第7章典型数控系统简介.ppt

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1、第七章第七章 典型数控系统简介典型数控系统简介7.1 华中数控系统华中数控系统7.2 SIEMENS数控系统数控系统7.3 FANUC数控系统数控系统7.1 华中数控系统华中数控系统7.1.1 华中数控系统介绍华中数控系统介绍 1997年，华中数控系统有限公司以工业年，华中数控系统有限公司以工业PC机为硬件平机为硬件平台，以台，以PC+软件完成全部的软件完成全部的NC功能，开发出功能，开发出“华中华中I型型”数数控系统，实现了国外高档系统的功能，具有优良的性能控系统，实现了国外高档系统的功能，具有优良的性能/价格价格比，具有国际先进水平。近几年来，华中数控系统有限公司比，具有国际先进水平。近几

2、年来，华中数控系统有限公司相继开发出华中相继开发出华中-2000型数控系统型数控系统(HNC-2000)和华中和华中“世世纪星纪星”系列数控系统系列数控系统(HNC-21T车床系统、车床系统、HNC-21/22M铣床系统铣床系统)，以满足用户对低价格、高性能、实用、可靠的系，以满足用户对低价格、高性能、实用、可靠的系统要求。统要求。下一页 返回7.1 华中数控系统华中数控系统7.1.2 典型华中数控系统典型华中数控系统 1“华中华中I型型”数控系统数控系统 （1）“华中华中I型型”数控系统的硬件数控系统的硬件 “华中华中I型型”数控系统采用了数控系统采用了32位工业通用微机，包括位工业通用微机

3、，包括CPU板、显示模板、机箱及电源等。系统配有电子盘用于存板、显示模板、机箱及电源等。系统配有电子盘用于存储系统程序，最大储系统程序，最大16M的零件程序存储器。的零件程序存储器。“华中华中I型型”数数控系统硬件结构如控系统硬件结构如图图7-1所示。所示。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统（2）“华中华中I型型”数控系统的软件数控系统的软件 “华中华中I型型”数控系统在软件系统上实现了开放化和模块化，数控系统在软件系统上实现了开放化和模块化，形成了开放式的软件平台，如形成了开放式的软件平台，如图图7-2所示。所示。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统（3）“华中华中

4、I型型”数控系统适应的机床：数控系统适应的机床：HNC-1M铣床、加工中心数控系统铣床、加工中心数控系统 HNC-1T车床数控系统车床数控系统 HNC-1Y齿轮加工数控系统齿轮加工数控系统 HNC-lP数字化仿形加工数控系统数字化仿形加工数控系统 HNC-lL激光加工数控系统激光加工数控系统 HNC-1G五轴联动工具磨床数控系统五轴联动工具磨床数控系统 HNC-1P锻压、冲压加工数摔系统锻压、冲压加工数摔系统 HNC-1MM多功能小型铣床数控系统多功能小型铣床数控系统 HNC-1MT多功能小型车床数控系统多功能小型车床数控系统 HNC-1S高速组缝机数控系统高速组缝机数控系统下一页上一页返回7

5、.1 华中数控系统华中数控系统（4）“华中华中I型型”数控系统的主要特色：数控系统的主要特色：1)基于基于PC的的CNC数控系统。数控系统。2)以其独特的软件技术在单以其独特的软件技术在单CPU下实现了多通道下实现了多通道16轴控制轴控制和和9轴联动控制。轴联动控制。3)在计算机内不需增加硬件，用打印机实现机床数字控制。在计算机内不需增加硬件，用打印机实现机床数字控制。4)加工轨迹三维图形显示的动态仿真。加工轨迹三维图形显示的动态仿真。5)支持支持DIN/ISO标准标准G代码，可一次性直接运行代码，可一次性直接运行2GB以下以下的大型模具程序的大型模具程序(G代码代码)。6)双向螺距误差补偿功

6、能。双向螺距误差补偿功能。7)内部二级电子齿轮。内部二级电子齿轮。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统8)具有加工断点保护和恢复功能。具有加工断点保护和恢复功能。9)具有参考点返回和多个工作坐标系设置与选择功能具有参考点返回和多个工作坐标系设置与选择功能(G54G59)。10)具有刀具长度和刀具半径补偿功能。具有刀具长度和刀具半径补偿功能。11)汉字操作界面和在线功能。汉字操作界面和在线功能。12)支持支持NT、Novell、Internet网络和软、硬盘数据交换。网络和软、硬盘数据交换。13)具有具有CAD/CAM/CNC一体化集成化功能。一体化集成化功能。14)接触式或非接触式

