西門子808D數控系統(tǒng)

 電氣化、自動化和數字化需要創(chuàng)新解決方案:西門子中國是實力強大的合作伙伴、技術先鋒和負責任的雇主。2013年6月19日 - 摘要:隨著工業(yè)現代化的發(fā)展,數控自通的應用越來越廣泛,世界上流行的

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從*臺實驗性數控系統(tǒng)的出現到現在，數控系統(tǒng)走過半個多世紀的歷程。數控系統(tǒng)先后經歷了兩個階段和六代發(fā)展：電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器及基于PC 機的通用CNC 系統(tǒng)。計算機技術的飛速發(fā)展，各種不同層次的開放式的數控系統(tǒng)應運而生，更是帶來數控技術迅猛發(fā)展。西門子808D數控系統(tǒng)

　　西門子數控系統(tǒng)誕生于上世紀60年代，研發(fā)*代數控產品上市后并注冊品牌SINUMERIK。西門子數控系統(tǒng)的數控裝備采用模塊化結構設計，集成數字控制器、可編程控制器、人機操作界面的操作面板。通過一種標準硬件，配置多種軟件，加強了工藝類型，從而滿足個種類機床的需求。西門子技術不斷發(fā)展同時也帶動了西門子數控系統(tǒng)不斷創(chuàng)新，使得西門子數控系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
 

圖1 西門子數控系統(tǒng)

1 西門子數控系統(tǒng)的演變

• 1960-1964，以繼電器控制為基礎，基于模擬量控制和編碼器的*代西門子數控系統(tǒng)上市。
• 1965-1972，結合上一代數控系統(tǒng)的特點，充分運用推出用晶體管新型科學技術，推出了車床，銑床和磨床。
• 1973-1981，隨著微型計算機和微處理器逐步廣泛的應用，西門子數控同樣采用這些*的技術，在SINUMERIK 550數控系統(tǒng)中，把PLC（可編程邏輯控制器）集成到控制器。
• 1982-1983，西門子推出SINUMERIK 3數控系統(tǒng)，在充分利用上代數控系統(tǒng)的優(yōu)勢上，西門子SINUMERIK 3系統(tǒng)采用模塊化設計，并具有完備的自診斷功能。
• 1984-1994，西門子數控系統(tǒng)840C成功上市。開放式NC數控自定義功能從這代系統(tǒng)開始在西門子數控系統(tǒng)上應用，西門子還公布PC和HMI開放式軟件包?；谙到y(tǒng)的開放性，西門子顯著地擴大了其OEM機床制造商定制他們的設備的可能性。
• 1996 - 2000，西門子推出SINUMERIK 840D系統(tǒng)、SINUMERIK 810D系統(tǒng)、SINUMERIK 802D系統(tǒng)。人與機器相關的安全集成功能已經集成到軟件之中。面向圖形界面編程的ShopMill和ShopTurn能夠幫助操作工以zui少的培訓快速上手，易于操作和編程。
• 2001-2013，西門子推出了SINUMERIK 801、SINUMERIK 802、SINUMERIK 828、SINUMERIK 808D新的型號，同時結合新科技的成果和應用的領域的特點推出了SINUMERIK 802S/802D/802C系統(tǒng)，SINUMERIK 828D BASIC M/T系統(tǒng)，SINUMERIK 840 Di/SINUMERIK 840 D sl一系列的拓展型的新系統(tǒng)。實現了多軸、多通道、多組的控制，對于復雜零件加工效率精度得到很大的提高。

