西门子840D数控系统入门PPT课件
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840DSL内部培训教案 PPT
旋转变压器
是
增量型编码器 sin/cos（1 Vpp）
-
绝对值编码器 EnDat
-
增量型编码器 TTL/HTL
-
温度分析
是
SMC20/SME20 是 是 是
SMC30/SME30 是 是
电机的电子名牌
当带有DRIVE-CLIQ接口 的电机在拓扑识别显示为 SMI。其实SMI是一个集 成在电机里面的SME模块， 不同与SME的是上面有存 储芯片记录电机和编码器 的名牌信息，所以叫做电 机电子名牌
840D sl：NCU 和 NX
NCU
SINAMICS S120 电源模块
NX10 NX15
电机模块
DRIVE CLiQ 接口 轴
NX10/15
NCU 710.2 4个
多达 6 根 多达 2 个
NCU 720.2/730.2（PN） 6个 多达 31 根 多达 5 个
NCU轴侧图
NX模块轴侧图
NCU与NX之间的连接
program
内部使能关系图
X21.3
ALM
PPU
PLC
EP Ready
r899.0
ALM OFF1
p840
Infeed operation
r863.0
ALM EP Ready
X132.8
OFF1
X122.1
OFF1 Ready
X132.7
OFF3
X122.2
NC控制 MM
p864 p849
NX
r8510.0 r8511.1
21
驱动系统连接图
c126 c120
c104 c103 c102
c100
c101
西门子数控系统结构及应用(SINUMERIK 840D sl)最新版教学课件第3章
显示PLC时，将PLC开关调至位置5。升级持续约15秒并以字母轮转的 方式显示，此时切勿关闭电源。升级结束后，“PLC”显示消失。将 PLC 开关调至位置3后，可继续进行 PLC 复位。
表3-2 七段数码显示管显示信息
显示数字 含义
1 CF 卡和 SRAM 数据不匹配。
2
3
调试程序已初始化。
4
NCK操作系统已成功激活。
LED
RDY
RUN STOP SU/PF SF DP DP/MPI PN SY/MT
OPT
功能
NCU系统 准备状态
PLC运行 PLC停止 PLC激活 PLC错误
维修状态
线路故障
表3-1 LED灯显示信息
颜色
红色2Hz闪烁 红色/橙色2Hz闪烁
橙色 橙色0.5Hz闪烁
橙色2Hz闪烁
绿色/橙色1Hz运行（保护模式） 停止 启动时重置存储器(MRES) 无相关功能
（4） NC及PLC总清操作方法 1）将NCU上的旋转开关做如下设置：将NCK调试开关转到位置“1”； 将PLC调试开关转到位置“3”。 2）将控制系统断电并重新上电，或按“Reset”（重置）按钮来启动 重置。 3）等待系统运行并出现如下信息：等待7段显示屏上显示5； LED“STOP”闪烁，LED“SF”亮起。 4）在3秒内，依次将PLC调试开关转到“2”→“3”→“2”：此时， LED“STOP”先快速闪烁，然后变为稳定的灯光。 5）将PLC和NCK开关转回到位置“0”。 6）正常启动后，NCU数码管显示数“6”，同时右下角小数点不停闪烁； LED RUN持续亮起且呈绿色。 7）PLC和NC处于循环运行模式下，总清完毕。
在Drive-CliQ的使用基础上，840D sl系统提供了结构拓扑识别这一 实用性功能，它可以大大节省进行配置的时间及精力。基础的工作可以 交给系统自己进行识别完成，但也给安装调试人员提出了更高的要求。 想要解决拓扑后出现部分设备不能正常识别，及在系统中插入西门子系 统兼容性能不好的硬件等问题，还是需要手动配置、调试进行解决。
表3-2 七段数码显示管显示信息
显示数字 含义
1 CF 卡和 SRAM 数据不匹配。
2
3
调试程序已初始化。
4
NCK操作系统已成功激活。
LED
RDY
RUN STOP SU/PF SF DP DP/MPI PN SY/MT
OPT
功能
NCU系统 准备状态
PLC运行 PLC停止 PLC激活 PLC错误
维修状态
线路故障
表3-1 LED灯显示信息
颜色
红色2Hz闪烁 红色/橙色2Hz闪烁
橙色 橙色0.5Hz闪烁
橙色2Hz闪烁
绿色/橙色1Hz运行（保护模式） 停止 启动时重置存储器(MRES) 无相关功能
（4） NC及PLC总清操作方法 1）将NCU上的旋转开关做如下设置：将NCK调试开关转到位置“1”； 将PLC调试开关转到位置“3”。 2）将控制系统断电并重新上电，或按“Reset”（重置）按钮来启动 重置。 3）等待系统运行并出现如下信息：等待7段显示屏上显示5； LED“STOP”闪烁，LED“SF”亮起。 4）在3秒内，依次将PLC调试开关转到“2”→“3”→“2”：此时， LED“STOP”先快速闪烁，然后变为稳定的灯光。 5）将PLC和NCK开关转回到位置“0”。 6）正常启动后，NCU数码管显示数“6”，同时右下角小数点不停闪烁； LED RUN持续亮起且呈绿色。 7）PLC和NC处于循环运行模式下，总清完毕。
在Drive-CliQ的使用基础上，840D sl系统提供了结构拓扑识别这一 实用性功能，它可以大大节省进行配置的时间及精力。基础的工作可以 交给系统自己进行识别完成，但也给安装调试人员提出了更高的要求。 想要解决拓扑后出现部分设备不能正常识别，及在系统中插入西门子系 统兼容性能不好的硬件等问题，还是需要手动配置、调试进行解决。
840Dpowerline培训 PPT