7、数字化仿形扩展功能。接触式或非接触式数字化仿形扩展功能。15)运动控制开发工具包运动控制开发工具包(C+运动插补函数库运动插补函数库)。16)提供提供INTELCAM自动编程软件。自动编程软件。17)可根据用户要求，配接步进电动机和交流伺服电动机。可根据用户要求，配接步进电动机和交流伺服电动机。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统2华中华中-2000型高性能数控系统型高性能数控系统 华中华中-2000型数控系统型数控系统(HNC-2000)是在华中是在华中I型型(HNC-1)高性能数控系统的基础上开发的高档数控系统。该系统采高性能数控系统的基础上开发的高档数控系统。该系统采用通用工

8、业用通用工业PC机、机、TFT真彩色液晶显示器，具有多轴多通道真彩色液晶显示器，具有多轴多通道控制能力和内装式控制能力和内装式PLC，可与多种伺服驱动单元配套使用。，可与多种伺服驱动单元配套使用。是适合中国国情的新一代高性能、高档数控系统。华中是适合中国国情的新一代高性能、高档数控系统。华中-2000型数控系统产品如下：型数控系统产品如下：下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统HNC-2000M铣床、加工中心数控系统铣床、加工中心数控系统HNC-2000T车床数控系统车床数控系统HNC-2000Y齿轮加工数控系统齿轮加工数控系统HNC-2000P数字化仿形加工数控系统数字化仿形加工数

9、控系统HNC-2000L激光加工数控系统激光加工数控系统HNC-2000G五轴联动工具磨床数控系统五轴联动工具磨床数控系统下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统3华中华中“世纪星世纪星”系列数控系统系列数控系统 华中华中“世纪星世纪星”数控系统是在华中高性能数控系统的基数控系统是在华中高性能数控系统的基础上，为满足用户对低价格、高性能、实用、可靠的系统要础上，为满足用户对低价格、高性能、实用、可靠的系统要求而开发的数控系统。华中求而开发的数控系统。华中“世纪星世纪星”系列数控系统产品如系列数控系统产品如下：下：HNC-21T车床系统车床系统下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控

10、系统HNC-21/22M铣床系统铣床系统 (1)华中华中“世纪星世纪星”数控系统的特点：数控系统的特点：1)可配可配4个进给轴，具有数字量和模拟量接口，可自由选配个进给轴，具有数字量和模拟量接口，可自由选配各种数字式、模拟式交流伺服单元或步进电动机驱动单元。各种数字式、模拟式交流伺服单元或步进电动机驱动单元。最大联动轴数为最大联动轴数为4轴。轴。2)内部已提供满足标准车、铣床控制的内部已提供满足标准车、铣床控制的PLC程序，也可按要程序，也可按要求自行编制求自行编制PLC程序。程序。3)除标准机床控制面板外，配置除标准机床控制面板外，配置40位输入和位输入和32位输出开关位输出开关量接口、手摇

11、脉冲发生器接口、模拟主轴接口。还可扩展量接口、手摇脉冲发生器接口、模拟主轴接口。还可扩展RS485远程输入远程输入/输出接口。输出接口。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统 4)反向间隙和双向螺距误差补偿功能，螺距补偿数据最多可达反向间隙和双向螺距误差补偿功能，螺距补偿数据最多可达5000点。点。5)采用国际标准采用国际标准G代码编程，与各种流行的代码编程，与各种流行的CAD/CAM自动编自动编程系统兼容，具有直线、圆弧、螺旋线、固定循环、旋转、程系统兼容，具有直线、圆弧、螺旋线、固定循环、旋转、缩放、刀具补偿、宏程序等功能。缩放、刀具补偿、宏程序等功能。6)2MB Flash R

12、OM(可扩至可扩至72MB)程序断电存储，程序断电存储，16MB RAM(可扩至可扩至64M B)加工缓冲区。加工缓冲区。7)可扩展数控仿型功能，实现仿型可扩展数控仿型功能，实现仿型/加工一体化。加工一体化。(2)华中世纪星数控单元技术规格见华中世纪星数控单元技术规格见表表71。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统(3)华中世纪星数控单元的外部接口华中世纪星数控单元外部接华中世纪星数控单元的外部接口华中世纪星数控单元外部接口如口如图图7-3所示，数控设备之间的连接如所示，数控设备之间的连接如图图7-4所示。其中所示。其中进给单元接口采用进给单元接口采用X30X33和和X40X43中

