西门子数控系统

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1、 西门子数控系统调试，编程和维修概要〔一〕 一一西门子数控系统调试，编程和维修概要 西门子公司数控系统产品结构 数控系统的根本构成 西门子数控系统调试，编程和维修概要〔二〕 一一西门子数控系统调试，编程和维修概要 西门子840D系统的组成 SINUMERIK840D是由数控及驱动单元〔CC或NCU , MMC,PL成块三局部组成，由于在集成系统时，总是将 SIMODRIVE611酬动和数控单元〔CC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MMG口 OP组成： MMC

2、( Man Machine Communication ) 包括：OP (Operation panel )单元， MMC,MCPMachine Control Panel )三局部。 MM(X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［勺控制软件也在这台计算机中。 1. MMC 我们最常用的MM(Cf两种： MCC100.牙口 MMC10素中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘； 而MMC103勺CPIK；奔腾， 可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810配MMC100.2而为SINUME

3、RIK840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 MM碘块，目前有三种 PCU^块——PCU20 PCU50 PCU70, PCU20对应于 MMC100.2不带硬盘，但可以带软驱；PCU50 PCU70寸应于 MMC10如以带硬盘，与MMC 不同的是：PCU50勺软件是基于WINDOWS NT。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，PCU2索载的是嵌入式 HMI,而PCU5侪口 PCU70 那么装载高级HMI. 2.OP OP单

4、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,OP032骅，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 MCF^锐床版MCFW种。对810D和840D, MCP勺MPI 地址分别为14和6,用MC而面的S3开关设定。 对于 SINUMERIK840吭用了 MPI (Multiple Point Interface )总线技术，传输速 率为187.5k/秒，OP单元为这个总线

5、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。 •数控及驱动单元 1. NC U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勺通讯它由一个COM CPU 板.一个PLC CPUK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＞为 NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2 (12 轴)，NC

6、U573.2 (31 轴)等假设干种，同样, NCW元中也集成 SINUMERIK840敝控CPW口 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插槽等，所不同的是 NCIH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：运动控制的执行局部 ，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它包括两局部：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

7、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灼不带馈入装置，极为 U/E电源模块； 凡大于15KW灼需带馈入装置，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局部使用的是西门子 SIMATIC S7-300的软件及模 块，在同一条导轨上从左到右依

8、次为电源模块( Power Supply ),接口模块 (Interface Module )机信号模块(Signal Module )。的 CPU^ NC的 CPU^集成在 CCU 或NCU+的 景多8个头模埃 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 0 840D系统的MMC HHU MCFtK通过一根 MPI电缆挂在 NC耻面，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局部的部件 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。 9 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。 ^101 操侑面板接口 〔OPD PRQFIBU5 接 口 XU2 预留接口〔ICT与NCU通ifl〕 SIMATIC 接口〔IH361〕 NPI

10、 接口〔HPI〕 心 I/D按口〔电菠分配盒〕 I&/H2 错误和状态灯 7段显示 复位/me技钿 NCK启动开关 PLC启动开关 XU0A XH0B SIMODRIVE611。接口 数字模块功□扩展接口 〔CW干1 设备总线授口 汨无一'?e^CIAlfflS〔X173J XI力 CU573〕 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端翻开插座的封盖，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. 6

11、11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 和供应功率模块用的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

12、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。 P600M60掘600V 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

13、，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=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

14、块的时候要检查模块顶 部的拨码开关的设置，否那么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:电压检测端子，供诊断和其它用途用。 ?7: P24 , +24V ?45: P15, + 15V

15、 ?44: N15, - 15V ?10: N24, -24V ?15: M 0V 臼电源模块上面有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 亮表示使能信号丧失(63和64),黄灯亮表示模块准备好信号，这时 600V直流电压已 经到达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 611D控制模块与数控系统主要是通过一根数据总线相连，根本没有太多的接口

16、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 BERg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，比方转速，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 的热敏电阻值是通过该插座的 13和25脚输入，该热敏电阻在常温下为 580欧