Nc and plc’s backup
NC和PLC的备份及回装
Create channel axis
SIEMENS 840D-powerline installation & start-up
config axis md
SIEMENS 840D-powerline installation & start-up
Config drive
SIEMENS 840D-powerline installation & start-up
4. NCK被清空，标准的机床数据被装载到机床中。
Nck and plc clearing
PLC的清空： 1. S4开关从“0”拨到“2”（PR绿灯灭，PS红灯亮） 2. S4开关从“2”拨到“3”（PS红灯先灭后亮，在PS灯重新亮起之后的3秒钟内完成下一步） 3. S4开关从“3”到“2”到“3”到“2”，（PS红灯开始闪烁，证明PLC正在清空中） 4. 当PS红灯停止闪烁后，S4开关从“2”拨到“0”，（PR绿灯亮，PS红灯灭)PLC被清空。
Rs232 translation data
PC或笔记本
COM 接口
RS232电缆
软件为PCIN或WINPCIN
pcu50
COM 接口
SIEMENS 840D-powerline installation & start-up
用于PC机与PCU50之间数据备份(ghost)用的 Ethernet
network
Basic
SIEMENS 840D-powerline installation & start-up
Config general machie data
西门子数控系统结构及应用(SINUMERIK 840D sl)最新版教学课件第7章
7.2自动优化选项设置和方案选择
1.选项设置 在“菜单”——>“调试”——>“优化测试”——>“自动伺服优 化”界面下软键选择“选项”后，出现“自动伺服优化：选项”界面， 840D sl系统自动伺服优化选项设置共有10项内容供用户选择，如图7-2 所示，按照使用需求选择相应的选项，最终按“确认”键。
9）电流环测量 10）速度环测量 11） 位置环测量 12）跟踪功能 13）圆度测试 14）函数信号发生器 15）主从轴组的自动优化 16）通过程序调用自动优化
（2）当机床使用缺省设定不能满足要求时，需要进行驱动优化，主 要步骤如下：
1）利用自动伺服优化功能优化单个轴 2）使用测量功能和跟踪功能检查和设定轴特性 3）利用插补轴组优化功能优化插补轴 4）使用圆度测试功能调整和匹配插补轴间的关系 5）通用数据，通道数据和轴数据调整，手动优化单个轴的顺序是： 电流环、速度环、位置环，跟踪以及圆度测试。
7.1驱动优化基础
1.基本概念 驱动系统包括3个反馈回路，即位置回路、速度回路以及电流回路，其 组成框图如图7-1所示。最内环回路的反应速度最快，中间环节的反应速度 必须高于最外环，如果没有遵守此原则，将会造成振动或反应不良。通常 驱动器的设计可确保电流回路具备良好的反应性能，用户只需调整位置回 路与速度回路。
SW4.7版本允许不同的Kv值，而采用MD32910 或MD32895 等延时的方式来 进行匹配。前馈方式一致（速度前馈或力矩前馈）：相同的MD32620。前 馈时间常数可以不一致（速度前馈或力矩前馈）。对于速度前馈，参考模 型须一致；而对于力矩前馈，参考模型可以不同。动态刚性控制DSC 一致： 相同的MD32640。
第七章 驱动优化
亚龙YL-559型西门子840Dsl铣床实训设备
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。
840D讲义第二讲
5
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。
· 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.
6
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。
· 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.
8
二．系统的连接与调试
9
（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，先将数控与驱动单元， 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（数控与驱动单 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与S7的IM模块连线。
2
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。
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。
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。
· 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.
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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。
· 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.