13、的一组，也中的一组，也可以进行自由组合，同时控制不同类型的伺服单元或步进单可以进行自由组合，同时控制不同类型的伺服单元或步进单元。元。由于华中数控多年来一直坚持走由于华中数控多年来一直坚持走PC数控的技术路线，在数控的技术路线，在技术上已具有国内领先地位，在国际上也属起步较早企业。技术上已具有国内领先地位，在国际上也属起步较早企业。因此，华中因此，华中I型数控系统成为既具有国际先进水平又有我国技型数控系统成为既具有国际先进水平又有我国技术特色的数控产品。术特色的数控产品。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统7.1.3 华中数控系统的特点华中数控系统的特点 1以通用工控机为核心的开放

14、式体系结构以通用工控机为核心的开放式体系结构 系统采用基于通用系统采用基于通用32位工业控制机和位工业控制机和DOS平台的开放式平台的开放式体系结构，可充分利用体系结构，可充分利用PC的软硬件资源，二次开发容易，易的软硬件资源，二次开发容易，易于系统维护和更新换代、可靠性好。于系统维护和更新换代、可靠性好。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统 2独创的曲面直接插补算法和先进的数控软件技术独创的曲面直接插补算法和先进的数控软件技术 处于国际领先水平的曲面直接插补技术将目前处于国际领先水平的曲面直接插补技术将目前CNC上的上的简单直线、网弧插补功能提高到曲面轮廓的直接控制，可实简单直线

15、、网弧插补功能提高到曲面轮廓的直接控制，可实现高速、高效和高精度的复杂曲面加工。采用汉字用户界面，现高速、高效和高精度的复杂曲面加工。采用汉字用户界面，提供完善的在线帮助功能，具有三维仿真校验和加工过程图提供完善的在线帮助功能，具有三维仿真校验和加工过程图形动态跟踪功能，图形显示形象直观。形动态跟踪功能，图形显示形象直观。下一页上一页返回7.1 华中数控系统华中数控系统3系统配套能力强系统配套能力强 公司具备了全套数控系统配套能力。系统可选配本公司公司具备了全套数控系统配套能力。系统可选配本公司生产的交流永磁同步伺服驱动与伺服电动机、步进电动机驱生产的交流永磁同步伺服驱动与伺服电动机、步进电动

16、机驱动单元与电动机、三相正弦波混合式驱动器与步进电动机和动单元与电动机、三相正弦波混合式驱动器与步进电动机和国内外各类模拟式、数字式伺服驱动单元。国内外各类模拟式、数字式伺服驱动单元。上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统 SIEMENS数数控控系系统统，以以较较好好的的稳稳定定性性和和较较优优的的性性能能价价格格比比，在在我我国国数数控控机机床床行行业业被被广广泛泛应应用用。图图7-5所所示示为为SIEMENS数数控控系系统统的的产产品品类类型型，主主要要包包括括802、8lO、840等等系系列列。本本节节以以SINUMERK 840D数数控控系系统统为为例例，介介绍其组成及功能。

17、绍其组成及功能。下一页 返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统7.2.1 SINUMERIK 802系列数控系统系列数控系统 SIEMENS公司公司SINUMERIK 802系列数控系统中的系列数控系统中的802S和和802C为经济型数控系统为经济型数控系统,可以带三个进给轴。可以带三个进给轴。802S采用带有脉冲及方向信号的步进驱动接口，可以配接采用带有脉冲及方向信号的步进驱动接口，可以配接STEPDRIVEC/C+步进驱动器和五相步进电动机；步进驱动器和五相步进电动机；802C则为则为-10V+10V接口，可配接接口，可配接SIMODRIVE611驱动器。驱动器。802S/802C除三

18、个进给轴外，都有一个除三个进给轴外，都有一个-10V+10V接接口，用于连接主轴驱动。口，用于连接主轴驱动。SINUMERIK 802S/802C包括包括操作面板、机床控制面板、操作面板、机床控制面板、NC单元及单元及PLC模块，可以安装在模块，可以安装在通用的安装导轨上。通用的安装导轨上。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统 SINUMERIK 802D为全数字数控系统，最多可控制为全数字数控系统，最多可控制四个数字进给轴和一个主轴。四个数字进给轴和一个主轴。CNC通过通过PROFIBUS总线于总线于I/O模块和数字驱动模块相连接，主轴通过模拟接口控制。模块和数字驱动模块相

19、连接，主轴通过模拟接口控制。SINUMERIK 802S/802C/802D采用采用SIMATIC S7-200PLC指令集对系统内部的指令集对系统内部的PLC进行编程。进行编程。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统 1SINUMERIK 802S数控系统数控系统 SINUMERIK 802S采用采用32位微处理器位微处理器(AM486DE2)、内装式、内装式PLC、分离式操作面、分离式操作面板板(OP020)和机床控制面板和机床控制面板(MCP)，是适用于经济型数控机床，是适用于经济型数控机床的数控系统，如的数控系统，如图图7-6所示为所示为SINUMERIK802S数控系