17、，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®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 611A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: 电机反应接口，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

18、，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，当电机内部温度到达 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是控制使能，常常把它和 NC侧给定信号 的控制使能相连。 X341:

19、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〕 一一西门子数控系统调试，编程和维修概要 840D系统操作 ★ SINUMERIK840D/810或SINUMERIK FM-N花机床的CNC空制系统，可以通过CNC空制 系统的操作面板执行以下根本功能： •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MM〔M几个MM〔±间或一个 NC或几个NC之间建立通信链接〔M:N,m-MM〔CI置 和 n-NCK/PLC装置〕 用户接

20、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勺RAM®执行,所以对MMC10或PCU5软讲,需 要先把程序装载到 NCK®，但对于特别长的程序，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MM或有SINDNCa件，还可以从网

21、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NC煌面一个固定的 MD愆冲区里，可以把MD/®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 MD班冲区来. • REPOS!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. •程序模拟：840D支持在程序正式运行前进行图形模拟

22、 ，以减少程序的故障率，但由于 MM策统的不同，模拟的方法不一样，在MMC10先，程序模拟完全在 MMC执行，故模拟中 不会对NC史生影响，但在MMC100.A，程序模拟在NC煌面执行，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.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三局部分别连接正确： (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)

23、。 (2) MM(M MCP勺+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，将硬件的三大局部互相连接，连接时应注意： (1) PI和OPI总线接线一定要正确。 (2) CU或NCg S7的IM模块连线。 2. 检查 在正确完成所有机械的和电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佥测条件 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

24、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，那么应不接这些外部设备为宜；如一定要接入，那么连接电缆应 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PLC出发的活到NC或PLC#线缆应使用SIEMEN龊供的电缆； (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，那么应走屏蔽穿线管(金属)

25、； (6) 以下距离应尽可能小： ——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( Electromagnetic 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) 如防止不了接处电子模块，那么请不要触摸模块上组件的针脚或其他导电部位; (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外表上(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

26、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--> "T ； •启动NC如NC已启动，可按一下复位按钮 S1; •待NC启动成功，七端显示器显示“ 6〞，将S3--> “0〞 ； NC总清执行完成 NC总清后，SRA衲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：

27、•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〞 一-> “3〞 一-> “2〞 ； =>PS灯先闪, 后又壳，PF灯壳(有时PF等不壳)； •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总清后，PLC程序可通过STEP楸件传至系统，如PLC总清后 屏幕上有报警可作一次 NCK®位(热启动)。 开机与启动 第一次启动后，NCU犬态显示(一个七段显示器及一个复位按钮 S1两列状态显示灯

28、及两个启动开关 S3和S4。(如以下图) 在确定S3和S4均设定位“0〞，那么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，说明NCK±电正常；此时，" +5V'和“SF'灯亮，说明系统 正常；但驱动尚未使能，而 PLC状态泽“PR灯亮，说明 PLC运行正常。 • MMC:MMC启动时通过 OP显示来确认的，如果是 MMC100.2在启动的最后，在屏 幕的下面会显示一行信息"Wait For NCU Connection : x x Seconds〞如 MMCf NCU 通讯成功，那么SINUMERIK 810D/840D的根本显示会出现在屏幕上，一般是“机床〞操

29、作 区，而MMC103^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，MC吐的所有灯饰不停闪烁的，一旦 PLC成功启动，且基 本程序状如那么只有在 OB1种调用FC19或FC25,那么MC吐的灯不再闪烁，此时 MCF^P 可以使用。 • DRIVE SYSTEM只有NC,PLC和MM嘟正常启动后，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“ SIMODRIVE611D' Start -up Tool软件，而 MMC10M直接在OP031上做，然后用PLC处理相应