8
二．系统的连接与调试
9
（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，先将数控与驱动单元， 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（数控与驱动单 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与S7的IM模块连线。
2
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。
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。
第二课、840D数控基础编程课件
七、子程序技术
4.3 重复 LABEL： (从标识处开始) … REPEAT LABEL P=n REPEAT…重复 LABEL…跳转标识符 P…重复次数n LABEL1： （重复从此开始） … LABEL2：…（到此结束） … REPEAT LABEL1 LABEL2 P=n
八、固定循环
1、概述 循环程序是指数控系统产家为了编程方便而设计的循环程序体，且已被储存， 在用户的程序子模块中。 它的主要动作包括以下3个： 1) Z轴快速接近工件表面 2) Z轴以加工速度加工至加工底平面。 3) Z轴快速退出。 而象深孔钻循CYCLE83包含的动作就更多。孔越深，动作就越多。 2、使用固定循环时的注意事项 2.1 固定循环为非模态调用。如需使用模态调用，需增加模态调用指令MCALL在CYCLE 前面。非模态调用时它作用在前面的一个定位点。模态调用时则是在其后的定位点上 产生作用。 2.2 正确理解固定循环中的各个平面的定义及选择原则： 1）返回平面：循环加工后刀具的返回平面。在这一位置上，工件就可进行下一个定位。 因此返回平面应高于参考平面，同时应高于零件表面的凸台及夹具上的压板、螺钉等。
一、数控系统的功能
1、准备功能代码（G代码） 模态、非模态:用于说明指令的时效性，如果一个指令指定以后直到被同组的其他指 令取代才失效，否则持续有效。这样的指令即为具有模态 G代码有两种模态：模态式G代码和非模态式G代码。 模态式G代码具有延续性，非模态式G代码，只限定在被指定的程序块中有效。 2、辅助代码（M代码） M代码是指用于机床控制的指令 ，每一程序块中最多5个M功能 M0* 编程停止 M3 主轴右转 M1* 任意停止 M4 主轴左转 M2* 主程序结束，返回程序开头部分 M5 主轴停止 M30* 程序结束，效果同M2 M17* 子程序结束 3、杂功能代码（F，S，T，D） F表示进给速度，单位为mm/min 或mm/rev S表示主轴转速，单位是rev/min T表示刀具选择代码 D表示刀具补偿号
西门子840D数控系统入门PPT课件
单元二
西门子部件连接 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
驱动电源模块
单元二
西门子部件连接 -
伺服电机
通常有1FK6/1FK7/1FT6/1PH7 等电机组成。
单元二
西门子部件连接 – 连接图
单元二
X411 X412
X423
X471 X472
56. A 56. B 14. A 14. B 24. A 24. B 20. A 20. B 65. A 65. B 9. A 9. B I 0. A I 0. B I 1. A I 1. B Q 0.A Q 0. B Q 1.A Q 1. B
UVW
W
U
变频器
速度给定 参考地
COM CW CCW
CW CCW
611UE
0V
单元二
西门子部件连接 –
动力电缆
电机电缆及信号电缆的屏蔽连接
电机信号电缆的 屏蔽网与功率模 块壳体连接
单元二
X111
西门子部件连接 –
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
V
A1
A2
单元二
西门子部件连接 –
P24 M24 663 9 19 75 A 16 A 75Ｂ 16Ｂ 15 56. A 14. A 24. A 20. A 65. A 9. A I 0. A I 1. A Q 0.A Q 1.A
西门子数控系统结构及应用(SINUMERIK 840D sl)最新版教学课件第9章
（4）载入调试存档 在“菜单”——>“调试”——>“调试存档”界面下选择“载入调试存
档”后，出现选择调试存档的对话框，按照备份的日期及类型进行选择恢复。 例如：想要恢复保存的0804_2_ALL_OK1.arc备份文档，按照前述方式进入调 试存档界面后，按上下键选择对应的文档，按“确认”键。系统会弹出需要 恢复的存档类型，有NCK、PLC、驱动、HMI，与之前保存的数据一一对应。 数据恢复过程中，NCK会重新启动一次，最终按“确认”键完成载入存档的 全部工作，如图9-10所示。
图9-14 硬盘备份及路径选择
4）设置“Disk Backup”选项参数 Split image size（拆分硬盘镜像的大小）：可将硬盘镜像分成特定大小 的多个文件。 Compress image（激活压缩或选择压缩率）：可将硬盘镜像压缩，比较 高的压缩度会相应地缩小文件大小，但将延长压缩或解压缩所需的时间。 系统在默认情况下，选项参数是激活状态的，默认单个文件大小为 2000MB，压缩选项为High compression (Size)，按照此参数大小做出的镜像 文件，如图9-15所示。
图9-9 调试文档存储位置
建立调试文档经验分享： 1.四类调试存档可以单独备份，也可以整体打包备份。建议两种备份方
法都使用，在恢复数据时可以有针对性进行工作； 2.驱动数据有两种保存格式类型： ACX是一种二进制格式，备份文件使用常用文字处理软件打开后显示乱
码； ASCII格式可以使用wordpad强制打开，可以看到驱动数据； 3.HMI数据有两种保存方式：全部保存及分类保存。在分类保存下可以
