【正文】 SINUMERIK 810數(shù)控系統(tǒng)操作界面如圖 525所示 。 第 5 控制面板 1. 系統(tǒng)面板 數(shù)控系統(tǒng)的控制面板是操作人員控制 、 操作數(shù)控機(jī)床最主要的介質(zhì) ， 是人們學(xué)習(xí) 、 了解 、 掌握數(shù)控系統(tǒng)的重要途徑 。 Siemens公司的 CNC產(chǎn)品采用 SIMATIC S S7系列可編程控制器或內(nèi)裝式可編程序控制器 ， 用 STEP S7編程語言 。 第 5 在 CNC產(chǎn)品中采用了通信中央處理單元 ， 使其具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理 、 傳送和處理能力 ， 以及與上級計(jì)算機(jī)通信的功能 ， 易于進(jìn)入 FMS， 數(shù)據(jù)傳送用 RS232C／ 20 mA接口 (V24) 。 產(chǎn)品采用模塊化結(jié)構(gòu) ， 模塊由多層印制電路板制成 ， 在一種 CNC系列中采用標(biāo)準(zhǔn)硬件模塊 ， 用戶可選擇不同模塊組合來滿足各種機(jī)床的要求 。 第 5 功能特點(diǎn) Siemens系列數(shù)控系統(tǒng)在功能上 ， 特別是在多軸控制 、 通信 、 PLC及編程方面具有特色 。 CNC通過 PROFIBUS總線與 I／ O模塊和數(shù)字驅(qū)動(dòng)模塊 (SIMODRIVE611 universal E)相連接 ， 主軸通過模擬接口控制 。 SINUMERIK 802S/802C包括操作面板 、 機(jī)床控制面板 、 NC單元 、 PLC模塊 ， NC單元及 PLC模塊可安裝在通用的安裝導(dǎo)軌上 。 802S采用帶有脈沖及方向信號的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)接口 ， 可配接 STEPDRIVE C／ C +步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或FMSTEPDRIVE步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和 1FL3系列三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)； 802C則包含有傳統(tǒng)的 10～ 10 V接口 ， 可配接 SIMODRIVE 611驅(qū)動(dòng)裝置 。 SINUMERIC 840C數(shù)控系統(tǒng)是 Siemens公司 1991～ 1993年開發(fā)出的數(shù)控系統(tǒng) ， 從功能上覆蓋了 850／ 880系統(tǒng)的功能 ， 是適應(yīng)于全功能車床 、 銑床 、 加工中心及 FMS、 CIMS的數(shù)控系統(tǒng) 。 上述 CPU除通信用 CPU外均可擴(kuò)展至 2～4個(gè) CPU。 SINUMERIK 850／ 880 最多可控制 30個(gè)主 、 輔坐標(biāo)軸和 6個(gè)主軸 ， 可實(shí)現(xiàn) 16個(gè)工位聯(lián)動(dòng)控制 。 第 5 4. SINUMERIK 850／ 880系列數(shù)控系統(tǒng) 20世紀(jì) 80年代后期 ， Siemens公司相繼推出了 SINUMERIK 850、 880系列數(shù)控系統(tǒng) ， 850和 880在體系結(jié)構(gòu)上相似 ， 但在功能強(qiáng)度上有明顯的差別 。 810D／ DE采用 32位微處理器 ， 內(nèi)裝高性能的 SIMATIC S7 PLC， 最多可控制 5個(gè)進(jìn)給軸 ， 分辨力為 1 104 mm。 