西门子数控系统

 河南兆阳公司在经营活动中精益求精，具备如下业务优势：
 SIEMENS 可编程控制器1、SIMATIC S7 系列PLC：S7-200、S7-1500、S7-1200、S7-1500、S7-300、S7-400、ET-200逻辑控制模块 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
2、SITOP直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A可并联.3、 HMI  触摸屏TD200 TD400C K-TP OP177 TP177,MP277 MP377,
      SIEMENS 交、直流传动装置
4、 交流变频器 MICROMASTER系列：MM420、MM430、MM440、G110、G120.
MIDASTER系列：  MDV
5、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列
       SIEMENS 数控 伺服电机
6、SINUMERIK:801、802S 、802D、802D SL、810D、840D、611U、S120
      系统及伺服电机，力矩电机，直线电机，伺服驱动等备件销售。
西门子PLC模块    西门子变频器    西门子触摸屏  西门子电线电缆  西门子数控等

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。

通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。

SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制。采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。

2. SINUMERIK 810D 

在数字化控制的领域中，SINUMERIK 810D次将CNC和驱动控制集成在一块板子上。

快速的循环处理能力，使其在模块加工中独显威力。

SINUMERIK 810D NC软件选件的一系列突出优势可以帮助您在竞争中脱颖而出。例如提前预测功能，可以在集成控制系统上实现快速控制。

另一个例子是坐标变换功能。固定点停止可以用来卡紧工件或定义简单参考点。模拟量控制控制模拟信号输出;

*管理也是另一种功能强大的管理软件选件。

样条插补功能(A，B，C样条)用来产生平滑过渡；压缩功能用来压缩NC记录；多项式插补功能可以提高810D/810DE运行速度。

温度补偿功能保证您的数控系统在这种高技术、高速度运行状态下保持正常温度。此外，系统还为您提供钻、铣、车等加工循环。 SINUMERIK 840D

3.SINUMERIK 840D

SINUMERIK 840D数字NC系统用于各种复杂加工,它在复杂的系统平台上，通过系统设定而适于各种控制技术。840D与SINUMERIK_611数字驱动系统和SIMATIC7可编程控制器一起，构成全数字控制系统，它适于各种复杂加工任务的控制，具有优于其它系统的动态品质和控制精度。

二、西门子产品功能

SINUMERIK 840D标准控制系统的特征是具有大量的控制功能，如钻削、车削、铣削、磨削以及特殊控制，这些功能在使用中不会有任何相互影响。全数字化的系统、革新的系统结构、更高的控制品

质、更高的系统分辨率以及更短的采样时间，确保了1流的工件质量。

控制类型

采用32位微处理器、实现CNC控制，用于完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。

机床配置

可实现钻、车、铣、磨、切害、冲、激光加工和搬运设备的控制，备有全数字化的SIMDRIVE611数字驱动模块：多可以控制31个进给轴和主轴．进给和快速进给的速度范围为100-9999mm／min。其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补，这些功能。为加工各类曲线曲面零件提供了便利条件。此外还具备进给轴和主铀同步操作的功能。

操作方式

其操作方式主要有AUTOMATIC(自动)、JOG(手动)、示教（TEACH IN） 手动输入运行（MDA） ，自动方式：程序的自动运行，加工程序中断后，从断点恢复运行；可进行进给保持及主轴停止，跳段功能，单段功能，空运转。

轮廓和补偿

840D可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、*半径补偿的进入和退出策略及交点计算、*长度补偿、螺距误差补偿棚测量系统误差补偿、反向间隙补偿、过象限误差补偿等。

安全保护功能

数控系统可通过预先设黄软极限开关的方法．进行工作区域的限制及程序执行中的进给减速，同时还可以对主铀的运行进行监控。

NC编程

840D系统的NC编程符合DIN 66025标准(德国工业标准)，具有高级语言编程特色的程序编辑器，可进行公制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可同时进行，系统具备1．5兆字节的用户内存，用于零件程序、*偏置、补偿的存储。