30、信号即可。 这样，系统再启动后，SF灯应灭掉。 含义 出发一卜硬件厦位，技制却驱习夏位后充格•故. 1TMIS2 碰 村血厦客寓岫〔和网I濡牝 加一非屏簌中段 S3 旎同美 HCK启劫开是 位置功正常虐动 位置L启动位置〔缺省值心动〕 fiS..伽 S4 钏开美 FIT模式选择升美 位置川PLC运行 0置 li FLC iafi P 位置由PLC停止 密置 E1〔左 列］ft示 n 示H +5%电御t电压在春差箱囿内时环 1-IFBCK官利设程中,其益控器装雁发时.CtH秃 CF*当COM右程尊蒙出一个报警时.虾丁

31、亮 琳】 红灯 CBil过GFI号口理行栽据侍带.此将无- CPii^PC的MH挨口进并胜制通时,此H晃 黄灯 列示 灯/ F? FL。运什此在・ F5PLC停止状茶. FF当FLC盆控群首出T*根警时日此灯*凹PU?溢捏整编出 一卜推餐*L所有4个灯球- FFOPLC陞制状态， MR571•肯为 来用.提位时蛆暂尧• HCU573 2PLC HP ECPU115 2DP上的春唔皿〞的帏记 ■打风国耒配■或者配置T颐有的从站未技珞 •州阻DPftlT，或f 队出从站芸知 •灯岛 情谋〔m＞墨皿恙曾牌»ff〕 / g ten. 岫 ,灯，

32、黄灯, 困 觥荐支持输出的j*和制斯陪0虐命完成后，正常状忑显示V 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〔大.arc 〕 〔3〕 数据不允许修改，文件都用二进制各式〔或称作 P

33、C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MMC10M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，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"} 〞 一-> “ Series Start-u p〞选择存档内容 NC,PLC,MMCf定义

34、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〔PQ ; PG —-编程器〔PG ； Disk —-> MM〔®f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〕 假设选择备份数据到硬盘，那么："Archive "〔垂直菜单〕—> "Start ". ?数据恢复 MMC10的操作步骤〔从硬盘上恢复数据〕： a: "Service "； b: 扩展键“} 〞 ； c: "Series

35、 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，传送的原那么是： 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〕 一一西门子数控系统调试，编程和维修概要 坐标系 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：用坐标所到达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局部 2 .绝对坐标：所有位

36、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，可以防止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。 平面 标识 横切方向 G17 X/Y 7/Y Vq G19 Y/Z X<- 4. 零点的位置 在NC机床上可以确定不同的原点和参考点位置，这些参

37、考点： 而于机床定位 ?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=H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： 扯立坐标系 1 .带机床零点M的机床坐标 2 .根底坐标系〔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 R+-1 争 1X Bv 轴确实立 编程时，通常用到以下轴： 机床轴：可以在机床

38、数据中设置轴的识别符，识别符： XI、Y1、Z1、A1、B1、C1、U1、 VI、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 Uk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 指令轴〔运动同步轴〕：由同步运动的指令生成指令轴，它们

39、可以被定位，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自连接的实际存在的轴，它们的位置会受到这个 NCU勺控制， 连接轴可以被动态分派给不同的 NCU!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。

40、 ?由PLC控制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 地址 含义卜 N 程序编号的地址卜 10 程序段编号卜 G 预备功能。 KLZ 位置数据插补参数， F S 主轴速度Q T 刀具编号卜 D 刀具偏置编号计 M 杂用功能*J H . 辅助功能卜 邀据类型 带正负号的整数 士1〕・ REAL 实数〔带十进制的分数〕 土。广…100» BOOL 由代码魂定I个ASSCII字符 0…25位 STRING 字符乳 在［…］中的字符串， 0-255数值的序列# 景多为200

41、个字符〜 A3OS 轴的赢〔轴地址〕 通道上任,轴的繇 FRAME 翻译.旋转.比例和镜像的几何参数. 沛令： 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

42、偿到轮廓右侧 G40 :解除刀具半径补偿 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

43、 S:主动主轴的速度〔单位：rev/min 〕 T:调用刀具 D: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) 一一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局部， 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 区域 说明Q 从 1000 到 1799^' 驱过用机床数据• 从 9000 到 9 999- 操作面板用机床教据- 从 10000 到 18999， 通用机床数据. :从 19000 到 1999% 预留・ 从20000到2899申 通道类

