数控系统选型介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,常用数控系统：,德国SIEMENS数控系统,（FM-NC/802S/802C/802D/810D/840D/840Di）,日本FANUC,（,POWER-MATE，0/0i，16i/18i/21i，最新的30i系统,）,日本三菱电机,西班牙FAGOR,（8025/8030/8040/8050/8055-i）,法国NUM,（1020/1040/1060/1050）,德国博世力士乐,( Bosch Rexroth),华中数控 航天数控 蓝天数控 广州数控,FANUC数控系统,FANUC 0i数控系统的特点,结构紧凑 , 占用空间小 , 便于安装排布。,采用全字符键盘 , 可用 B 类宏程序编程 , 使用方便。,用户程序区容量比 OMD 大一倍 , 有利于较大程序的加工。,使用编辑卡编写或修改梯形图 , 携带与操作都很方便 , 特别是在用户现场扩充功能或实施技术改造时更为便利。,使用存储卡存储或输入机床参数、 PMC 程序以及加工程序 , 操作简单方便。使复制参数、梯形图、机床调试程序的过程十分快捷 , 缩短了机床调试时间 , 明显提高数控机床的生产效率。,系统具有,HRV(,高速矢量响应,),功能,伺服增益设定比,OMD,系统高一倍,可使轮廓加工误差减少一半。以切圆为例,同一型号机床,OMD,系统的圆度误差通常为,0020.03m,换用,Oi,系统后圆度误差通常为,0.010.02mm,。,机床运动轴的反向间隙,在快速移动或进给移动过程中由不同的间补参数自动补偿。这有利于提高零件加工精度。,Oi,系统可预读,12,个程序段,比,OMD,系统多。结合预读控制及前馈控制等功能的应用,可减少轮廓加工误差。小线段高速加工的效率、效果优于,OMD,系统,对模具三维立体加工有利。,与,OMD,系统相比,Oi,系统的,PMC,程序基本指令执行周期短,容量大,功能指令更丰富,使用更方便。,Oi,系统的界面、操作、参数等与,18i,、,16i,、,21i,基本相同。熟悉,Oi,系统后,自然会方便地使用上述其它系统。,系统连接图1,电源模块,CX1B,CX1A,CX2B,CX2A,JX1B,JX1A,JX1A,JX1A,JX1B,JX1B,CX2B,CX2B,CX2A,CX2A,JA7B,JA7A,JS1A,JS2A,JS3A,JS4A,JS2B,JS1B,JS2B,JS1B,JY2,TB2,TB2,TB2,TB2,TB2,JF1,JF1,JF2,JF2,主轴模块,伺服模块1,伺服模块2,显示单元,JA1,JA2,MDI键盘,RS232接口,手摇脉冲发生器,机床操作面板,系列伺服模块,I/O单元,JD5A,JA3B,JD1A,控制单元,系统连接图2,1.电源模块,为主轴模块和伺服轴模块提供电源，主要分为PSM, PSMR, PSM-HV, PSMV-HV四种，输入电压分为交流200V和400V两种。,电源模块型号：,PSM 1 - 2 3,PSM:电源模块,1：制动形式。“无”=再生制动，“R”=能耗制动，“V”=电压转换型再生制动，“C”=电容制动。,2：输出功率。,3：输入电压，“无”=200V，“HV”=400V,例：PSM-15 输入电压为200V，输出功率为15KW，再生制动的电源模块。,1,3,2,1,3,2,2.伺服模块,接受从控制单元发出的进给速度和位移指令信号。经转换和放大后，驱动伺服电机。主要分为SVM、SVM-HV两种，其中SVM型的一个单独模块最多可带三个伺服轴，而SVM-HV型的一个单独模块最多可带两个伺服轴。,伺服模块型号：,SVM 1 - 2 / 3 / 4 5,SVM：伺服模块,1：轴数。“1” = 1轴伺服模块，“2” = 2轴伺服模块，,“3” = 3轴伺服模块。,2：第一轴最大电流。,3：第二轴最大电流。,4：第三轴最大电流。,5：输入电压，“无” = 200V，“HV” = 400V,例：SVM1-12,输入电压为200V、1轴、最大电流为12A的伺服模块。,3.主轴模块,用于驱动主轴电机。主要分为SPM,SPMC,SPM-HV三种。,主轴模块型号：,SPM 1 / 2 3,SPM：主轴模块。,1：电机类型。“无”=系列，“C”=C系列。,2：额定输出功率。,3：输入电压，“无”=200V，“HV”=400V,例：SPM-15 输入电压为200V，输出功率为15KW，系列主轴电机模块。