PLC编程

840D的集成式PLC*以标准sIMAncs7模块为基础，PLC程序和数据内存可扩展到288KB，u／o模块可扩展副2048个输入／输出点、PLC程序能以*的采样速率监视数据输入，向数控机床发送运动停止／起动等指令。

操作部分硬件

840D系统提供了标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在Windows98／2000下开发自定义的界面。此外，2个通用接过RS232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并联接口完成程序存储、读入及打印工作。

显示部分

840D提供了多沿种的显示功能，用户只需按一下按钮．即可将用户界面从一种语自转换为一种语言，系统提供的话言有巾文、英语、德语、西班牙语、法语、意大利语：显示屏上可显示程序块、电动机轴位置、操作状态等信息。

1. 西门子数控的基本构成 

西门子数控有很多种型号，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蕞有特点，蕞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，来了解西门子数控的结构。首先通过以下的实物图观察840D系统。

2. 西门子810D系统的结构组成  

SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或NCU），MMC,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。

西门子数控基本构成图

2.1 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）、MMC(Man Machine communication)

蕞常用的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*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，与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.

（2）、OP(Operation pannel)

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蕞为常用。

（3）、MCP(Machine control pannel)

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。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。

2.2 NCU(Numerical control unit)数控单元

SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical Controlunit）单元（在810D中称为CCU（compact control unit））：*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。

2.3 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。

2.4 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）机信号模块（Signal Module）。的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。

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

  数控机床使用过程中应注意的安全问题，随着高速加工的普及应用，数控机床的快进速度已从80年代的4米/分钟提高到到现在的12米/分钟，机床结构也从敞开型向封闭型转变。一旦由于编程和操作失误，操作者往往来不及按下急停按钮，*已经与工件或夹具相撞。加工前必须进行程序模拟和仿真加工，数控加工中，需要考虑的因素很多，那个环节出现问题，都会造成严重的后果。为避免出现机床损伤和人身事故，在编程和操作时应注意下面的一些细节。

      1）、编程时设定的工件坐标系原点应在工件毛坯以外，至少应在工件表面上。这一点非常重要，从理论上讲，工件坐标系原点可以设在机床和工件的任何地方，只要此点与机床坐标系原点具有正确的位置关系即可。但在实际加工中，如果我们将工件坐标系原点设置在工作台平面上，万一系统加载刀补失效，当出现坐标值为零或接近零的插补指令时，*将撞向工作台，很容易造成责任事故。

      2）、编程中养成严谨的小数点输入习惯。有些西门子系统，当省略小数点时，则输入值被视为小设定单位（微米），此时，程序中的坐标值都会缩小一千倍，后果可想而知。所以，编程员在处理程序时，对小数点等一些细节要格外关注。应在编程整数后面，也加上小数点。为了使小数点更加醒目，有必要把孤立的小数点写成“.0”的形式。这样做，对某类系统是多余的，但养成习惯后，就不会因为小数点失误而造成安全事故。

      3）、加工中心在调整*长度补偿时，应保证其偏置值为负值。此时，万一*长度补偿被疏漏，*向远离工件的方向移动，直至超程报警。加工中心X、Y轴的基准点在主轴中心线上，是一个固定不变的位置。但是，Z轴的基准点是可以浮动的，如果设置在主轴端面，当指令为零时，主轴将到达坐标系的零位置。此时，主轴上的*将与工件或工作台相撞，如果 Z轴上的基准点设在所有*长度之外。即使不附加别的运动，也不会与工件发生干涉。

      4）、正确运用系统内置的模拟和仿真功能，在数控机床操作中，大约2/3的撞车事故发生在*加工和程序调试阶段。尤其是换刀动作和快速进给时，要做到全神贯注，目不转睛。事故原因有很多，计算错误、指令误写、校对不正确等一些细节都有可能引发事故。必须进行空运行和样件加工，在调试过程中及时发现和纠正错误。试车成功后，方可锁定程序，批量加工。

      4、结语

      再好的数控系统，也是人来操纵的，所以要提高效率，就要培养高素质的技术人员和操作员工。数控人员一定要养成严谨的职业习惯，严格遵守程序格式和操作规程，提高安全意识，杜绝事故隐患，合理有效的提高机床效率和加工精度。