数控系统选型介绍

1、常用数控系统：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

2、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

3、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CX1BCX1ACX2BCX2AJX1BJX1AJX1AJX1AJX1BJX1BCX2BCX2BC

4、X2ACX2AJA7BJA7AJS1AJS2AJS3AJS4AJS2BJS1BJS2BJS1BJY2TB2TB2TB2TB2TB2JF1JF1JF2JF2主轴模块伺服模块1伺服模块2显示单元JA1JA2MDI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JD5AJA3BJD1A控制单元系统连接图21.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 3PSM: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，“

5、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。 1321322.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

6、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 3SPM：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。SIEMENSSIEMENS数控系统选型介绍数控系统选型介绍西门子主流数控系统对照表西门子主流数控系统对照表802S802C802D810D84

7、0D840C进给轴/主轴3/13/14/16/1+16/630/6驱动系统步进驱动611A/U611U611D611D611D插补轴333445通道111126PLC编程 S7-200S7-200S7-200S7-300S7-300S5 135WB2龙门同步轴NONONONOYESYESHMI硬盘NONONOYESYESYES性能经济型经济型经济型中档高档高档1概述概述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 Contro

8、l 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MachineTool机床SIMODRIVE611D驱动单元SIMATICS7-300 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

9、，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NCU840D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 C P U 芯 片 等 和

10、 功 能 配 置 的 不 同 ， N C U 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

11、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单元和单元和MMC3.1 OP单元和MPIOP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,

12、 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

13、.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

14、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

15、统软件系统 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CPU315-2

16、DP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系统连接图系统连接图840D系统连接图系统连接图6 举例举例 6.1 铣床，X,Y,Z三轴，主轴，刀库SINUMERIK 810DOP031操作面板10.4寸TFT16FC5 203-0AB10-0AA0OP032S机床控制面板 1 6FC5 203 0AD10 0AA0 带系统软件的MMC100.216FC5 210 0DA21 2AA1

17、 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1CCU盒1电缆分配器1电子手轮1电子手轮电缆（长5米）1SINUMMERIK 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1SIMATIC S7-300CCU模块与I/O模块间的连接电缆（长2.5米） 1SIMODRIVE 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1SIMODRIVE motors1FK6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）11FT6电机（6NM）1动力电缆（长8米）1反馈电缆（

18、长8米）11FT6电机（5NM）1动力电缆（长5米）1反馈电缆（长5米）11FT6电机（7NM）1动力电缆（长6米）1反馈电缆（长6米）11PH7主轴电机1动力电缆（长6米）1反馈电缆（长6米）16.2 铣床，四个进给轴，一个主轴，一个刀库SINUMERIK 840DOP012操作面板，12.1寸TFT16FC5 203 0AF02-0AA0OP032S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1MPI总线电缆（带三个连接器，长5米） 1带系统软件的NCU573.3模块1NCU盒1电缆分配器1手持单元1手持单元电缆（长5米）1SINUMMERIK 840D工具软