【西門子808d系統(tǒng)】6FC5370-1AM00-0AA06FC5548-0YC20-0YA0 808D  現貨 ON PC 6FC5548-0YC20-0YA0 6FC5370-1AM00-0AA0 808D 現貨 M PPU141.1 6FC5370-1AM00-0AA0 6FC5811-0CY00-0YA8 808D  現貨 TOOLBOX 6FC5811-0CY00-0YA8 6FC5303-0AF35-0AA0 808D  現貨 MCP EN 6FC5303-0AF35-0AA0 6FC5303-0AF35-0CA0 808D  現貨 MCP CN 6FC5303-0AF35-0CA0基于操作面板的緊湊型數控系統(tǒng)SINUMERIK 808D車削和 SINUMERIK 808D 銑削極其堅固耐用，并且非常容易維護。強大的數控功能能夠確保在很短的加工時間內實現的工件加工精度和表面加工質量。SINUMERIK 808D數控系統(tǒng)配置SINAMICS V60驅動系統(tǒng)和SIMOTICS 1FL5伺服電機，*應用于普及型數控車床、數控銑床及立式加工中心。借助 SINUMERIK 808D在線向導功能，從機床樣機調試到批量生產、機床銷售直至操作編程的所有環(huán)節(jié)的培訓成本可降至低。西門子數控系統(tǒng)：802S/C/D數控系統(tǒng) 810D/DE數控系統(tǒng) 820D/S數控系統(tǒng) 840D/DE數控系統(tǒng) 840D/SL數控系統(tǒng) 840C數控系統(tǒng) S120數控伺服系統(tǒng)，數控伺服驅動器/控制模塊/電源模塊/備品備件等。全部*供應：以真摯的態(tài)度，*為您服務，包括（現場安裝調試，或者現場，）

2 西門子數控系統(tǒng)特點

　　西門子數控系統(tǒng)采用32位微處理器實現CNC控制，內部集成PLC控制，對機床進行邏輯控制、采用全數字化的驅動模塊集成控制?？蓪崿F鉆，車，銑，磨，沖，激光加工和搬運設備的控制，適用于復雜的加工任務，有較強的動態(tài)品質和控制精度。其突出特點如下：

• zui多可大31個進給軸/主軸，可完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內部集成式PLC控制，同時控制進給軸和主軸的同步操作。
• 操作部分硬件用戶可在Window98/2000/XP下開發(fā)自定義的界面。用戶可以更加熟悉并簡便地進行數控系統(tǒng)的控制。
• 10個方式組和10個通道技術。多通道多組的控制技術大大提高了加工的效率。
• 通過Drive-CliQ總線與全數字驅動SINAMICS S120實現高速可靠通訊。
• NC編程符合DIN66025標準，具有高級語言編程特色的程序編輯器，可進行公制、英制尺寸或混和尺寸的編程，程序編程與加工可同時進行，系統(tǒng)具備1.5兆字節(jié)的用戶內存，用于零件程序、*偏置、補償的存儲。
• 軸優(yōu)化方便。可以通過“Startup-tool”軟件對軸的速度環(huán)、位置環(huán)進行優(yōu)化特別方便
• 輪廓的沖突檢測，*半徑補償的接近和退出及交點計算、*長度補償、螺距誤差補償和測量系統(tǒng)誤差補償、反向間隙補償、過象限誤差補償等。
• 安全保護功能。數控系統(tǒng)可通過預先設置軟極限開關的方法，進行工作區(qū)域的限制，當超程時可以觸發(fā)程序進行減速，對主軸的運行還可以進行監(jiān)控。

基于操作面板的緊湊型數控系統(tǒng)SINUMERIK 808D車削和 SINUMERIK 808D 銑削極其堅固耐用，并且非常容易維護。強大的數控功能能夠確保在很短的加工時間內實現的工件加工精度和表面加工質量。SINUMERIK 808D數控系統(tǒng)配置SINAMICS V60驅動系統(tǒng)和SIMOTICS 1FL5伺服電機，*應用于普及型數控車床、數控銑床及立式加工中心。借助 SINUMERIK 808D在線向導功能，從機床樣機調試到批量生產、機床銷售直至操作編程的所有環(huán)節(jié)的培訓成本可降至zui低。

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典型應用

SINUMERIK 808D 車削

SINUMERIK 808D 車削符合現代普及型車床的所有要求 - 高輪廓精度和高動態(tài)特性，確保了zui高的機床生產效率，尤其是在進行大批量車削加工時表現尤為突出。
*適合于車削加工應用：
- 一個加工通道中zui多 4 進給軸/ 主軸
- 專為斜床身和平床身數控車床定制的系統(tǒng)軟件

SINUMERIK 808D 銑削

SINUMERIK 808D 銑削*適用于現代普及型銑床及立式加工中心。得益于 SINUMERIK MDynamics 銑削工藝包的速度控制功能，SINUMERIK 808D 銑削也適用于模具加工。因此在普及型銑削應用方面， SINUMERIK 808D 銑削具有*的性價比。
*適合于銑削加工應用：
- 一個加工通道中zui多 4 進給軸/ 主軸
- 專為立式加工中心定制的系統(tǒng)軟件
- 適用于模具加工