,SIEMENS数控系统选型介绍,西门子主流数控系统对照表,802S,802C,802D,810D,840D,840C,进给轴/主轴,3/1,3/1,4/1,6/1+1,6/6,30/6,驱动系统,步进驱动,611A/U,611U,611D,611D,611D,插补轴,3,3,3,4,4,5,通道,1,1,1,1,2,6,PLC编程,S7-200,S7-200,S7-200,S7-300,S7-300,S5 135WB2,龙门同步轴,NO,NO,NO,NO,YES,YES,HMI硬盘,NO,NO,NO,YES,YES,YES,性能,经济型,经济型,经济型,中档,高档,高档,1概述,810D/840D数控系统由数控及驱动单元，MMC，PLC模块三部分组成。,MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation Panel)单元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。,PLC模块包括：电源模块（PS），接口模块（IM）和信号模块(SM)，它们并排安装在一根导轨上。,OP,操作面板,MMC,人机接口单元,Machine,Tool机床,SIMODRIVE,611D驱动单元,SIMATIC,S7-300 PLC单元,NCU,数控单元,MCP,机床控制面板,Encoder,光栅,Motor,伺服电机,2数控及驱动单元,2.1 810D与CCU,数控单元是SINUMERIK 810D的核心，它被称为CCU(Compact control unit)单元。CCU单元内部集成了数控核心CPU和SIMATIC PLC的CPU，包括810D数控软件和PLC软件，带有MPI接口，RS232接口，手轮及测量接口，还集成了SIMODRIVE驱动功率模块，体现了数控及驱动的完美统一。,CCU单元有两轴版和三轴板两种规格；两轴版用于带两个最大不超过11NM(9/18A)进给电机的驱动；三轴版用于带两个最大不超过9NM(6/12A)进给电机的驱动和一个9kw的主轴驱动。,CCU单元上有6个反馈接入口，最大可带5轴包括1主轴（带位置环），根据需要可在CCU单元右侧扩展SIMODRIVE 611D模块。,2.2 840D与NCU,840D数控单元被称作NCU(Numerical Control Unit)单元，是,数控系统的控制中心和信息处理中心。,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等若干种。同样的，NCU单元内部集成了数控核心CPU和SIMATIC PLC的CPU，包括840D数控软件和PLC软件，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，所有驱动模块均排列在其右侧。,最多可以配,31,个轴，其中可配,10,个主轴。,可以实现五轴联动,2.3 驱动模块,810D/840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE 611D，,数控和驱动的接口信号是数字量，通过驱动总线接口，挂接各轴驱动模块。,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和驱动装置提供控制和动力电源，产生母线电压，同时监测电源和模块状态，根据容量不同，小于15kw不带馈入装置，大于15kw均需带馈入装置。,SIMODRIVE 611D是新一代数字控制总线驱动的交流驱动，分为双轴模块和单轴模块，进给电机可采用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。,3 OP单元和MMC,3.1 OP单元和MPI,OP,的作用是：显示数据及图形，提供人机显示界面；编辑、修改程序及参数；实现软功能操作。,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。,对于810D/840D应用了MPI(Multiple Point Interface)总线技术，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。,3.2 MMC,主要作用是完成机床与外界及与PLC-CPU、NC-CPU之间的通信，内带硬盘，用以存储系统程序、参数等。MMC实际上就是一台计算机，它有自己独立的CPU, 还可以带硬盘，带软驱。OP单元正是这台计算机的显示器。常用的MMC有两种，MMC100.2的CPU为486，不能带硬盘；而MMC103和PCU50的CPU为奔腾，可以带硬盘，通常810D配MMC100.2，为840D配MMC103或PCU50。,3.3 MCP,主要作用是完成数控机床的各类硬功能键的操作。（,1,）操作模式选择（,2,）完成轴的点动进给、回参考点和增量进给。（,3,）自定义键区供用户使用（,4,）主轴操作区主轴倍率开关，（,5,）进给轴操作区进给轴倍率开关，（,6,）急停按钮实现机床的紧急停车，切断进给轴和主轴的驱动使能。