移动运动及路径和同步运动无关l 编程语言•编程地址及含义地址含义N 程序编号的地址10 程序段编号G 预备功能X，Y，Z 位置数据插补参数F 进给S 主轴速度T 刀具编号D 刀具偏置编号M 杂用功能H 辅助功能•数据类型：类型含义数值范围INT 带正负号的整数±（231-1）REAL 实数（带十进制的分数）±（10-300…100+300）BOOL 由代码确定1个ASSCII字符0 (255)STRING 字符串，在[…]中的字符串，0…255数值的序列(最多为200个字符) AXIS 轴的名称(轴地址) 通道上任意轴的名称FRAME 翻译，旋转，比例和镜像的几何参数•指令：1．G指令G90：参照挡墙坐标系原点，在工件坐标系中编制刀具运行点的程序．G91：参照最新接近点，编制刀具运行距离程序．GO：快速移动使刀具快速定位，绕工件运动或接近换刀点G1：刀具沿及轴，斜线或其他任何空间定位平行的置线移动．G2：在圆弧轨迹上以顺时针方向运行G3：在圆弧轨迹上以逆时针方向运行G4：暂停时间生效（F…以秒为单位；S…用主轴旋转次数确定时间）G17：无刀具半径补偿G18：刀具半径补偿到轮廓左侧G19：刀具半径补偿到轮廓右侧G40：解除刀具半径补偿G41：激活刀具半径补偿，刀具沿加工方向运行至轮廓的右边G42：激活刀具半径补偿，刀具沿加工方向运行至轮廓的左边G53：非模态接触，包括已编程的偏置G54…G57：调用第1到第4可设置零点偏置G94：直线进给率mm/分，英寸/分G95：旋转进给率mm/转，英寸/转2．M指令M0：编程停止M1：选择停止M2：主程序结束返回程序开头M30：程序结束M17：子程序结束M3：主动主轴顺时针方向旋转M4：主动主轴逆时针方向旋转M5：主动主轴停止M6：换刀指令3．其它F：进给率S：主动主轴的速度（单位：rev/min）T：调用刀具D：刀具偏置号（范围：1…32000）。
数控系统原理图
数控系统原理图
数控系统原理图示如下：
[图 1]
该系统由主控制器、执行机构、传感器和输入设备等部分组成。
主控制器负责接收输入设备传来的指令，并根据设定的程序进行运算和控制。
执行机构则根据主控制器发出的信号，完成相应的运动和加工操作。
主控制器中包含算法处理单元、存储器和接口控制矩阵等部分。
算法处理单元负责根据输入指令和存储器中的程序，进行运算并生成控制信号。
存储器用于存储各类程序和数据，以供算法处理单元使用。
接口控制矩阵则负责将算法处理单元生成的信号转化为执行机构能够理解的形式。
执行机构主要包括主轴、刀具和工件夹持装置等。
主轴负责传动刀具进行加工操作，刀具则完成具体的切削或加工动作，工件夹持装置则固定工件，保证加工的稳定性和精度。
传感器用于检测执行机构的运动状态和加工过程中的参数，并将检测到的信号反馈给主控制器。
主控制器根据传感器反馈的信息，可以实时调整和控制执行机构的运动，保证加工的准确性和质量。
输入设备用于操作和输入加工程序。
例如数字显示屏、键盘和鼠标等。
用户可以通过输入设备选择程序、设定加工参数和操作方式等。
以上是数控系统的原理图说明。
西门子数控系统结构及应用(SINUMERIK 840D sl)最新版教学课件第1章
图1-4 SINUMERIK 840D数控系统
图1-5 SINUMERIK 810D数控系统
图1-6 SINUMERIK 802D数控系 统
◆2013以后，随着德国在《德国2020高技术战略》中提出德国工业4.0的概念， 西门子顺应潮流，推出了最新的SINUMERIK 840D sl，828D合808D数控系统。 2016年在4月11日至15日在上海举行的“第九届中国数控机床展览会（CCMT 2016） 上，西门子公司对上述数控系统及其相关机电产品以“迈向工业4.0之数字制造” 为主题进行了集中展示，该系列数控系统实现了全部的数字化，并能实现与IT技 术及机器人技术的高度集成。
不同点
共同点
◆最多支持4根进给轴/主轴
◆PPU型号为141.2，采用7.5'' 彩色
LCD显示屏
◆驱动器采用SINAMICS V60，伺 服电机采用SIMOTICS 1FL5型 ◆可实现手动机床操作(MM+)与数 控加工的结合 ◆最多支持5根进给轴/主轴 ◆PPU型号为160.3/PPU161.3，采 用8.4'' 彩色LCD显示器 ◆驱动器采用SINAMICS V70（数 字量）主轴伺服电机采用 SIMOTICSM-1PH1具有更快的加减 速性能、更好的定位精度及更强的 动态响应特性 ◆配备Drive Bus高速总线通讯及20
