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)
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,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. 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接口,RS232接口,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。
特点
■ 设计紧凑
CNC、HMI、PLC、驱动闭环控制和通讯模块**集成于一个 SINUMERIK NC 单元 (NCU) 中
DRIVE-CLiQ 通讯方式显著降低设备的布线成本,且组件间的距离可达100m
■ 开放、灵活
开放的 HMI 和 NCK 使机床能满足不同客户的个性化需求
基于以太网的通讯解决方案和强大的 PLC/PLC 通讯功能
SINAMICS S120 驱动系统良好支持几乎所有类型的电机
■ 较佳的动态性能和加工精度
基于DSC(动态伺服控制)闭环位置控制技术确保机床获得佳的动态性能
能实现优的表面加工质量,是刀具和模具制造的理想解决方案
调节型电源模块(ALM)的受控直流链路有效防止母线电压波动
■ 简便的操作与编程
支持DIN 、ISO 语言编程和 ShopMill/ ShopTurn 工步编程
一台 NCU/PCU 上可连接多达 4 个、距离远达 100 m 的分布式操作面板
Sinumerik operate:集成、流行、友好的用户界面
■ 高度的安全性
安全集成功能确保操作者和机床的高度安全
多种功能确保数据安全:制造商循环加密、NCU 和 PCU 中集成防火墙功能、数控系统与工厂网络隔离,等
■ 环境保护
高效率,且具有能耗管理和能量再生功能的能源解决方案
自动无功功率补偿等
2.1 西门子数控系统的基本构成
请参阅:SIEMENS数控系统操作部件
SIEMENS用于数控系统的HMI软件
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有特点,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。
2.2西门子810D系统的结构组成 (请参阅:SINUMERIK 810D 840D 简明调试手册 - 2006版本)
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。
产品种类
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) 802D
(请参阅:802D 简明调试指南)
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。
SINUMERIK 802D
SINUMERIK 802D
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) 810D
(请参阅:SINUMERIK 810D 840D 简明调试手册 - 2006版本)
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*显威力。
SINUMERIK 810D NC软件选件的一系列**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**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;
刀具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) 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。