20、统数控系统组成。组成。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统 SINUMERIK802S可可控控制制23个个进进给给轴轴和和一一个个主主轴轴，输输出出进进给给脉脉冲冲和和方方向向信信号号至至步步进进驱驱动动器器，并并有有一一个个-10+10V的的接接口口，用用于于连连接接主主轴轴驱驱动动。通通过过RS-232C接接口口与与编编 程程 器器 或或 微微 机机 相相 连连，系系 统统 软软 件件 存存 储储 在在 ECU的的FlashEPROM(闪闪存存)中中，需需支支持持电电源源。PLC模模块块带带16点点数数字字输输入入和和16点点数数字字输输出出，额额电电电电压压为为直直流流

21、24V，输输出出最最大大负负载载电电流流05A。DIO模模块块通通过过总总线线插插头头直直接接连连接接到到CNC模模块块(ECU)上上，输输入入、输输出出点点数数可可根根据据需需要要增增加加DI/O模模块块(最大最大4个个)，可扩展到，可扩展到64点输入和点输入和64点输出。点输出。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统 操操作作面面板板(OP020)采采用用液液晶晶显显示示屏屏幕幕，可可独独立立安安装装在在便便于于操操作作的的位位置置上上，操操作作面面板板和和ECU之之间间由由专专门门的的电电缆缆连连接接起起来来。机机床床控控制制面面板板(MCP)可可以以和和操操作作面面板板

22、(OP020)安安装装在在一一起起，也也可可以以独独立立安安装装，它它们们之之间间由由专专门门的的电电缆缆相相连连接接，MCP上上有有六六个个自自由由定定义义键键，用用户户可可根根据据需需要要设设定定机机床床功功能能。图图7-7所所示示为为SINUMERIK802S连接图。连接图。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统2SINUMERIK 802D数控系统数控系统 SINUMERIK 802D是数字式数控系统，将面板控制单是数字式数控系统，将面板控制单元元(PCU)、键盘、机床控制面板、键盘、机床控制面板(MCP)和通信集成在一个部件和通信集成在一个部件上，通过上，通过PROF

23、IBUS总线与总线与IO模块模块PP7248和驱动装和驱动装置置(SIM0DRIVE 611UE)相连，系统连接如相连，系统连接如图图7-8所示。所示。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统（1）全功能键盘有竖直结构和水平结构可选择。）全功能键盘有竖直结构和水平结构可选择。（2）IO模块模块PP7248与与PROFIBUS连接，提供连接，提供72点数点数字输人和字输人和48点数字输出点数字输出(+24V，025A)。PLC功能相当功能相当于于SIMATICS7-200，有，有2048个标志位，个标志位，32个定时器和个定时器和32个计数器。个计数器。（3）机床控制面板除了操作机

24、床所需的全部按键和开关外，还）机床控制面板除了操作机床所需的全部按键和开关外，还提供了六个用户定义键。提供了六个用户定义键。机床控制面板用两个扁平电缆连接机床控制面板用两个扁平电缆连接到到IO模块上。模块上。（4）增量式光电编码器输出信号为）增量式光电编码器输出信号为sincos 1VPP，065535脉冲脉冲/r，最高频率，最高频率350kHz，主轴编码器输出，主轴编码器输出TTL差分信号。差分信号。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统（5）和）和SINUMERIK 802D相适配的数字式驱动装置为相适配的数字式驱动装置为SIMODRIVE 61lUE。进给轴采用。进给轴采

25、用1FK6系列交流伺服电系列交流伺服电动机，主轴采用动机，主轴采用1PH7系列交流异步电动机。根据电动机的系列交流异步电动机。根据电动机的功率大小，驱动装置选用所需的电源模块和功率模块。驱动功率大小，驱动装置选用所需的电源模块和功率模块。驱动装置中的控制模块为插入式闭环控制单元，带有装置中的控制模块为插入式闭环控制单元，带有PROFIBUS接口，控制电动机的最高频率可达接口，控制电动机的最高频率可达1400Hz。（6）1FK6系列交流伺服电动机是三相交流永磁同步电动机，系列交流伺服电动机是三相交流永磁同步电动机，带有内装增量式或绝对式光电编码器。带有内装增量式或绝对式光电编码器。1PH7系列交