1.STEP7 STEP7是西门子公司出品的一款编程软件，用于西门子系列工控产品包括 SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinAC的编程、监控和参数设置，是SIMATIC工业 软件的重要组成部分。 STEP7的软件版本包括STEP7 Basic，STEP7，STEP7 ProFessional，STEP7 Lite，STEP7 Micro等等，其中STEP7是用于S7-300/400的编程软件，编程方式可 使用LAD（Ladder—梯形图），STL（Step Ladder Instruction—步进梯形图）和 FBD(Functional Block Diagram—功能框图）三种编程语言。
数控车的工作原理
数控车的工作原理数控车（Numerical Control Lathe）是一种利用计算机控制系统来实现自动化加工的机床。
它通过预先编写好的程序来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。
数控车的工作原理主要包括数控系统、传动系统、执行系统和监控系统等几个方面。
一、数控系统。
数控系统是数控车的核心部件，它由控制器、编程器、输入设备和输出设备等组成。
控制器是数控系统的主要部件，它接收编程器输入的加工程序，并根据程序指令来控制机床的运动。
编程器用来编写和输入加工程序，通常采用G代码和M代码来描述机床的运动轨迹和加工工艺。
输入设备用来输入加工程序和相关参数，输出设备用来显示加工过程和结果。
二、传动系统。
传动系统是数控车实现加工运动的关键部件，它由主轴驱动系统、进给系统和辅助运动系统等组成。
主轴驱动系统用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。
进给系统用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。
辅助运动系统用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。
三、执行系统。
执行系统是数控车实现加工动作的执行部件，它由主轴驱动装置、进给装置和辅助运动装置等组成。
主轴驱动装置用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。
进给装置用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。
辅助运动装置用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。
四、监控系统。
监控系统是数控车实现加工过程的监控和管理部件，它由显示装置、报警装置和诊断装置等组成。
显示装置用来显示加工过程和结果，报警装置用来监测机床运行状态并发出报警信号，诊断装置用来对机床进行故障诊断和维护。
总结：数控车的工作原理是通过数控系统来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。
数控系统通过预先编写好的加工程序来控制机床的运动，传动系统实现加工运动，执行系统执行加工动作，监控系统监控加工过程。
数控车的工作原理是现代制造业中不可或缺的重要技术，它提高了加工精度和效率，降低了人工成本，推动了制造业的发展。
(完整版)西门子数控系统简介
SINUMERIK
SINUMERIK 802S
SINUMERIK 802S
• SINUMERIK 802S 的基本构架
该构架是802S系统的基本组件的连接框图 其中包括:
• 交流伺服电机 • 交流主轴电机
SERVOMOTOR
• 交流伺服电机
• 1FT5交流伺服电机
SERVOMOTOR交流伺服电机
• 1FT6交流伺服电机
SERVOMOTOR交流伺服电机
• 1FK6交流伺服电机
SERVOMOTOR交流伺服电机
• 1FK7交流伺服电机
SERVOMOTOR交流伺服电机
SERVOMOTOR交流伺服电机
• 1FN/1FN3交流直线电机
SERVOMOTOR交流伺服电机
• 1FL3 SIMOSTEP 步进电机
• 交流主轴电机
• 1PH7主轴电机
SERVOMOTOR交流主轴电机
• 1PH4主轴电机
SERVOMOTOR交流主轴电机
• 1PM4主轴电机
SERVOMOTOR交流主轴电机
• 增量式编码器
• TTL
• 1Vpp • HTL
• 绝对值编码器 • 带SSI的绝对编码器
• 带EnDat绝对编码器 • 带PROFIBUS-DP的绝对编码器
• SIMODRIVE测量系统
SIMODRIVE测量系统
SIMODRIVE变频器系统 • 带SIMODRIVE 611 的集中型驱动系统
SINUMERIK 802D
SINUMERIK 810D
SINUMERIK 810D
西门子数控系统的基本构成.