图9-10 载入调试存档
（5）单项数据备份 在特定需求下，需要对某一项数据单独进行备份，如螺距补偿数据、刀
西门子数控系统结构及应用(SINUMERIK 840D sl)最新版教学课件第9章
图9-3 MD11230输出格式
（2）调试存档 按“菜单”——>“调试”——>“水平扩展键>”的顺序进行操作，如图94所示。
图9-4 调试存档界面
此时，按下“调试存档” 9-5所示，可以选择相应操作：
按键，然后出现调试菜单，如图
1）建立调试存档——使用此选项可对四个控制组件（NC、PLC、驱动、HMI）创建调试存档。 2）创建PLC硬件升级存档（仅限 SDB）——创建调试批量机床时使用的 PLC 存档数据（用于测 试 PLC 外设组件）。 3）载入调试存档——使用此选项读取存档数据。 4）建立原始状态存档——用于创建使机器返回其交货状态的存档数据。 5）载入原始状态存档——用于读取原始状态存档数据。
图9-16 创建镜像过程
（3）硬盘数据整体恢复 当PCU50.5操作系统工作不稳定时，可通过Service Center软件中“Disk
Restore”功能恢复 SSD整个硬盘镜像。 具体步骤如下： 1）连接存在PCU50.5硬盘镜像的外部USB存储设备 先将PCU50.5断电，再将存在PCU50.5硬盘镜像的外部USB存储设备，例
权限管理，契合面向对象的管理理念，是数控系统中重要 的管理方法。不同的数控机床、不同的用户操作权限，用以区 分机床工作的能力。840D sl系统的授权管理是结合CF卡进行的， CF卡更像用户一把权限的“钥匙”，不同的CF卡绑定不同的使 用权限。
9.1 840D sl系统数据备份
1.调试存档的备份与载入 批量数据备份可用于保存NC、PLC、驱动和HMI数据。 备份数据可以有效防止因数据丢失造成的损失，在进行下列工作前必 须做好数据备份：批量机床生产、更换TCU、更换PCU、更换NCU/PLC、 更换系统CF卡。
（2）调试存档 按“菜单”——>“调试”——>“水平扩展键>”的顺序进行操作，如图94所示。
图9-4 调试存档界面
此时，按下“调试存档” 9-5所示，可以选择相应操作：
按键，然后出现调试菜单，如图
1）建立调试存档——使用此选项可对四个控制组件（NC、PLC、驱动、HMI）创建调试存档。 2）创建PLC硬件升级存档（仅限 SDB）——创建调试批量机床时使用的 PLC 存档数据（用于测 试 PLC 外设组件）。 3）载入调试存档——使用此选项读取存档数据。 4）建立原始状态存档——用于创建使机器返回其交货状态的存档数据。 5）载入原始状态存档——用于读取原始状态存档数据。
图9-16 创建镜像过程
（3）硬盘数据整体恢复 当PCU50.5操作系统工作不稳定时，可通过Service Center软件中“Disk
Restore”功能恢复 SSD整个硬盘镜像。 具体步骤如下： 1）连接存在PCU50.5硬盘镜像的外部USB存储设备 先将PCU50.5断电，再将存在PCU50.5硬盘镜像的外部USB存储设备，例
权限管理，契合面向对象的管理理念，是数控系统中重要 的管理方法。不同的数控机床、不同的用户操作权限，用以区 分机床工作的能力。840D sl系统的授权管理是结合CF卡进行的， CF卡更像用户一把权限的“钥匙”，不同的CF卡绑定不同的使 用权限。
9.1 840D sl系统数据备份
1.调试存档的备份与载入 批量数据备份可用于保存NC、PLC、驱动和HMI数据。 备份数据可以有效防止因数据丢失造成的损失，在进行下列工作前必 须做好数据备份：批量机床生产、更换TCU、更换PCU、更换NCU/PLC、 更换系统CF卡。
西门子840D系统讲义(无密码)
6
X111
X121
X141
X161 X171 X172 LED displays
X181
LED displays
Electronics power
supply faulty Device is not ready,
no enable signal (term. 63, 64 or 48) Mains fault
一．SINUMERIK 840D 系统的组成 SINUMERIK 840D 系统的硬件主要由下列几部分构成：
1. NCU 数控单元(Numerical control unit) 数字控制核心 NCK 的硬件装置。NCU 单元集成了 SINUMERIK 840D 数控 CPU 和 S7-300 的 PLC CPU 芯片，包括数控软件和 PLC 软件。
NMI button (S2) RESET button (S1) NCK start-up switch PLC start-up switch
SIMODRIVE 611D interface
I/O expansion for connecting the digitizer module when using NCU for digitizing (NCU 573 only) Device bus interface
MMC
X10 X4 X9
X8 X6
Cable for data input/output V.24 Parallel interface 1) e.g. printer/streamer
Operator panel (rear view)
Power supply
X20
–X101 –X102
MCP (rear view)
X111
X121
X141
X161 X171 X172 LED displays
X181
LED displays
Electronics power
supply faulty Device is not ready,
no enable signal (term. 63, 64 or 48) Mains fault
一．SINUMERIK 840D 系统的组成 SINUMERIK 840D 系统的硬件主要由下列几部分构成：