44、机昧数据・ ,从 29000 到 29999* 预困 从 30000 到 38999^ _一 - _ 从 39000 到 3999%、 预留， 从虹硕J到4199纣 通用设足数据• 从42000到此漪％ 通道萸设定数据/ 从 43000 到 43999， 轴类设定 从51000 到 61999/ 编津慎怀用通用机床触 从 62000 到 62999- 编坪循环用通道类机床教据・ 从63000到5399冬 编岸情邪用轴类机床敷据・ 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

45、 MD( Channel Specific ): MD20000 - 一设定通道名CHAN1 MD20050[n]- 一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 MD20060[n]- 一设定所有几何轴名 MD20070[n]- 一设定对于此机床存在的轴的轴序号 MD20210[n]- 一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®位！ (2) 轴相关 MD(Axis-specific ): MD30130 - 一设定轴指令端口 =1 MD30240 - 一设定轴反应端口 =1 如此二参数为“ 0〞，那么该轴为仿真轴。此时，再一次NCK®位，这

46、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.&、须借助 “SIMODRIVE611D START-UP TOOL软件，而MMC10列直接在 OP上进行，大致需要 对以下几种参数设定: Location: 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 - tOK此时再做一次NCKM位。启动后显 示300701报警。这是愿位灰色的 FDD,MS咬为黑色，可以选电机了； 1. 操作步骤如下： FDD-t Motor Controller- t M

47、otor Selection- t 按电机铭牌选相应电机 -t OK t OK t Calculation 2. 用Drive+或Drive-切换做下一轴： MSDi MotorController - t MotorSelection 按电机铭牌选相应电机 -t OK t OK t Calculation 最后-t Boot File- t Save BootFile- t Save All, 再做一 次NCKM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，那么步骤如下： (1) 先将该轴设为旋转轴： M

48、D30300=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 MD35110[0] MD35110[1] MD35130[0] MD35130[1] 设定相关速度参数 MD36200[0] MD36200[1] 再做NCKM位 启动后，在MDk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丁方式下 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，那么需对其进行优化。 参数生

49、效模式 POWER ON (po)重新上电 NCU 模块面板上的“ RESET键 NEW_CONFf )新配置 MMC 上的软件 " Activate MD RESET( re )傅卫 IMMEDIATELY so) 控制单元上的“ RESET键 值输入以后 数据区域 $MM_ $MN_/$SN_ $MC_/$SC_ $MA_/$SA_ $MD 操作面数据 通用机床数据/设定数据 通道专用机床数据/设定数据 轴专用机床数据/设定数据 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:JO

50、G速度设定 MD 10240:物理单位，“ 0〞英制，“ T公制 MD 20070:通道中有效的机床轴号 MD 20210:通道中的通道轴名称 MD 30130:设定指输出类型，值为“ T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，“ T位相对编码器，“ 4〞为绝对编 码器，主轴时，值为“ T MD 30300:旋转轴/主轴，值为“ T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，“ T为主轴 MD 36200:轴速度极限

51、 西门子数控系统调试，编程和维修概要〔六〕 一一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：建工程-T建站-T组态硬件 ?自动组态：用线缆建 PLC与840D相连，用自动组态自

52、动识别〔上载站〕将 PLC传到计 算机： PLC-tUPLOAA选MPI地址=2,假设地址=3,将包括 PLC和NCU 假设备份PLC,那么过程为： 新建Project- tplc - tupload 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： 〔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：翻开 S7-t新建文件-TINSERT- tSTATION—SIMATIC 300- t双击 HARDWARE- 出

53、现框-TINSERT- tHARDWAREOMPONENT-PROFILE tSTANDARD^S300- TRACK300 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 CLR SET S R FP后必须跟中间存放器 运算结果，

54、清零 置1 置位1 清零 块 ?STEP7中常用BLOC旋要有几种：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®环执行的程序。上电 后首先执行OB10Q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PCW口 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