PLC模块 SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子 SIMATIC S7-300的软件及模块，在同一条导轨上从左到 右依次为电源模块（Power Supply），接口模块 （Interface Module），信号模块（Signal Module）。 电源模块（PS）是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。 接口模块（IM）是用于级之间互连的。 信号模块（SM）使用与机床PLC输入/输出的模块，有输 入型和输出型两种。
数字驱动 数字伺服：运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和 1FT6(1FK6)电机组成 SINUMERIK840D配置的驱动一般采用SIMODRIVE611D. 它包括两部分：电源模块+驱动模块（功率模块）。 电源模块：主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源， 产生母线电压，同时监测电 源和模块状态。根据容量不 同，凡小于15KW均不带馈入装置，极为U/E电源模块； 凡大于15KW均需带馈入装置，记为I/RF电源模块，通过 模块上的订货号或标记可识别。 611D数字驱动:是新一代数字控制总线驱动的交流驱动， 它分为双轴模块和单轴模块两种，相应的进给伺服电机可 采用1FT6或者1FK6系列，编码器信号为1Vpp正弦波，可 实现全闭环控制。主轴伺服电机为1PH7系列。
2.OP OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。 根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元， 如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031最为 常用。 3.MCP MCP是专门为数控机床而配置的，它也是OPI上的一个节 点，根据应用场合不同，其布局也不同，目前，有车床版 MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D，MCP的MPI 地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定。对于 SINUMERIK840D应用了MPI （Multiple Point Interface） 总线技术，传输速率为187.5k/秒，OP单元为这个总线构 成的网络中的一个节点。
西门子数控系统简介
西门子数控系统简介特点及主要类型SIEMENS公司的数控装置采用模块化结构设计，经济性好，在一种标准硬件上，配置多种软件，使它具有多种工艺类型，满足各种机床的需要，并成为系列产品。
随着微电子技术的发展，越来越多地采用大规模集成电路(LSI)，表面安装器件(SMC)及应用先进加工工艺，所以新的系统结构更为紧凑，性能更强，价格更低。
采用SIMATICS系列可编程控制器或集成式可编程控制器，用SYEP编程语言，具有丰富的人机对话功能，具有多种语言的显示。
SIEMENS公司CNC装置主要有SINUMERIK 3/ 8/ 810/ 820/ 850/ 880/ 805/ 802/ 840西门子数控系统的基本构成西门子数控系统有很多种型号，首先我们来观察一下802D所构成的实物图，SINUMERIK 802D是个集成的单元，它是由NC以及PLC和人机界面（HMI）组成，通过PROFIBUS总线连接驱动装置以及输入输出模板，完控制功能。
而在西门子的数控产品中最有特点，最有代表性的系统应该是840D系统。
因此，我们可以通过了解西门子840D系统，来了解西门子数控系统的结构。
首先通过以下的实物图观察840D系统。
西门子数控系统产品种西门子数控系统是西门子集团旗下自动化与驱动集团的产品，西门子数控系统SINUMERIK发展了很多代。
目前在广泛使用的主要有802、810、840等几种类型。