26、流主轴系列交流主轴电动机是电动机是4极笼型感应电动机，内装有用于检测电动机转速和极笼型感应电动机，内装有用于检测电动机转速和转子位置的编码器。转子位置的编码器。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统7.2.2SINUMERIK 840D系列数控系系列数控系统统1840D系统的主要功能与特点系统的主要功能与特点 SINUMERK 840D是全数字化数控系统，具有高度模是全数字化数控系统，具有高度模块化及规范化的结构，它将块化及规范化的结构，它将CNC和驱动控制集成在一块板子和驱动控制集成在一块板子上，便于操作、编程和监控。上，便于操作、编程和监控。下一页上一页返回7.2 SIEM

27、ENS数控系统数控系统 SINUMERK 840D与西门子与西门子611D伺服驱动模块及西伺服驱动模块及西门子门子S7300PLC模块构成的全数字化数控系统，能实现钻模块构成的全数字化数控系统，能实现钻削、车削、铣削、磨削等数控功能，也能应用于剪切、冲压、削、车削、铣削、磨削等数控功能，也能应用于剪切、冲压、激光加工等数控加工领域。激光加工等数控加工领域。840D系统的主要功能及应用：系统的主要功能及应用：下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统 （1）采采用用32位位微微处处理理器器实实现现CNC控控制制，可可用用于于系系列列机机床床，如如车车床床、钻钻床床、铣铣床床、磨磨床床

28、，可可完完成成CNC连连续续轨轨迹迹控控制制以以及及内内部部集集成成式式PLC控控制制，具具有有全全数数字字化化的的SIMODRIVE61l数数字字驱驱动动模模块块，最最多多可可控控制制31个个进进给给轴轴和和主主轴轴，进进给给和和快快速速进进给给的的速速度度范范围围为为1010999mm/min。其其插插补补功功能能有有样样条条插插补补、三三阶阶多多项项式式插插补补、控控制制值值互互联联和和曲曲线线表表插插补补，这这些些功功能能为为加加工工各各类类曲曲线线曲曲面面类类零零件件提提供供了了便便利利条条件件。此此外外，还具备进给轴和主轴同步操作的功能。还具备进给轴和主轴同步操作的功能。下一页上一

29、页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统（2）操作方式主要有）操作方式主要有 AUTOMATIC(自动自动)、JOG(手动手动)、TEACH IN(交互式程序编制交互式程序编制)、MDA(手动过程数据输入手动过程数据输入)。（3）补偿功能）补偿功能840D可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、刀可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、刀具半径补偿、刀具长度补偿、螺距误差补偿和测量系统误差具半径补偿、刀具长度补偿、螺距误差补偿和测量系统误差补偿，反向间隙补偿、过象限误差补偿等。补偿，反向间隙补偿、过象限误差补偿等。（4）安全保护功能。数控系统可通过预先设置软极限开关的方）安全保护功能。数控系统可通过预

30、先设置软极限开关的方法，进行工作区域的限制。当超程时可以触发程序进行减速，法，进行工作区域的限制。当超程时可以触发程序进行减速，对主轴的运行还可以进行监控。对主轴的运行还可以进行监控。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统（5）NC编程编程840D系统具有高级语言编程特色的程序编辑器，系统具有高级语言编程特色的程序编辑器，可进行米制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可进行米制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可同时进行，系统具备可同时进行，系统具备15MB的用户内存，用于零件程序、的用户内存，用于零件程序、刀具偏置、补偿的存储。刀具偏置、补偿的存储。（6）PLC

31、编程编程840D的集成式的集成式PLC完全以标准完全以标准SIMATIC S7模块为基础，模块为基础，PLC程序和数据内存可扩展到程序和数据内存可扩展到288kB，I/0模模块可扩展到块可扩展到2048个输入个输入/输出点，输出点，PLC程序町以极高的采样程序町以极高的采样速率监视数字输入，向数控机床发送运动、停止、起动等命速率监视数字输入，向数控机床发送运动、停止、起动等命令。令。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统（7）操作部分硬件）操作部分硬件840D提供有标准的提供有标准的PC软件、硬盘、奔腾软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在处理器，用户可在Win-dows98/200

32、0下开发自定义的下开发自定义的界面。此外，界面。此外，2个通用接口个通用接口RS-232可使主机与外设进行通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行接口完成程信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并行接口完成程序存储、读入及打印工作。序存储、读入及打印工作。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统（8）显示功能）显示功能840D提供了多语种的显示功能，用户只需按一提供了多语种的显示功能，用户只需按一下按钮，即可将用户界面从一种语言转换为另一种语言，系下按钮，即可将用户界面从一种语言转换为另一种语言，系统提供的语言有中文、英语、德语等。显示屏上可显示程序统提供