第 5 20世紀(jì) 90年代中期 ， Siemens公司推出了全數(shù)字式數(shù)控系統(tǒng) SINUMERIK 810D／ DE， 該系統(tǒng)最明顯的標(biāo)志就是采用 ASIC芯片將控制和驅(qū)動(dòng)集成在一塊電路上 。 用 RS232C接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信聯(lián)網(wǎng) ， 可使編程和操作簡便 、 運(yùn)行可靠 、 維修方便 。 SINUMERIK 810／ 820系列數(shù)控系統(tǒng)由 CPU模塊 、 位置控制模塊 、 系統(tǒng)程序存儲器模塊 、 文字圖形處理模塊 、 接口模塊 、 I／ O模塊 、 CRT顯示器及操作面板組成 。 M形用于鏜床 、 銑床和加工中心 ， T型用于車床 ， G形用于磨床 。 810和 820在體系結(jié)構(gòu)和功能上相似 。 通過配置相應(yīng)的軟件 ， 可使 SINUMERIK 3進(jìn)入柔性制造系統(tǒng) (FMS, Flexible Manufacture System)。 NC和 PLC之間設(shè)有很寬的窗口 ， 可滿足機(jī)床的各種自動(dòng)加工功能的要求 。 第 5 2. SINUMERIK 3系列數(shù)控系統(tǒng) SINUMERIK 3系列 CNC系統(tǒng)主要由中央處理單元 、 存儲器模塊 、 操作面板接口 、 外部連接接口 、 PLC中央處理單元 、 PLC存儲模塊 、 編程器接口 、 邏輯模塊及各種 I/O模塊等組成 。 SINUMERIK 8系列 CNC系統(tǒng)最多可擴(kuò)展到控制 12個(gè)坐標(biāo)軸 ， 可實(shí)現(xiàn)數(shù)個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng) ， 它帶有 SIMATIC S5 PLC。 第 5 Siemens數(shù)控系統(tǒng) 系統(tǒng)簡介 1. SINUMERIK 8系列數(shù)控系統(tǒng) 20世紀(jì) 80年代初期 ， Siemens公司推出了 SINUMERIK 8系列數(shù)控系統(tǒng) ， 該系列產(chǎn)品適用于各種機(jī)床 ， 按其用途可分為8M／ 8ME/8ME C／ Sprint 8M／ Sprint 8ME／ Sprint 8ME C， 用于鉆床 、 銑床和加工中心 ， 其中 Sprint系列具有藍(lán)圖編程功能； 8MC/8MCE/8MCE C用于大型鏜銑床； 8T／ Sprint 8T用于車床 。 該芯片內(nèi)部功能電路包括： ① DDA插補(bǔ)器 ， 用于實(shí)現(xiàn)細(xì)插補(bǔ) ， 給各坐標(biāo)軸分配進(jìn)給脈沖； ② 位置誤差的比較與寄存； ③ 誤差的脈寬調(diào)制 ， 把位置誤差轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖寬度； ④ CMR、 DMR比例倍乘 ， 使指令當(dāng)量 、 進(jìn)給脈沖當(dāng)量與進(jìn)給傳動(dòng)比一致起來； ⑤ 位置測量信號的處理 ， 當(dāng)使用脈沖編碼器時(shí) ， 對相位差為 90176。 大容量磁泡存儲器可達(dá)到 4 MB， 可存儲約 4 km紙帶的零件程序； PMC的 ROM為 128 KB， 順序邏輯程序可達(dá) 16 000 步；系統(tǒng)控制程序 ROM容量為 256 KB。 5) 輸入／輸出控制器 (I/OC) I/OC用于和機(jī)床的輸入／輸出開關(guān)量信號相連 ， 可接收或傳送機(jī)床可編程控制器 (PMC)與機(jī)床側(cè)按鈕 、 限位開關(guān) 、 繼電器等之間的信號 。 第 5 4) 操作板控制器 (OPC) OPC用于和各種操作外設(shè)相連 。 第 5 3) 接口 (SSU) SSU是 CNC裝置與機(jī)床和機(jī)器人等設(shè)備的接口 。 