用一个简要的图表对西门子各系统的定位作描述如下：西门子各系统的性价比较1. SINUMERIK 802D具有免维护性能的SINUMERIK802D，其核心部件- PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。
可靠性高、易于安装。
SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。
通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。
模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。
西门子数控系统结构及应用(SINUMERIK 840D sl)最新版教案第一章
教师教案教学内容（板书）1.3 STEP7 V5.5软件的安装STEP7 V5.5软件的安装步骤如下：1.下载STEP7 V5.5软件解压后，进入文件夹，双击图所示的文件。
2.点选安装程序界面的语言版本，然后点击“NEXT”按钮，如图所示。
3.至图所示对话框后，选择接受上述条款（图中黑点所选项目），然后点击“NEXT”选项。
4.选择所要安装的组件（建议全部选中），若欲修改安装路径，请点击Browse按钮调整路径，如图所示。
进行软件安装演示在安装STEP7软件时，有可能会有报错情况，此时需通过删除注册表键值进行修改。
2h教学内容（板书）5.至图所示界面后，勾选“I accept the change to the system settings”，然后点击“Next”选项。
6.之后一路点击“Next”选项直至开始安装完成即可，期间还让要求输入名称（用户名、公司名），选择安装方式（Typical，Minimal，Custom），选择安装软件语言等，以上均可以按照默认方式选择进行安装，这里不再列图说明。
7.安装完成后，会要求重新启动操作系统，如图所示，重新启动即可。
8.全部完成后，会在操作系统的桌面上出现图所示的图标，其中SIMATIC Manager为STPE7主程序，使用时点击该图标即可，至此，软件安装完成。
教学内容（板书）1.4 SINUMERIK 840D sl Toolbox软件的安装Toolbox软件的安装步骤如下：1.图1所示为SINUMERIK 840D sl Toolbox软件文件夹下的文件，双击Setup文件，一路点击“Next”选项完成安装即可。
图2为SINUMERIK 840D sl Toolbox文件夹中的内容。
图1图22.在SINUMERIK 840D sl Toolbox软件安装过程中，当出现图所示界面时，选项中，PLC Basic program for 840D sl和SINUMERIK Add-on for STEP7必须选择安装，NC VAR Selector 和PLC Symbol Generator 可根据需要选择安装。
SINUMERIK数控系统故障及排除
ＰＣＵ５０较 之 ＭＭＣ，０３在 硬 件 上 有 了 较 大 的 提 升 ，这体 现在 ＣＰＵ处理 速 度 快 ，内存 和 硬盘 容 量 大 。还增加 了热插拔 的ＵＳＢ键 盘／鼠标 接 口和工 业 以太 网接 口 。系统 软 件则 以Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ４．０为 操 作 系 统 ，因 而 与ＭＭＣ／０３有 些 区别 ，硬 盘 分 区 也 变 为 四个 ，其 中Ｃ和Ｄ分 区是 ＦＡＴ１６分 区 ，而Ｅ和Ｆ 分 区是ＮＴＦＳ分 区 ，这 一点 需要 注意 。
２ 基本 原理
Ｔｘｘ代 码激 活 刀库 控 制 固定 循 环 程序 一ＭＧＺ。 ＭＧＺ根据 编 程刀 具号 计算 出该 刀具 所在 的刀套 位 置 ，并 就 近确 定其 旋 转 的方 向。位 置 和方 向通 过 辅助功能Ｈ１（带符号 的符号点数）送到ＰＬＣ。 由 ＰＬＣ程 序 控制 刀 库 按就 近 方 向转 动 到编 程 刀具 所 在 的住 置 ，等待换 刀 。