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設計

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客戶受益

• *的質量和耐用性：

嚴格按照德國質量標準設計和生產，同樣適用于惡劣環(huán)境

• 高性能和高生產率：

- 80位浮點數納米級計算精度確保zui大程度的減小內部計算誤差
- 強大的車削、銑削及鉆削工藝循環(huán)
- 帶智能路徑控制和程序段預讀的SINUMERIK MDynamics確保模具加工的應用

• 便捷調試：

- 通過USB接口連接，即插即用的機床控制面板（MCP）
- 集成式和分布式I/O點設計，方便靈活
- 針對車削和銑削工藝應用而設計的數控單元、機床控制面板以及優(yōu)化的V60伺服驅動，zui大程度地簡化典型車床和銑床的調試
- 借助于startGUIDE在線向導中的調試向導和批量生產向導，SINUMERIK 808D按步驟引導調試人員完成機床樣機調試和批量生產

• 易于銷售：

- 通過快捷鍵Ctrl+D即可啟動startGUIDE在線向導中的銷售向導，系統(tǒng)會以幻燈片的形式來幫助機床銷售人員更生動具體地展示機床及的特點與優(yōu)勢，系統(tǒng)在出廠時已包含了對于SINUMERIK 808D數控系統(tǒng)的基本介紹

• 易于使用：

- 實用JOG手動操作，支持T/S/M功能以及帶圖形輔助的*和工件的測量
- 帶圖形支持的工藝循環(huán)編輯界面和輪廓計算器
- 前面板USB接口可用于數據傳輸和執(zhí)行加工程序
- 兼容ISO編程語言
- 手動機床選項（MM+）使傳統(tǒng)普車操作和數控加工*結合
- 維護計劃能智能的管理機床維護任務，確保機床處于zui甲的運行狀態(tài)

• 易于學習：

- 借助于startGUIDE在線向導中的操作向導，操作者可以掌握SINUMERIK 808D的基本操作和編程
- SINUMERIK 808D on PC 用于學習、培訓和離線零件程序編程的培訓軟件，免費下載

機床配置

可實現鉆、車、銑、磨、切害、沖、激光加工和搬運設備的控制，備有全數字化的SIMDRIVE611數字驅動模塊：zui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。

輪廓和補償

840D可根據用戶程序進行輪廓的沖突檢測、*半徑補償的進入和退出策略及交點計算、*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、過象限誤差補償等。

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)的用戶內存，用于零件程序、*偏置、補償的存儲。

PLC編程

840D的集成式PLC*以標準sIMAncs7模塊為基礎，PLC程序和數據內存可擴展到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)視數據輸入，向數控機床發(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可使主機與外設進行通信，用戶還可通過磁盤驅動器接口和打印機并聯接口完成程序存儲、讀入及打印工作。

顯示部分

840D提供了多言種的顯示功能，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語自轉換為一種語言，系統(tǒng)提供的話言有中文、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 西門子數控系統(tǒng)的基本構成

請參閱：SIEMENS數控系統(tǒng)操作部件

SIEMENS用于數控系統(tǒng)的HMI軟件

西門子數控系統(tǒng)有很多種型號，首先我們來觀察一下802D所構成的實物圖，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總線連接驅動裝置以及輸入輸出模板，完控制功能。

而在西門子的數控產品中zui有特點，zui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)，來了解西門子數控系統(tǒng)的結構。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)的結構組成 （請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調試手冊 - 2006版本）

SINUMERIK840D是由數控及驅動單元（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驅動和數控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設備總線互相連接，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數據的輸入和顯示,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；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)

zui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；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OP031zui為常用。

（3）、MCP(Machine control pannel)

MCP是專門為數控機床而配置的，它也是OPI上的一個節(jié)點，根據應用場合不同，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開關設定。

對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構成的網絡中的一個節(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)數控單元

SINUMERIK840D的數控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元（在810D中稱為CCU（compact control unit））：*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數控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數控軟件和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，所有的驅動模塊均排列在其右側。

數字驅動

（請參閱：Simodrive 611 Universal 產品介紹）

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

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

電源模塊：主要為NC和給驅動裝置提供控制和動力電源，產生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(tài)。根據容量不同，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數字驅動:是新一代數字控制總線驅動的交流驅動，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。

元件

系統(tǒng)集成和連接以下元件：zui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。zui大可以連接3個I/O模塊PP 72/48。

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