1. NCU 数控单元(Numerical control unit) 数字控制核心 NCK 的硬件装置。NCU 单元集成了 SINUMERIK 840D 数控 CPU 和 S7-300 的 PLC CPU 芯片，包括数控软件和 PLC 软件。
NMI button (S2) RESET button (S1) NCK start-up switch PLC start-up switch
SIMODRIVE 611D interface
I/O expansion for connecting the digitizer module when using NCU for digitizing (NCU 573 only) Device bus interface
MMC
X10 X4 X9
X8 X6
Cable for data input/output V.24 Parallel interface 1) e.g. printer/streamer
Operator panel (rear view)
Power supply
X20
–X101 –X102
MCP (rear view)
第二课840D数控基础编程课件
AMIRROR X0 Y0 Z0
MIRROR
取消镜面反射
PPT文档演模板
第二课840D数控基础编程课件
五、框架命
令 4.进给率控制和主轴运动
4.1、进给率
G94 按mm/min G95 按mm/rev
F…按G94，G95指定的单位计的进给值
4.2、主轴速度S
PPT文档演模板
第二课840D数控基础编程课件
三、定位指
令 1. 绝对/增量尺寸，G90/91
绝对尺寸
G90（模态） X100 绝对尺寸（非模态）
增量尺寸
G91（模态） X100增量尺寸（非模态）
例：N10 G90 G0 X45 Y60 Z2 T1 S2000 M3
N20 G1 Z-5 F500
刀具横进给
CR=-...:角度大于180
整圆不能用CR=编程，但必须用圆终点和插补参数...Y...Z...I...J...K...TURN= 6、恒定导程的螺纹切削，G33
TURN：全循环 次数
G33 X...Z...K...SF=...* (K指锥角45)
G33 X...Z...I...SF=...* (I指锥角45)（SF=只需要对多线数螺纹编
“/”。几个相连程序段亦可跳越，不执行跳越程序段中的指令，程序从下一个不 的程序段处继续。
PPT文档演模板
第二课840D数控基础编程课件
二、程序编制概述
1.3 注解
为了使其它用户和程序员更容易理解NC程序，建议在程序中插入有意义的注解
用分号（“；”）
例： N10 G1 F100 X10 Y20
；解释NC块的注解
TRANAS
取消可编程零补偿 适合所有轴
840D讲义第一讲
18
（2）控制接口
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。
19
（2）控制接口
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。
20
（2）控制接口
X121 模块准备好信号和模块的过热信号。 准备号信号与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。
10
二．硬件的接口
11
一．
840D系统的接口 系统的接口
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。 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。
9
l
PLC模块 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）机信号模块（Signal Module）。 的CPU与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）使用与机床PLC输入/输出的模块，有 输入型和输出型两种。
西门子数控系统结构及应用(SINUMERIK 840D sl)最新版教学课件第10章
件。
（1）创建用户 打 开 FileZilla-Server 软 件 ， 单 击 “ Edit” ——>单 击 “ User ” ——>单 击
“Page”下的“General”——>单击右侧“Add” ——>在弹出的对话框中输 入用户名，如“AAA”，——>勾选“Password”,输入“123456”——>单击
1.计算机端设置 （1）关闭计算机的防火墙及杀毒软件。 （2）在计算机任意盘（如F盘）下新建一个文件夹，此文件用于存放传输程序。单击鼠 标右键——>单击“新建”——>选择“文件夹（F）”，文件夹命名为：“SIEMENS”。文 件夹的名称一定要以字母命名,放入加工程序例如“Testprogram”，如图10-1所示。
图10-1 新建文件夹
（3）设置共享权限，单击
——>单击“控制gt;单击“网络和共享中心”——>单击“更改高级共享设
置”——>单击选择“关闭密码保护共享”，其他选项为启用或允许——>单击
“保存修改”，如图10-2所示。
图10-2 共享设置
（4）为新建文件夹“SIEMENS”设置共享，在已命名的“SIEMENS”文件 夹上单击鼠标右键——>单击“共享”——>选择“特定用户”——>在“文件 共享”对话框下单击下拉菜单——>选择“Everyone”选项——> 单击“添 加”——>选中下面的“Every one读取” ——>单击右下角“共享”按钮，如 图10-3所示。
图10-7 设置逻辑驱动器
3.程序传输验证 完成以上设置后，网线插入计算机连接到840D sl系统端NCU板的X130网口。单击操作面