33、的语言有中文、英语、德语等。显示屏上可显示程序块、电动机轴位置、操作状态等信息。块、电动机轴位置、操作状态等信息。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统（9）数数据据通通信信840D系系统统配配有有RS-232C/TTY通通用用接接口口，加加工工过过程程中中可可同同时时通通过过通通用用接接口口进进行行数数据据输输入入/输输出出。此此外外，用用PCIN软软件件可可以以进进行行串串行行数数据据通通信信，通通过过RS-232接接口口可可方方便便地地使使840D与与西西门门子子编编程程器器或或普普通通的的个个人人电电脑脑联联接接起起来来，进进行行加加工工程程序序、PLC程程序序、加加工

34、工参参数数等等各各种种信信息息的的双双向向通通信信。用用SINDNC软软件件可可以以通通过过标标准准网网络络进进行行数数据据传传送送，还还可可以以用用CNC高级编程语言进行程序的协调。高级编程语言进行程序的协调。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统2840D系统的基本构成系统的基本构成 SINUMERK 840D数控系统的基本构成如数控系统的基本构成如图图7-9所示，主所示，主要包括以下几部分：要包括以下几部分：（1）NC模块模块 如如图图7-10所示，所示，NC模块接口端的意义如下：模块接口端的意义如下：X101：操作面板接口端，该端口通过电缆与：操作面板接口端，该端口通过

35、电缆与MMC(人机通人机通信接信接u板板)及机床操作面板联接。及机床操作面板联接。X102：RS-485通信接口端，该端口主要是满足西门子通信接口端，该端口主要是满足西门子Profibus DP通信的要求。通信的要求。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统x111：PLC S7-300输入输出接口端，该端口提供了与输入输出接口端，该端口提供了与PLC联接的通道。联接的通道。x112：RS-232通信接口端实现与外部的通信，如要由数个通信接口端实现与外部的通信，如要由数个数控机床构成数控机床构成DNC系统，实现系统的协调控制，则各个数控系统，实现系统的协调控制，则各个数控机床均要

36、通过该端口与主控计算机通信。机床均要通过该端口与主控计算机通信。X121：多路输人多路输人/输出接口端，通过该端口数控系统可与多输出接口端，通过该端口数控系统可与多种外设联接，如与控制进给运动的手轮、种外设联接，如与控制进给运动的手轮、CNC输入输入/输出的输出的联接。联接。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统 X122：PLC编程器编程器PG接口端，通过该端口与西门子接口端，通过该端口与西门子PLC编编程器程器PG联接，以此传输联接，以此传输PG中的中的PLC程序到程序到NC模块，或从模块，或从NC模块将模块将PLC程序拷贝到程序拷贝到PG中，另外还可在线实时监测中，另外还

37、可在线实时监测PLC程序的运行状态。程序的运行状态。X130A、X130B：电动机驱动器电动机驱动器611D的输入输出扩展端口，的输入输出扩展端口，通过扁平电缆将驱动总线与各个驱动模块联接起来，对各个通过扁平电缆将驱动总线与各个驱动模块联接起来，对各个伺服电动机进行控制。伺服电动机进行控制。X172：数控系统数据控制总线端口，通过扁平电缆与各相关模：数控系统数据控制总线端口，通过扁平电缆与各相关模块的系统数据控制总线联系起来。块的系统数据控制总线联系起来。X173：数控系统控制程序储存卡插槽。：数控系统控制程序储存卡插槽。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统（2）电源模块）电

38、源模块 电源模块的接山口端如电源模块的接山口端如图图7-11所示，主要接口端的意义如下：所示，主要接口端的意义如下：图图7-10 NC模块的接口端模块的接口端 x11l：“准备好准备好”信号，由电源模块输出至信号，由电源模块输出至PLC的电源模的电源模块，表示电源正常。块，表示电源正常。X121：使用信号，由：使用信号，由 PLC输出至电源模块、数控模块，表输出至电源模块、数控模块，表示外部电路硬件信号正常。示外部电路硬件信号正常。X141：电源模块电源工作正常输出信号端口。：电源模块电源工作正常输出信号端口。x161：电源模块设定操作和标准操作选择端口。：电源模块设定操作和标准操作选择端口。