ＮＣＵ中 。例 如 由于 某个 ＧＵＤ文 件 有 问题 ，这 样 的 ａ ｒｃｈｉｖｅ文 件 在 恢 复 过 程 中 ，会 中途 停 止 并 退 出 ， 遇 到 这 种情 况 ，可 以修 改ＤＩＮＯ、ＩＮＩ文 件 ，使 得 在恢 复 过程 中 出错 时 可 以选 择忽 略 ，使 得恢 复工 作 继 续 进 行 。 如 果 在 读 人 机 床 数 据 文 件 （ＩＮＩ文 件）过 程 中有 错 误 ，可 以重 新设 置 ＭＤ１１２２０有所 帮助 。
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进给驱动装置 进给伺服单元 操作面板 PLC 辅助装置输入/输出设备 数控装置 电气回路主轴驱动装置主轴单元测量装置机 床本体实验一 数控系统的基本原理、组成和RS-SY-802CBL 操作编程一、实验目的：1、了解数控系统的特点、基本组成和使用。
2、了解数控系统常用部件的原理及作用。
3、熟悉数控系统综合实验台，了解数控系统综合实验台的连接和基本操作。
4、了解数控系统的基本操作5、了解数控系统的基本编程二、实验设备：1、RS-SY-802CBL 数控机床综合实验系统 三、实验必备知识：（一）数控系统的基本原理和组成数控技术是传统的机械制造技术、液压气动技术、传感检测技术、现代控制技术、计算机技术、信息处理技术、网络通讯技术的集成，是制造自动化的关键基础。
数控系统一般由输入输出装置、数控装置（或数控单元）、主轴单元、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC 及电气控制装置、辅助装置、测量装置组成如图1所示。
数控系统图1 数控系统的组成 （1）输入输出装置输入输出装置主要用于零件加工程序的编制、存储、打印和显示或是机床的加工的信息的显示等。
简单的输入输出装置只包括键盘和若干个数码管，较高级的系统一般配有CRT 显示器和液晶显示器。
一般的输入输出装置除了人机对话编程键盘和CRT 显示器外，还有磁盘等。
（2）数控装置 数控装置是数控系统的核心，这一部分主要包括微处理器、存储器、外围逻辑电路及和数控系统其它组成部分联系的接口等。
其原理是根据输入的数据段插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件（伺服单元、驱动装置和机床），加工出所需要的零件。
因此，输入、轨迹插补、位置控制是数控装置的三个基本部分。
（3）伺服单元和驱动装置伺服单元接受来自数控装置的进给指令，经变换和放大后通过驱动装置转变成机床工作台的位移和速度。
因此伺服单元是数控装置和机床本体的联系环节，它把来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。
根据接受指令的不同伺服单元有脉冲式和模拟式之分，而模拟式伺服单元按电源种类又分为直流伺服单元和交流伺服单元。
驱动装置把放大的指令信号变成为机械运动，通过机械连接部件驱动机床工作台，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图纸要求的零件。
和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。
伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置。
从某种意义上说，数控机床功能强弱主要取决于数控装置，性能的好坏主要取决于伺服驱动系统。
（4）可编程控制器可编程控制器（PC，Programmable Controller）是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下使用而设计的。
由于最初研究这种装置的目的，是为了解决生产设备的逻辑及开关量控制，故也称为可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）。
当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称为可编程逻辑机床控制器（PMC，Programmable Machine Controller）。
