西门子840D系统的组成.pdf

1、西门子 840D 系统的组成 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。 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

2、，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 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

3、 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 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,O

4、P031,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。为提高人机交互的效率，又有 OPI（ Operator PanelInt

5、erface）总线，它的传输速率为 1.5M/秒。 数控及驱动单元 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，

6、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，

7、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。 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

8、（ 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。 硬件的接口 一 840D 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

9、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。 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

10、封盖，量 A， B 两线间的电阻，正常情况下应该为 110 欧。 二 611 系列驱动的组成与接口 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： 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 控制模块 控制模块实现对伺

11、服轴的速度环和电流环的闭环控制 功率模块 对伺服电机提供频率和电压可变的交流电源 监控模块 主要是对电源模块弱电供电能力的补充。 滤波模块 对电源进行滤波作用。 电抗 对电压起到平稳作用。 2 611 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，使用时常常与主电源短接，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 的电压端子与 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

12、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=O

13、FF 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

14、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 控

15、制模块与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，一般这个信号直接与 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

16、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 控制模块与 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

17、，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，与电源模块的 63 作用差不多，只是它仅作用于单个的轴模块。 65

18、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 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要（三） dqfxm2003版主 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要再续 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要 840D 系统操作 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

19、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，手伦等。 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

20、 ,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

21、,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 ,与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。 系统的连接与调试 （一）硬件的连接 1.SINUM

22、ERIK810D/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检查 在正确完成所有机械的和电

23、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与机架或机壳连通。 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）信号线与动力线尽可能分开远一些； （ 2）从 NC 或

24、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与其他所有电缆分开敷设； （ 5）如果信号线无法与其它电缆 分开，则应走屏蔽穿线管（金属）； （ 6）下列距离应尽可能小： 信号线与信号线 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； （

25、 3）触摸组件必须保证人体通过放静电装置（腕带或胶鞋）与大地连接； （ 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（离屏幕勿近与 10cm）； （ 6）模块不要与可充电的电绝缘材料接触（如塑料与纤维织物）； （ 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 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

26、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

27、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）。 开机与启动 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

28、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 与 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:

29、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。 840D NCU 模块控制和显示元素 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

30、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） 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，

31、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）“ S

32、tart” . 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： 一永远是准备接收数据的一方先准备好，处于接受状态； 二两端参数设定一致。 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要（四） dqfxm2003版主 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要（四） 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要 坐标

33、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：所有位置参数与当前 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 个坐标轴与该平面相垂直，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。 4.零点的位置 在 NC

34、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，可以与工件龄点重合（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 1带机床零点 M 的机床坐标 2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 Wa 的当前工件坐标系 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

35、： 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

36、被定位，启动和停止，可与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：指与另一个 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，它们的运动可以与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。 同步轴与路径轴同步移动，并用同样的时间移动所有的路径轴。 定位轴移动与所有其它轴异步，这些移动运动与路径和同步运动无关。 由 PLC 控

37、制 PLC 轴，并产生与其他所有轴不同步的运动，移动运动与路径和同步运动无关 编程语言 编程地址与含义 数据类型 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:刀具沿与轴，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

38、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

39、:刀具偏置号（范围： 1 32000） 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要（五） 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要 在 NC 调试中，参数的设置是其中重要的一部分，参数设置的主要内容未匹配机器数据（ Machine Data）。 机器数据和设定数据分类表 机床数据设定 （ 1）通用 MD（ General） : MD10000:此参数设定机床所有物理轴，如 X 轴。 通道 MD（ Channel Specific） : MD20000 -设定通道名 CHAN1 MD20050n -设定机床所用几何轴序号，几何轴为组成笛卡尔坐标系的轴 MD20060n -设定所有几何轴名 MD20070n

40、 -设定对于此机床存在的轴的轴序号 MD20080n -设定通道内该机床编程用的轴名 以上参数设定后，做一次 NCK 复位！ （ 2）轴相关 MD（ Axis-specific） : MD30130 -设定轴指令端口 =1 MD30240 -设定轴反馈端口 =1 如此二参数为“ 0”，则该轴为仿真轴。此时，再一次 NCK 复位，这是会出现 300007 报警。 驱动数据设定 配置驱动数据，由于驱动数据较多，对于 MMC100.2 必须借助“ SIMODRIVE 611D START-UP TOOL”软件，而 MMC103 可直接在 OP 上进行，大致需要对以下几种参数设定： Location:

41、设定驱动模块的位置 Drive:设定此轴的逻辑驱动号 Active:设定是否激活此模块 配置完成并有效后，需存储一下（ SAVE） - OK 此时再做一次 NCK 复位。启动后显示 300701报警。这是愿位灰色的 FDD,MSD 变为黑色，可以选电机了； 1.操作步骤如下： FDD- Motor Controller- Motor Selection-按电机铭牌选相应电机 - OK- OK-Calculation 2.用 Drive+或 Drive-切换做下一轴： MSD- MotorController- MotorSelection按电机铭牌选相应电机 - OK- OK- Calcula

42、tion最后 - Boot File- Save BootFile- Save All,再做一次 NCK 复位。 至此，驱动配置完成， NCU（ CCU）正面的 SF 红灯应灭掉，这时，各轴应可以运行。 最后，如果将某一轴设定为主轴，则步骤如下： （ 1）先将该轴设为旋转轴： MD30300=1 MD30310=1 MD30320=1 （ 2）然后，再找到轴参数，用 AX+,AX-找到该轴： MD35000=1 MD35100=XXXX MD351100 MD351101 MD351300 MD351301 设定相关速度参数 MD362000 MD362001 再做 NCK 复位 启动后，在