BAC的主要功能為對總線的請求使用者進(jìn)行裁決 ， 按優(yōu)先級分配總線的使用權(quán) ， 同時(shí)使沒有得到總線使用權(quán)的 CPU處于等待狀態(tài) ， 這是一般總線控制器的功能 。 功能模塊包括如下部分： 第 5 1) 中央處理單元 (CPU) 系統(tǒng)共有四個(gè) CPU， 主 CPU為 68000， 自動(dòng)編程部分 (CAP)為8086加上協(xié)處理器 8087， 圖形顯示為 8086， 可編程序機(jī)床控制器 (PMC)為 68000， 這些 CPU都是 16位機(jī) 。 該系統(tǒng)采用共享總線和共享存儲器的結(jié)構(gòu)形式 ， 具有并行多任務(wù)實(shí)時(shí)處理的數(shù)控功能 。 圖 523所示為 FANUC 0系統(tǒng)與 α系列交流驅(qū)動(dòng)單元的連接示意圖 。 第 5 圖 521 FANUC 0系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 12 3451— 主印 制電 路板 ；2— 附加 I / O 印制 電路 板；3—P M C 控制 及 P A M 印制 電路 板； 4— 圖形控 制及 M P G 印制 電路 板； 5— 電源 單元第 5 圖 522 FANUC OM系統(tǒng)構(gòu)成框圖 手搖 脈沖 發(fā)生器 ( 第 2 臺 )手搖 脈沖 發(fā)生器 ( 第 3 臺 )M P G接口CRT控制 回路接口圖形 控制R O MC P U圖形 控制 印制 電路 板M P G 接口 印制 電路 板視頻 信號C R T /M D I＋ 24 V視頻 信號按鍵 信號CRT控制 回路R V / D VC P U位置 控制回路 X速度 控制 單元第 1 軸伺服 電動(dòng) 機(jī)位置 控制回路 Y / Z速度 控制 單元第 2 軸伺服 電動(dòng) 機(jī)位置 控制回路 Z / P速度 控制 單元第 3 軸伺服 電動(dòng) 機(jī)D / A 轉(zhuǎn)換回路主軸 電動(dòng) 機(jī)主軸 控制 回路位置 編碼器接 口主軸 編碼 器增設(shè) I / O A 1, A 2 , A 3 印制電 路板位置 控制回路第 4 軸RV速度 控制 單元第 4 軸伺服 電動(dòng) 機(jī)DVRVDV強(qiáng)電 柜機(jī) 床操作 面板增設(shè) I / O B 1 印制電路 板RV DV接口＋ 24 VI / O控制 回路接口P M C M功能 及梯 圖R O M 或 R A MC P UP M C M 控制 、印制 電路 板P M C M R A M 板手搖 脈沖發(fā)生 器( 第 1 臺 )P M C L 功能 及梯圖 R O MM P G 接口閱讀 、穿孔接口I / O 裝置電池 R A M 系統(tǒng) R O M主印 制電 路板電源 單元A C 20 0 VSR T電源第 5 電網(wǎng)輸入電壓經(jīng)強(qiáng)電柜中的變壓器輸出交流 200 V電壓至電源單元 ， 獲得直流 24 V穩(wěn)壓電源 ， 供 CRT／ MDI和 I／ O控制用 。 一般由主電路板 、 PLC板 、 附加 I／ O板 、 圖形控制板和電源組成 。 (8) 診斷功能采用人工智能 (專家系統(tǒng) )， 系統(tǒng)所具有的推理軟件 ， 以知識庫為根據(jù) ， 分析查找故障原因 。 第 5 (7) 控制功能實(shí)現(xiàn)平滑高增益 (SHG, Smooth High Gain)的速度控制 ， 同時(shí)大大降低位置指令的延時(shí) ， 縮短了定位時(shí)間 。 第 5 (6) 通信功能除了通過 RS232C接口與微機(jī)進(jìn)行通信外 ， 有些系統(tǒng)還具備網(wǎng)絡(luò)通信接口 ， 如 F10／ 11／ 12及 FS15系統(tǒng)具有 ， 是寬帶 (AM／ PSK)， 傳輸介質(zhì)是 CATV的 75 Ω 同軸電纜 ， 傳輸速率為 10 Mb／ s。 