PLC主要完成和逻辑运算有关的一些动作，没有轨迹上的具体要求，它接受数控装置的控制代码M（辅助功能）、S（主轴转速）、T（选刀、换刀）等顺序动作信息，对其进行译码，转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一些辅助动作；它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床动作，另一方面将指令送往数控装置用于加工过程的控制。
（5）主轴驱动系统主轴驱动系统和进给伺服驱动系统有很大的差别，主轴驱动系统主要是旋转运动。
现代数控机床对主轴驱动系统提出了更高的要求，这包括有很高的主轴转速和很宽的无级调速范围等，为满足上述要求，现在绝大多数数控机床均采用鼠笼式感应交流异步电动机配矢量变换变频调速的主轴驱动系统（6）测量装置测量装置也称反馈元件，通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给数控装置，和指令值比较产生误差信号以控制机床向消除该误差的方向移动。
此外，由测量装置和数显环节构成数显装置，可以在线显示机床坐标值，可以大大提高工作效率和工件的加工精度。
常见测量装置有光电编码器、光栅尺、旋转变压器等。
按有无检测装置，CNC系统可分为开环和闭环数控系统，而按测量装置的安装位置又可分为闭环和半闭环数控系统。
开环数控系统的控制精度取决于步进电机和丝杠的精度，闭环数控系统的精度取决于测量装置的精度。
因此，测量装置是高性能数控机床的重要组成部分。
图3所示为802CBL数控系统基本构成；图4为802CBL数控系统接口图；图3 802CBL 数控系统基本构成X20高速接口X200-X201开关量输出信号主轴编码器信号X10手轮接口X1电源接口图4数控系统接口布局X3/X4/X5测量接口X100-X105开关量输入信号X2 RS232 通讯接口LED 显示灯S1设定开关X7驱动接口F1保险丝急停开关接地螺钉（7）PLC输入输出装置802CBL采用西门子S7-200作为PLC输入输出装置，通过端口X100-X105可接48点PNP型开关量输入信号，通过端口X200-X201可接16点PNP型开关量输出信号，所有接口信号均展开到实验台上的开关量输入模块和开关量输出模块上，可以通过端子测量，也能通过单刀钮子开关进行模拟输入。
（二）SINUMERIK 802CBL 操作编程1、西门子SINUMERIK 802 SBL操作面板：NC键盘区（左侧）软菜单键垂直菜单键加工显示报警应答键返回键选择/转换键菜单扩展键回车/输入键区域转换键上挡键光标向上键 上档：向上翻页键光标向下键 上档：向下翻页键光标向左键光标向右键删除键（退格键）空格键（插入键）数字键上挡键转换对应字符字母键上挡键转换对应字符机床操作面板区域（右侧）复位键主轴停键数控停止键快速运行叠加数控启动键X 轴点动键用户定义键 带LED 灯Y 轴点动键用户定义键 不带LED 灯Z 轴点动键增量选择键轴进给正 带LED 灯点动键轴进给100% 不带LED 灯回参考点键轴进给负 带LED 灯自动方式键主轴进给正 带LED 灯单段运行键主轴进给100% 不带LED 灯手动运行键主轴进给负 带LED 灯主轴正转主轴反转屏幕划分图中元素缩略图 含义（1）当前操作区域MA 加工 PA 参数 PR 程序 DI 通讯 DG 诊断 （2）程序状态STOP 程序停止 RUN 程序运行 RESET 程序复位 （3）运行方式JOG 点动方式MDA 手动输入，自动执行 AUTO 自动方式（4）状态显示SKP 程序段跳跃，跳步的程序段在其段号之前用一斜线表示，这些程序段在程序运行时跳过不执行DRY空运行,轴在运行时将执行设定数据“空运行进给率”中规定的进给值ROV 快速修调，修调开关对于快速进给也生效 SBL 单段运行 M1 程序停止PRT 程序测试（无指令给驱动） 1_1000 INC步进增量（5）操作信息 （6）程序名（7）报警显示行 在有在NC 或PLC 报警时才显示报警信息 （8）工作窗口 工作窗口和NC 显示（9）返回键软键菜单中出现此符号表明存在上一级菜单 （10）扩展键出现此符号表明同级菜单中存在其他扩展菜单 （11）软键（12）垂直菜单 出现此符号时表明存在其他菜单功能（13）进给轴速度培率在此显示当前进给轴的速度倍率 （14）齿轮级在此显示主轴当前的齿轮级 （15）主轴速度倍率在此显示当前进给轴的速度倍率数控编程指令表 地址 含义 赋值说明编程D 刀具刀补号 0-9整数，不带符号用于某个刀具T 的补偿值D …F进给率 0.001-99999.999刀具/工件的进给速度，对应G94或G95，单位为毫米/分钟或毫米/转F …G G 功能（准备功能字）已事先规定 G 功能按G 功能组划分G …G0 快速移动 1:运动指令 (插补方式) 模态有效G0X …Y …Z … G1直线插补G1X …Y …Z …F …G2 顺时针圆弧插补G2X …Y …I …K …F …;圆心和终点G2X …Y …CR=…F …;半径和终点G2AR=…I …J …F …;张角和圆心G2AR=…X …Y …F …;张角和圆心G3 逆时针圆弧插补 G3……;同G2 G5中间点圆弧插补G5X …Y …Z …IX=…JY=…KZ=…F …G33 恒螺距的螺纹切削S …M …;主轴转速 G33 Z …K …;在Z 向带补偿夹具攻丝G331 不带补偿夹具切削内螺纹SPOS=…;主轴处于位置调节状态G331 Z …K …S …; 在Z 向不带补偿夹具攻丝,右旋螺纹或左旋螺纹通过螺距的符号确定:+: 同M3 -: 同M4G332 不带补偿夹具切削内螺纹—退刀G331…;同G331G4 暂停时间 2:特殊运行,非模态G4 F …或G4 S …;自身程序段G63 带补偿夹具切削内螺纹G63 Z … F …S …M … G74 回参考点 G74 X …Y …Z …; 自身程序段 G75 回固定点G75 X …Y …Z …; 自身程序段 G158 可编程的偏置 3:写存储器,非模态G158 X …Y …Z …; 自身程序段G258 可编程的旋转G258 RPL …;在G17到G19平面中旋转,自身程序段 G259 附加可编程旋转G259 RPL …;在G17到G19平面中附加旋转,自身程序段G25 主轴转速下限 G25S …; 自身程序段 G26 主轴转速上限 G26S …; 自身程序段 G17 X/Y 平面 6:平面选择,模态有效G17…所在平面的垂直轴为刀具长度补偿轴 G18 Z/X 平面 G19 Y/Z 平面G40 刀尖半径补偿的取消7:刀尖半径补偿,摸态有效G41 调用刀尖半径补偿，刀具在轮廓左侧移动G41 调用刀尖半径补偿，刀具在轮廓右侧移动G500 取消可设置零点偏置 8: 可设定零点偏置,模态有效G54 第一可设置零点偏置G55 第二可设置零点偏置G56 第三可设置零点偏置 G57 第四可设置零点偏置G53 按程序段方式取消可设定零点偏置 9:取消可设置零点偏置段方式G60 准确定位 10:定位性能模态有效G64 连续路径方式G9 准确定位，单程序段有效 11:程序段方式准停段方式有效G601 在G60，G9方式下准确定位，精 12:准停窗口,模态有效G601 在G60，G9方式下准确定位，粗G70 英制尺寸 13:英制/公制尺寸,模态有效G71 公制尺寸 G90 绝对尺寸 14:绝对尺寸/增量尺寸,模态有效G91 增量尺寸G94 进给率F ，单位毫米/分 15:进给/主轴,模态有效G95 主轴进给率F ，单位毫米/转G901 在圆弧段进给补偿开 16:进给补偿,模态有效G900 进给补偿“关”G450 圆弧过渡 18:刀尖半径补偿时拐角特性,模态有效G451 等距线的交点I插补参数 ±0.001 …99999.999,螺纹: 0.001…200000.000 X 轴尺寸，在G2和G3中为圆中心坐标；在G33、G331和G332中表示螺距大小J 插补参数±0.001…99999.999,螺纹:0.001…200000.000Y轴尺寸，在G2和G3中为圆中心坐标；在G33、G331和G332中表示螺距大小K 插补参数±0.001…99999.999,螺纹:0.001…200000.000Y轴尺寸，在G2和G3中为圆中心坐标；在G33、G331和G332中表示螺距大小L 子程序名及子程序调用7位十进制整数,无符号L．。