43、MDA 下输 SXXM3,主轴即可转。 所有关键参数配置完成以后，可让轴适当运行以下，可在 JOG,手轮， MDA 灯方式下改变轴运行速度，观察轴运行状态。有时个别轴的运行状态不正常时，排除硬件故障等原因后，则需对其进行优化。 参数生效模式 POWER ON （ po）重新上电 NCU 模块面板上的“ RESET” 键 NEW_CONF（ cf）新配置 MMC 上的软件“ Activate MD” RESET（ re）傅卫 控制单元上的“ RESET”键 IMMEDIATELY（ so） 值输入以后 数据区域 $MM_ 操作面数据 $MN_/$SN_ 通用机床数据 /设定数据 $MC_/$SC

44、_ 通道专用机床数据 /设定数据 $MA_/$SA_ 轴专用机床数据 /设定数据 $MD_ 驱动器机床数据 其中， $ 系统变量 M 机床数据 S 设定数据 在机床调试中经常需要调整的参数主要有： MD 10000:JOG 速度设定 MD 10240:物理单位，“ 0”英制，“ 1”公制 MD 20070:通道中有效的机床轴号 MD 20080:通道中的通道轴名称 MD 30130:设定指输出类型，值为“ 1”表示有该轴，“ 0”为虚拟轴 MD 30240:编码器类型 ,“ 0”表示不带编码器，“ 1”位相对编码器，“ 4”为绝对编码器，主轴时，值为“ 1” MD 30300:旋转轴 /主轴，

45、值为“ 1”时表示该轴为主轴 MD 34090:参考点偏移 /绝对位移编码偏移 MD 34200:参考点模式。绝对编码器时值为“ 0” MD 35000:指定主轴到机床轴， “ 1”为主轴 MD 36200:轴速度 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要（六） 西门子数控系统调试 ,编程和维修概要 SIEMENS 系统的可编程序控制器 SIMATIC MAGAGER 是西门子用于进行 PLC 程序编制，进行机床状态控制的组件，它主要组成包括电源模块、 CPU 模块、输入输出模块，其接口有， RS232借口， PROFIBUS 借口， MPI 电缆接口等。通过 X122、 MPI 插口，使电脑与

46、NCU 相连 PLC。 硬件组态 硬件组态：告诉 PLC 硬件结构的过程 波特率： MPI 187.5kbps OPI 1.5Mbps 过程：建项目 -建站 -组态硬件 自动组态：用线缆建 PLC 与 840D 相连，用自动组态自动识别（上载站）将 PLC 传到计算机： PLC- UPLOAD-选 MPI 地址 =2，若地址 =3，将包括 PLC 和 NCU 若备份 PLC,则过程为： 新建 Project- plc- upload station，这样就将硬件备份了。 建立完站后，出现连个文件夹： hardware 和 cpu.CPU 文件夹下有 S7 程序。 S7 程序下有三个目录： （

47、1） symbols 符号表 如 I40.1 为第 40 个字节第 1 位 （ 2） BLOCKS 功能块 手动组态： 过程：打开 S7-新建文件 - INSERT- STATION- SIMATIC 300-双击 HARDWARE-出现框 - INSERT- HARDWARE COMPONENT- PROFILE- STANDARD- S300- RACK300 选相应的位置（待置位表中），再在右侧相应的模块上双击就将模块选定，选好后再下载 编程 在进行 PLC 程序编制中，可采用以下三种形式： 逻辑梯形图（ LAD）： 语句表（ STL）： 功能块图（ FBD）： 语句表编程常用指令： 与

48、指 令： A 常开 AN 常闭 或指令： O 常开 ON 常闭 输出指令： = 调用指令： CALL FCXX FP:上升沿检测指令 FN:下降沿检测指令 FP 后必须跟中间寄存器 CLR 运算结果，清零 SET 置 1 S 置位 1 R 清零 块 STEP7 中常用 BLOCK 主要有几种： OB 组织块、 FC 功能块、 FB 功能块、 DB 数据块等 OB：功能块，相当于主程序，常用的有 OB1 和 OB100； FC、 FB：功能块，相当于子程序 在编完子程序后，必须在主程序中调用子程序 OB100 是 PLC 上电后先执行，只执行一次； OB1 是 PLC CPU 循环执行的程序。上

49、电后首先执行 OB100，再执行 OB1（反复执行； OB100 调用 FB1（西门子编好） FB1 是系统里用 OPI 总线连接 PCU 和 MCP，对控制面板进行定义： （ 1）控制面板的输入地址的起始地址 （ 2）控制面板的数量 （ 3）控制面板的输出地址的起始地址 控制面板的 MPI 地址： MCPIBUSADR=6 OB1 块 FC2：基本 NCK 与 PLC 通讯的 NCK PLC FC2 必须在 OB1 的开始部分 FC2 “ gp_hp” FC10：处理报警信息 FC10 “ AL-MSG” PLC 产生报警，传给 NCK， NC 采取措施，同时在 MMC 上显示报警文本 调用 FC10,有两个参数需设置 TouserIF=TRUE（相当于