55、输出地址的起始地址 控制面板的MPI地址：MCPIBUSADR=6 ? OB1 块 FC2 :根本NC尚PLC通讯的 NCI^t PLC FC2 必须在OB1的开始局部 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 MMCb显示报警文本 调用FC10,有两个参数需设置 TouserIF=TRUE 〔相当于 1〕和 FALSE 〔相当于 0〕 Quit:=I3.7 〔报警文本〕。报警复位键〔RESET地址I3.7 FC19 :机床控制面板主程序 FC19 “MCPIFM' BAGNO 〔方式

56、组号〕=B#16#1 〔B—— B进制 16 —16 进制〕 CHANNO 〔通道号〕=B#16#1 SPINDLEIFNO: = B#16#4 〔主轴号〕 FEEDHOLD =M100.0〔进给暂停〕 SPINDLEHOLD =M100.1 〔主轴停止〕 ?DB块 1 . DB模块类型主要有： DBB ——数据模块类型 DBW ——数据块字〔16位〕 DBD ——数据块双字〔32位〕 2 .数据类型： DOUBLE:实型或整型数，输入范围土 4.19 X 10 -307 ± 1.67 X 10308 DWORD:整型数，范围为-2.147 X 109 2.147 X

57、 109 BOOLEAN:0 获 1 BYTE: 整型数，范围位-128 127 STRING: 最多16位字符串 3 .常用数据块功能 DB2: 报警接口信号。该信号是从 PLC到NCK在PLC中设置相应的位就能在 MMC 上产生相应的报警号〔7开头的报警是机床场假设定的〕 DB10: 显示NCUB勺状态，用来交换 NCK勺快速I/O的状态的接口，还有一些 NCK 的状态信号 DB11: 方式组信号接口 DB19: 操作面板信号接口 DB21 — DB30:通道信号接口 DB31 — DB61:轴/主轴的接口信号 4 .调试中通用的数据块主要由： DBX6.0: 进

58、给使能禁止 DBX6.1: 读入使能禁止 DBX7.0: 启动使能禁止 PLA NC DBX7.7: 通道复位 DBX194.0 ——-DBX206.3 NO PLC DBX1.5: 测量系统1生效 DBX1.6: 测量系统2生效 DBX2.1: 控制使能 DBX21.7: 脉冲使能〔如没有，那么为自由停止〕 DBX4.3: 轴停止 PLA NC DBX12.0: 轴负向硬限位 DBX12.1: 轴正向硬限位 DBX12.7: 回零减速 DBX61.7: 电流环有效 DBX61.6: 速度环有效 DBX61.5: 位置环有效 DBX61.4: 轴静止 DBX8

59、3.5: 主轴速度在设定范围内 西门子数控系统调试，编程和维修概要〔七〕 一一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：建工程-T建站-T组态硬件 ?自动组态：用线缆建

60、 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-tUPLOAD 1 选MPI地址=2,假设地址=3,将包括 PLC和NCU 假设备份PLC,那么过程为： 新建Project-^plc-Tupload 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： 〔1〕 symbols符号表 如I40.1为第40个字节第1位 〔2〕 BLOCKS功能块 汗动组态： 过程： 翻开 S7—新建文件-tINSERT-tSTATION-tSIMATIC 300-—双

61、击 HARDWARE- t 出 现 框 -T INSERT-t HARDWARE COMPONENT- t PROFILE-t STANDARD -T S300-T RAC K300 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〔LA。: 语句表〔STL〕: 功能块图〔FBD : 语句表编程常用指令： 与指令： 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

62、跟中间存放器 CLR运算结果，清零 SET 置 1 S 置位1 R 清零 块 ?STEP7中常用BLOC旋要有几种：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 FG 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^ PLC上电后先执行，只执行 一次；OB1是PLC CPlffi环执行的程序。上电后首先执行 OB10Q再执行OB 1〔反复执行； OB100调用FB1 〔西门子编好〕 FB1是系统里用OPI总线连接PCW口 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