板按键“菜单”——>依次按下“程序”——>“SIEMENS”软键，出现如图10-8所示界面，可 以看到计算机端的程序“Testprogram.SPF”，光标选中该文件，单击“打开”——>“执行” 软键，840D sl系统进入“自动操作方式”，然后按MCP面板上“CYCLE START”启动键，执 行“Testprogram”加工程序，可实现在线加工，如图10-8所示。
（1）创建用户 打 开 FileZilla-Server 软 件 ， 单 击 “ Edit” ——>单 击 “ User ” ——>单 击
“Page”下的“General”——>单击右侧“Add” ——>在弹出的对话框中输 入用户名，如“AAA”，——>勾选“Password”,输入“123456”——>单击
1.计算机端设置 （1）关闭计算机的防火墙及杀毒软件。 （2）在计算机任意盘（如F盘）下新建一个文件夹，此文件用于存放传输程序。单击鼠 标右键——>单击“新建”——>选择“文件夹（F）”，文件夹命名为：“SIEMENS”。文 件夹的名称一定要以字母命名,放入加工程序例如“Testprogram”，如图10-1所示。
图10-1 新建文件夹
（3）设置共享权限，单击
——>单击“控制gt;单击“网络和共享中心”——>单击“更改高级共享设
置”——>单击选择“关闭密码保护共享”，其他选项为启用或允许——>单击
“保存修改”，如图10-2所示。
图10-2 共享设置
（4）为新建文件夹“SIEMENS”设置共享，在已命名的“SIEMENS”文件 夹上单击鼠标右键——>单击“共享”——>选择“特定用户”——>在“文件 共享”对话框下单击下拉菜单——>选择“Everyone”选项——> 单击“添 加”——>选中下面的“Every one读取” ——>单击右下角“共享”按钮，如 图10-3所示。
图10-7 设置逻辑驱动器
3.程序传输验证 完成以上设置后，网线插入计算机连接到840D sl系统端NCU板的X130网口。单击操作面
板按键“菜单”——>依次按下“程序”——>“SIEMENS”软键，出现如图10-8所示界面，可 以看到计算机端的程序“Testprogram.SPF”，光标选中该文件，单击“打开”——>“执行” 软键，840D sl系统进入“自动操作方式”，然后按MCP面板上“CYCLE START”启动键，执 行“Testprogram”加工程序，可实现在线加工，如图10-8所示。
840D讲义第五讲
8
5．MMC103的文件结构
·MMC103的硬件实际上是一个带MPI(OPI)接口 的PC机。软件是运行在WINDOWS操作系统上 的一个人机接口软件。由于MMC软件的版本不 一样，其运行的操作系统也不一样，有早期的 WIN32，中期的WIN95和现在的WINNT，以运 行在WIN95环境下的MMC Ver5.3为例说明 MMC的文件结构
GETRAG(Jiangxi)Transmission Co.,Ltd Yudu branch 格特拉克(江西)传动系统有限公司于都分公司
SIEMENS 840D 数控系统
第五讲： 第五讲：常见维修故障分析
编 制：孙 元 红
1．机床运行方式和通道的选择 ．
由于NCK的功能不断加强,一个NCK可以 完成原来多个系统才能完成的工作,因而 可以有多个通道,一个通道相当与一个独 立的NC,840D最多可以有十个通道,每个 通道都有自己的零点徧置,刀具补偿和R参 数等,但程序区是共用的,每个通道有自己 的工作方式,如果几个通道的工作方式一 直相同的话,这就构成了一个方式组.在 840D上,方式是用方式开关来选择,通道是 用键W1…n来选择.
18
·功率模块的简易检测方法
由于功率模块主要部件是大功率管, 用以下方法 可以大致检测功率管的好坏： 万用表打到电阻档,用万用表的正表笔接到功率 模块的直流电压输入端子P600上 , 地接到功率 管的三相电源输出U2,V2,W2上,此时电阻应为无 穷大 , 交换万用表的两个表笔,电阻应很少. 把万 用表的一个表笔接到M600上,重复以上过程, 结 果应该和上面的正好相反.
·零点调整
·调整步骤如下：startup--→machine data-→Axis MD--→进行参数调整：将34100（轴在 参考电坐标值）修正，如果换完后，现在和原 来相差10mm，则将参数34100调至10。 也可以对34090（参考点偏移）进行修改：现在 的零点与原来的零点相差多少，则输入多少。
5．MMC103的文件结构
·MMC103的硬件实际上是一个带MPI(OPI)接口 的PC机。软件是运行在WINDOWS操作系统上 的一个人机接口软件。由于MMC软件的版本不 一样，其运行的操作系统也不一样，有早期的 WIN32，中期的WIN95和现在的WINNT，以运 行在WIN95环境下的MMC Ver5.3为例说明 MMC的文件结构
GETRAG(Jiangxi)Transmission Co.,Ltd Yudu branch 格特拉克(江西)传动系统有限公司于都分公司
SIEMENS 840D 数控系统
第五讲： 第五讲：常见维修故障分析
编 制：孙 元 红
1．机床运行方式和通道的选择 ．
由于NCK的功能不断加强,一个NCK可以 完成原来多个系统才能完成的工作,因而 可以有多个通道,一个通道相当与一个独 立的NC,840D最多可以有十个通道,每个 通道都有自己的零点徧置,刀具补偿和R参 数等,但程序区是共用的,每个通道有自己 的工作方式,如果几个通道的工作方式一 直相同的话,这就构成了一个方式组.在 840D上,方式是用方式开关来选择,通道是 用键W1…n来选择.
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·功率模块的简易检测方法
由于功率模块主要部件是大功率管, 用以下方法 可以大致检测功率管的好坏： 万用表打到电阻档,用万用表的正表笔接到功率 模块的直流电压输入端子P600上 , 地接到功率 管的三相电源输出U2,V2,W2上,此时电阻应为无 穷大 , 交换万用表的两个表笔,电阻应很少. 把万 用表的一个表笔接到M600上,重复以上过程, 结 果应该和上面的正好相反.