,MCP(Machine Control Panel),是专门为数控机床而配置的，有车床版和铣床版，他也是,MPI,上的一个节点。,4 PLC模块,SINUMERIK 810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子的SIMATIC S7-300软件及模块，在同一条导轨上从左到右依次为电源模块，接口模块及信号模块，PLC的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中。,最大可以配2048输入和2048输出，而且采用了Profibus现场总线和MPI多点接口通信协议，大大减少了现场布线。,5. 软件系统,软件系统包括4大类软件：MMC软件系统、NC软件系统、PLC软件系统和通信及驱动接口软件。,1. MMC软件系统,在MMC102/103以上系统均带有5GB或10GB的硬盘，内装有基本输入、输出系统（BIOS），DR-DOS内核操作系统、Windows操作系统，以及串并口、鼠标和键盘接口等驱动程序，支撑SINUMERIK与外界MMC-CPU、PLC-CPU、NC-CPU之间的相互通信及任务协调。,2. NC软件系统,NC软件系统包括下列内容：(1)NCK数控核初始引导软件该软件固化在EPROM中。(2)NCK数控核数字控制软件系统它包括机床数据和标准的循环子系统。 (3)SINUMERIK 611D驱动数据它是指数控系统所配套使用的SIMODRIVE 611D数字式驱动系统的相关参数。(4)PCMCIA卡软件系统在NCU上设置有一个PCMCIA插槽，用于安装PCMCIA个人计算机存储卡，卡内预装有NCK驱动软件和驱动通信软件等。,3. PLC软件系统,PLC软件系统包括PLC系统支持软件和PLC程序。(1)PLC系统支持软件它支持SINUMERIK 840D数控系统内装的CPU315-2DP型可编程逻辑控制器的正常工作，该程序固化在NCU内。(2)PLC程序它包含基本PLC程序和用户PLC程序两部分。,4.,通信及驱动接口软件,它主要用于协调,PLC-CPU,、,NC-CPU,和,MMC-CPU,三者之间的通信。,系统软件结构,810D系统连接图,840D系统连接图,6 举例,6.1 铣床，X,Y,Z三轴，主轴，刀库,SINUMERIK 810D,OP031操作面板10.4寸TFT16FC5 203-0AB10-0AA0,OP032S机床控制面板 1 6FC5 203 0AD10 0AA0,带系统软件的MMC100.216FC5 210 0DA21 2AA1,MPI总线电缆（带三个连接器，长5米）16FX2 002 4EA04 1BA0,带系统软件的CCU模块1,CCU盒1,电缆分配器1,电子手轮1,电子手轮电缆（长5米）1,SINUMMERIK 810D工具软件1,简单分布式输入输出模块64 I/32 O2,连接电缆1,SIMATIC S7-300,CCU模块与I/O模块间的连接电缆（长2.5米） 1,SIMODRIVE 611,馈入/再生反馈模块16kw，内部冷却1,滤波器1,两轴型功率模块1,SIMODRIVE motors,1FK6电机（7NM，带制动器）1,动力电缆（带制动器引线，长7米）1,反馈电缆（长7米）1,1FT6电机（6NM）1,动力电缆（长8米）1,反馈电缆（长8米）1,1FT6电机（5NM）1,动力电缆（长5米）1,反馈电缆（长5米）1,1FT6电机（7NM）1,动力电缆（长6米）1,反馈电缆（长6米）1,1PH7主轴电机1,动力电缆（长6米）1,反馈电缆（长6米）1,6.2 铣床，四个进给轴，一个主轴，一个刀库,SINUMERIK 840D,OP012操作面板，12.1寸TFT16FC5 203 0AF02-0AA0,OP032S机床操作面板 1,带系统软件的PCU（Pentium 2/333MHz）1,软驱带0.5米电缆1,MPI总线电缆（带三个连接器，长5米）1,带系统软件的NCU573.3模块1,NCU盒1,电缆分配器1,手持单元1,手持单元电缆（长5米）1,SINUMMERIK 840D工具软件1,SIMATIC S7-300,IM361接口模块2,连接电缆（长1米）2,16点输入模块SM321（24V）8,16点输出模块SM322（0.5A24V）5,8点输出模块SM322（2A24V）2,导轨（长530mm）2,连接器15,SIMODRIVE 611,馈入/再生反馈模块16kw1,滤波器1,两轴型功率模块2,单轴型功率模块2,两轴型闭环控制插入单元2,单轴型闭环控制插入单元2,SIMODRIVE Motors,1FT6电机（7NM）4,动力电缆（长8米）4,1FT6电机（23NM）1,动力电缆（长8米）1,反馈电缆（长8米）5,1PH7主轴电机1,动力电缆（长10米）1,反馈电缆（长10米）1,