39、下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统 X171：线圈通电触头，控制电源模块内部线路预充电接触器：线圈通电触头，控制电源模块内部线路预充电接触器(一般按出厂状态使用一般按出厂状态使用)。X172：起动禁止信号端：起动禁止信号端(一般按出厂状态使用一般按出厂状态使用)。X181：供外部使用的供电电源端口，包括直流电源：供外部使用的供电电源端口，包括直流电源600V与与三相交流电源三相交流电源380V。（3）伺服电动机驱动模块单轴伺服电动机驱动模块见）伺服电动机驱动模块单轴伺服电动机驱动模块见图图7-12，双轴伺服电动机驱动模块见，双轴伺服电动机驱动模块见图图7-13。主要接口端的

40、意义如。主要接口端的意义如下：下：X411、X412：电动机内置光电编码器反馈至该端口进行位：电动机内置光电编码器反馈至该端口进行位置和速度反馈的处理。置和速度反馈的处理。下一页上一页返回7.2 SIEMENS数控系统数控系统X421、X422：机床拖板直接位置反馈：机床拖板直接位置反馈(光栅光栅)端口。端口。X431：脉冲使用端口，使用信号一般由：脉冲使用端口，使用信号一般由PLC给出。给出。X432：高速输入输出接口端。：高速输入输出接口端。X34、X35：电压、电流检测孔，一般供模块维修检测使用，：电压、电流检测孔，一般供模块维修检测使用，用户不得使用。用户不得使用。主轴电动机的驱动可使

41、用上述进给电动机驱动模块驱动，主轴电动机的驱动可使用上述进给电动机驱动模块驱动，另外还有专门的主轴电动机驱动模块，模块的接口端与进给另外还有专门的主轴电动机驱动模块，模块的接口端与进给电动机驱动模块类似。图电动机驱动模块类似。图7-14 840D数控系统典型接线图，数控系统典型接线图，840D数控系统的联接，如数控系统的联接，如图图7-14所示。所示。上一页返回7.3 FANUC数控系统数控系统7.3.1 FANUC数控系统的特点数控系统的特点 （1）系统在设计上采用模块化结构。这种结构易拆装，各个控）系统在设计上采用模块化结构。这种结构易拆装，各个控制板高度集成，便于维修和更换。制板高度集成

42、，便于维修和更换。（2）采用专用）采用专用LSI(大规模集成电路大规模集成电路)技术，以此提高芯片集成技术，以此提高芯片集成度、系统的可靠性，减小体积和降低成本。度、系统的可靠性，减小体积和降低成本。（3）产品应用范围广。每一种）产品应用范围广。每一种CNC装置可配多种控制软件，适装置可配多种控制软件，适用于多种机床。用于多种机床。下一页 返回7.3 FANUC数控系统数控系统（4）不断采用新工艺、新技术：）不断采用新工艺、新技术：SMT(高密度表面安装技术高密度表面安装技术)、多层印制电路板、光导纤维电缆等。多层印制电路板、光导纤维电缆等。（5）CNC装置体积减小，采用面板装配式、内装式装置

43、体积减小，采用面板装配式、内装式PMC以及以及多种形式结构和尺寸规格的控制器，以适应机电一体化的需多种形式结构和尺寸规格的控制器，以适应机电一体化的需求。求。（6）在插补、进给加减速、补偿、自动编程、图形显示、通信、）在插补、进给加减速、补偿、自动编程、图形显示、通信、控制和诊断方面不断增加新的功能。控制和诊断方面不断增加新的功能。（7）以以用用户户特特定定宏宏程程序序、MMC等等功功能能来来推推进进CNC装装置置面面向向用用户开放的功能。户开放的功能。下一页上一页返回7.3 FANUC数控系统数控系统7.3.2 FANUC 0系列数控系统主要产品系列数控系统主要产品 FANUC公司先后开发出

44、的公司先后开发出的FO-MA/MB/MC等系列，等系列，应用于数控机床。应用于数控机床。F0系列有多个品种，它适应于各种中、小系列有多个品种，它适应于各种中、小型机床，例如：型机床，例如：下一页上一页返回7.3 FANUC数控系统数控系统FO-MA/MB/MEA/MC用于加工中心、镗床和铣床。用于加工中心、镗床和铣床。F0MF用于加工中心、镗床和铣床的对话式用于加工中心、镗床和铣床的对话式CNC装置。装置。FO-TA/TB/TEA/TC用于车床。用于车床。F0-TF用于车床的对话式用于车床的对话式CNC装置。装置。FO-TTA/TTB/TTC用于单主轴双刀架或双主轴双刀架的用于单主轴双刀架或双