·零点调整
·调整步骤如下：startup--→machine data-→Axis MD--→进行参数调整：将34100（轴在 参考电坐标值）修正，如果换完后，现在和原 来相差10mm，则将参数34100调至10。 也可以对34090（参考点偏移）进行修改：现在 的零点与原来的零点相差多少，则输入多少。
siemens840d数控编程
第一讲：基本概念1、西门子系统简介：常见系统有802S/C系统、802D系统、810D系统和840D系统。
其中，西门子802S/C系统是西门子公司专门针对中国用户开发的一款系统。
目前西门子系统在中国市场得到了广泛的应用，西门子840D 更是以高端系统出现。
西门子系统与FANUC系统的比较2、基本概念2.1插补功能：指定刀具沿直线轨迹或圆弧轨迹移动的功能称为插补功能。
它属于准备功能，用G代码后跟若干位数字来表示。
2.2进给功能：用于指定刀具运动速度的功能。
单位为mm/min。
用F指令2.3参考点：一个固定的点，是机床生产商通过行程开关设定的一个特定位置。
在数控操作中所谓的“回零”回的就是此点。
2.4机床原点（零点）：即机床坐标系的原点，也是一个固定点。
它是机床制造商在制造、校正机床时设定的一个特殊位置。
2.5坐标系：在数控系统中提到共四个坐标系，即机床坐标系、机床参考坐标系、工件坐标系和编程坐标系。
数控系统中的坐标系均为右手笛卡尔坐标系，如图示：2.5.1机床坐标系：是机床制造商在设计机床时设定的一个坐标系2.5.2机床参考坐标系：是机床生产商通过行程开关设定的一个坐标系2.5.3工件坐标系：为确定工件在机床中的准确位置而建立的一个坐标系，即后面所学到的可设定零点偏置确定的坐标系。
2.5.4编程坐标系：在程序编制过程中，在零件图纸上建立的坐标系2.6主轴功能：用于确定主轴转速的功能，即S指令主轴定位用SPOS=XX格式表示2.7切削速度：切削工件时刀具与工件的相对速度称为切削速度v.S=1000v/Πd其中：S：主轴转速V：切削速度D：刀具直径例：假设用直径φ160mm的刀具，以100m/min的切削速度加工工件，试求其主轴转速？注：进给速度Vf=机床转速n*刀具齿数Z*每齿切削深度fz,单位是毫米/分钟2.8辅助功能：指令机床部件启停操作的功能。
用M指令表示2.9主程序和子程序：2.10准备功能：用来控制刀具（或工作台）运动轨迹的机能。
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单元二 西门子部件连接 – 数控系统的供电
➢ 数控系统采用24V直流供电，要选择好直流稳压电源的容量。 ➢ 数控系统中需要直流24V供电部件有：数控系统和键盘、机
床控制面板、数字输入输出模块等。 ➢ 尽可能采用单独的24V DC电源为数字输出外部供电。
单元二
Ready
Over Temp Exchange
（2007版）
主编 张爱红
项目五 西门子数控系统
单元一 西门子数控系统概述 单元二 数控系统的部件连接 单元三 西门子PLC应用编程 单元四 基本控制逻辑设计 单元五 机床数据设定 单元六 西门子数控系统的数据保护
项目五 西门子数控系统- 组成
单元一 西门子数控系统概述
性能
功能系列
840D
810D
802D
基本MA系ap列yr.9073~~AOpcrt..0033
V2.1
802Ce 802D
802S base line Base line
802C80b2aSsee line &
SimoDrive Base line
价格
单元一 西门子数控系统概述
SINUMERIK 802 S base line SINUMERIK 802 C base line
轴速度
单元五 机床数据的设定- 轴机床数据
参考点
单元五 机床数据的设定- 轴机床数据
反向间隙及螺距误差补偿
单元五 机床数据的设定- 轴机床数据
单元五 机床数据的设定- 轴机床数据
单元五 机床数据的设定- 轴机床数据
单元五 机床数据的设定- 轴机床数据
主轴
单元五 机床数据的设定- 伺服驱动数据
Power
PP72/48
T64
T63
T48
tt
上电时序
380 VAC
西门子部件连接 – 电源馈入模块
0 V 24 VDC
连接到PLC输入端 连接到PLC输出端
0V
与主轴停止同步
（电源馈入模块）
74
73.2 73.1 72 53 52 51 63 9 9 64 19 9 112 48 NS1 NS2
tt
机床控制面板 电缆通道
24VDC PP 72/48 X333 X222 X111 PP 72/48 X333 X222 X111
24V直流电源 SITOP/ PS307
24 VDC
电气柜
380 VAC
主 开 关
220 VAC
变压器
滤 波 器控模 控模 控模 电 制块 制块 制块
X111
X222
端子转换器
16个电平输出信号 高电平输出 ：24 V 输出电流max：250 mA 同时系数 ：1
端子27、28、29、30无定义
24个电平输入信号 15~30 V：为高电平 <15 V：为低电平
高电平电流：2~15 mA
输入公共端：外部24V直流电源的 0 V
24V直流输出 – 可用于输入信号公共端
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
2.电动刀架控制的相关PLC