45、主轴双刀架的4轴轴控制车床。控制车床。F0-GA/GB用于磨床。用于磨床。F0-PB用于回转头压力机。用于回转头压力机。下一页上一页返回7.3 FANUC数控系统数控系统7.3.3 FANUC O系统的基本配置系统的基本配置 FANUC 0系统由数控单元本体、主轴和进给伺服单元系统由数控单元本体、主轴和进给伺服单元以及相应的主轴电动机、进给电动机、以及相应的主轴电动机、进给电动机、CRT显示器、系统操显示器、系统操作面板、机床操作面板、附加的输入作面板、机床操作面板、附加的输入/输出接口板输出接口板(B2)、电池、电池盒、手摇脉冲发生器等组成。盒、手摇脉冲发生器等组成。下一页上一页返回7.3

46、FANUC数控系统数控系统1数数控控单单元元的的基基本本配配置置 FANUC 0系系统统的的CNC单单元元由由主主印印制制电电路路板板(PCB)、存存储储器器板板、图图形形显显示示板板、可可编编程程机机床床控控制制器器板板(PMC-M)、伺伺服服轴轴控控制制板板、输输入入/输输出出接接口口板板、子子CPU(中中央央处处理理器器)板板、扩扩展展的的轴轴控控制制板板、数数控控单单元元电电源源和和DNC控控制制板板等等组组成成。主主板板采采用用大大板板结结构构，其其他他为为小小板板，插插在在主主板板上上面面，如如图图7-15所示。所示。下一页上一页返回7.3 FANUC数控系统数控系统（1）主印制电

47、路板）主印制电路板(PCB)。它用于连接各功能小板，进行故障。它用于连接各功能小板，进行故障报警。主报警。主CPU在该板上，用于系统主控。在该板上，用于系统主控。（2）数控单元电源为各板提供）数控单元电源为各板提供+5V、15V、24V直流电直流电源，其中源，其中24V直流电流用于单元内继电器控制。直流电流用于单元内继电器控制。（3）图形显示板提供图形显示功能，便于人机交互，并且还提）图形显示板提供图形显示功能，便于人机交互，并且还提供第供第2、3手摇脉冲发生器接口。手摇脉冲发生器接口。（4）PC板板(PMC-M)。PMC-M为内装型可编程机床控制器，提为内装型可编程机床控制器，提供输入供输入

48、/输出板扩展接口。输出板扩展接口。（5）基本轴控制板）基本轴控制板(AXE)。提供。提供x、y、z和第和第4轴的进给指令，轴的进给指令，接收从盖、接收从盖、y、z和第和第4轴位置编码器反馈的位置信号。轴位置编码器反馈的位置信号。下一页上一页返回7.3 FANUC数控系统数控系统（6）输入）输入/输出接口通过插座输出接口通过插座M1、M18和和M20提供输入点，提供输入点，通过插座通过插座M2、M19和和M20提供输出点，为提供输出点，为PMC-M提供输提供输入入/输出信号。输出信号。（7）存储器板接收系统操作面板的键盘输入信号，提供串行数）存储器板接收系统操作面板的键盘输入信号，提供串行数据传

49、送接口、第据传送接口、第1手摇脉冲发生器接口、主轴模拟量和位置编手摇脉冲发生器接口、主轴模拟量和位置编码器接口、存储系统参数、刀具参数和零件加工程序等。码器接口、存储系统参数、刀具参数和零件加工程序等。（8）了）了CPU板用于管理第板用于管理第5轴、第轴、第6轴、第轴、第7轴的数据分配，轴的数据分配，提供提供RS-232C和和RS422串行数据接口等。串行数据接口等。下一页上一页返回7.3 FANUC数控系统数控系统（9）扩展轴控制板）扩展轴控制板(AXS)。它是用于提供第。它是用于提供第5轴、第轴、第6轴的进给轴的进给指令，接收从第指令，接收从第5轴、第轴、第6轴位置编码器反馈的位置信号。轴

50、位置编码器反馈的位置信号。（10）扩展轴控制板）扩展轴控制板(AXA)。它是用于提供第。它是用于提供第7轴、第轴、第8轴的进轴的进给指令，接收从第给指令，接收从第7轴、第轴、第8轴位置编码器反馈的位置信号。轴位置编码器反馈的位置信号。（11）扩展的输入）扩展的输入/输出接口通过插座输出接口通过插座M61、M78和和M80提供提供输入点，通过插座输入点，通过插座M62、M78和和M80提供输出点，为提供输出点，为PMCM提供输入提供输入/输出信号。输出信号。（12）通信板）通信板(DNC2)。提供数据通信接口。提供数据通信接口。下一页上一页返回7.3 FANUC数控系统数控系统 2控制单元的连接