单元五 机床数据的设定- 机床数据功能
➢ 机床数据是数控系统与机床以及伺服驱动之间 匹配的媒介。
➢ 机床数据是数控系统功能管理和开放的钥匙。 ➢ 机床数据是机床动态特性的调节阀门。 ➢ 机床数据为PLC逻辑控制提供灵活的方式。
单元五 机床数据的设定- 机床数据分类
➢ 通用机床数据 ➢ 轴机床数据 ➢ PLC机床数据 ➢ 伺服驱动数据 ➢ 其他机床数据
RS232通讯接口 用于连接驱动器调试 软件：SIMOCOMＵ
驱动器设备总线接口 由电源模块通过配套 的扁平电缆连接
直流母线导流条必须 与电源模块的直流母 线导流条紧密连接
单元二 西门子部件连接 – 主轴变频控制
P24 M24 663
9 19
75 A 16 A 75Ｂ 16Ｂ 15
56. A 14. A 24. A 20. A 65. A
系统发出换刀信号，刀架电机正转继电器动作，电机 正转，通过减速机构和升降机构将上刀体上升至一定位置， 离合盘起作用，带动上刀体旋转到所选择刀位，发讯盘发 出刀位信号，刀架电机反转继电器动作，电机反转，完成 初定位后上刀体下降，齿牙盘啮合，完成精确定位，并通 过升降机构锁紧刀架。
单元四 基本控制逻辑设计
2. 动态特性还影响机床相关坐标的插补精度。
单元五 机床数据的设定- PLC机床数据
单元五 机床数据的设定- 其他机床数据
单元六 西门子数控系统的数据保护-存储器
> Version 2
Version 1
单元六 西门子数控系统的数据保护
➢ 802D系统配备了32M静态存储器SRAM与16M高速闪存FLASH ROM 两种存储器，静态存储器区存放工作数据（可修改），高 速闪存区存放固定数据，通常作为数据备份区，以及存放系统 程序。
➢ 与系统其他单元间的通讯采用 PROFIBUS 现场总线，另有2个 RS232接口与外界通讯。
单元二 西门子部件连接 – PP单元
➢ 最大144点输入，96点输出。由 PROFIBUS 完成与PCU的通讯。
单元二 西门子部件连接 - PROFIBUS 总线单元
➢ 由PROFIBUS子模块、各单元上相应的PROFIBUS接口以及PROFIBUS 总线电缆组成。
单元二 西门子部件连接 – 输入/输出模块
输出公共端：外部24V直流电源
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
SINUMERIK 840D
I/R PCU50
OP...
+
Windows NT
电源部分
I/O
+ +
键盘
机床控制面板 < 任选>
NC+PLC
驱动
可以提供多种HMI 版本
主轴电机
伺服电机
单元二 西门子部件连接 - 总连接图
802D PCU
操作站
24 VDC
220 VAC
RS232隔离器
个人 计算机
键盘 手轮
MD880: MD918: MD1005: MD1120： MD1121: MD1407/MD1408: MD1409/MD1410:
电机转速 PROFIBUS 地址 电机编码器每转脉冲数 电流环增益 电流环积分时间 速度环增益 速度环积分时间
单元五 机床数据的设定
机床动态数据分析
1. 机床的精度除了与机械部件的精度有关外，还 与数控系统的分辨率、检测元件的精度以及 动态特性调节的好坏有关。
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
单元二 西门子部件连接 - 伺服电机
➢ 通常有1FK6/1FK7/1FT6/1PH7 等电机组成。
单元二 西门子部件连接 – 连接图
单元一 西门子数控系统概述
单元一 西门子数控系统概述
SINUMERIK 810D
OP...
PCU 20
电源部分
电源部分 I/O
植入式 HMI
+
键盘
机床控制面板 < 任选 >
馈入 / 再生模块
轴扩展模块
NC（数字控制）+PLC（可编 程逻辑控制）+ 驱动器
可以提供多种HMI 版本
主轴电机
单元一 西门子数控系统概述
I 0.A是用于测量的高 速输入接口 如果测量装置使用外 部24V电源，该24V电 源的0V应与M24连接
Q0.A和Q1.A用于模拟 主轴的使能控制
（611UE和功率模块）
P24
X411 X412
M24
663
9
19
X423
75 A 16 A 75Ｂ 16Ｂ
15
X471 X472
56. A 56. B 14. A 14. B 24. A 24. B 20. A 20. B 65. A 65. B
$A_DBB [n] Byte SA_DBW [n] Word $A_DBD [n] Double $A_DBR [n] Real
交换数据区 (512 Bytes)
PLC 应用程序Read / Write: V4900 0000 ~ V4900 0511
单元三 西门子PLC应用编程
六、PLC远程诊断功能
9. A 9. B I 0. A I 0. B I 1. A I 1. B Q 0.A Q 0. B Q 1.A Q 1. B
UVW
U V W
A1
A2
TTL编码器接口 用于连接主轴外置编 码器。 该接口最大信号频率 为 1 MHz。 对于车床或加工中心 应根据主轴的转速进 可能选择高线数的编 码器。 建议： 选用西门子配套的编 码器和配套的电缆
断电时序
主 开 关
电网滤波器 (选件) 电抗器（根据电源模块的功率选配）