第 5 (4) 編程功能除了常規(guī)的 G、 M、 S、 T指令外 ， 利用用戶宏程序 ， 用戶可以進(jìn)行個(gè)性化的作業(yè) ， 編制適合于機(jī)床專用加工和測量的循環(huán)程序 ， 有些系統(tǒng)還可進(jìn)行交互式圖樣直接編程 。 (3) 補(bǔ)償功能除了螺距誤差補(bǔ)償 、 絲杠反向間隙補(bǔ)償 、 刀具補(bǔ)償外 ， 還有坡度補(bǔ)償 、 線性度補(bǔ)償?shù)裙δ?。 第 5 功能特點(diǎn) (1) 插補(bǔ)功能除了直線 、 圓弧插補(bǔ)外 ， 還有極坐標(biāo)插補(bǔ)和樣條 (NURBS)插補(bǔ)等 。 該系列采用四軸伺服控制 、 雙軸主軸控制 。 第 5 6. FS18系列數(shù)控系統(tǒng) FS18系列是緊接著 FS16系列推出的最新 32位 CNC系統(tǒng) ， 在功能上也是位于 FS15系列和 FS0)系列之間 ， 但低于 FS16系列 。 第 5 5. FS16系列數(shù)控系統(tǒng) FS16系列是在功能上位于 FS15系列和 F0系列之間的最新CNC系統(tǒng) ， 在作為控制用的 32位復(fù)合指令集計(jì)算機(jī) (CISC, Complex Instruction Set Computer)上又增加了 32位精減指令集計(jì)算機(jī) (RISC, Reduced Instruction Set Computer)， 用于高速計(jì)算 ， 執(zhí)行指令速度可達(dá)到 20～ 30 MIPS(Million Instruction Per Second， 100萬條指令每秒 )， 處理一個(gè)程序段的時(shí)間可縮短到 ms， 在連續(xù) 1 mm的移動(dòng)指令下能實(shí)現(xiàn)的最大進(jìn)給速度可達(dá) 120 mm／ min。 同時(shí) ， FS15系列采用了高速度 、 高精度 、 高效率的數(shù)字伺服單元及絕對位置檢測脈沖編碼器 (每周可分辨 10萬個(gè)等份 )， 能使用在 10 000 r/min的高速運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)中 。 FS15系列可構(gòu)成最小至最高系統(tǒng) ， 可控制 2～ 15根軸 ， 適用于大型數(shù)控機(jī)床 、 多軸控制和多系統(tǒng)控制 。 第 5 4. FS15系列數(shù)控系統(tǒng) 1987年 FANUC公司推出了新的 FS15系列數(shù)控系統(tǒng) ， 稱之為AICNC系統(tǒng) (人工智能數(shù)控系統(tǒng) )。 自 FANUC公司推出 F0系列數(shù)控系統(tǒng)以來 ， 得到了各國用戶的高度評價(jià) ， 從而成為廣泛采用的數(shù)控系統(tǒng)之一 。 第 5 三軸控制系統(tǒng)的主控制電路包括輸入 、 輸出接口 ， PMC(Programmable Machine Control)和 CRT電路等都裝在一塊大型印制電路板上 ， 與操作面板 、 CRT組成一體 。 F0 RS232C串行接口之外 ， 又增加了具有高速串行接口的遠(yuǎn)程緩沖器 ， 以便實(shí)現(xiàn) DNC運(yùn)行 。 該系列數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)多微處理器系統(tǒng) 。 F10／ 11／ 12系列數(shù)控系統(tǒng)適用于大 、 中型數(shù)控機(jī)床 。 第 5 該系列數(shù)控系統(tǒng)有很多規(guī)格 ， 可用于各種機(jī)床 ， 規(guī)格型號有 M形 、 T形 、 TT形和 F形 。 此外 ,PLC的編程不僅可以使用梯形圖語言 ， 還可使用 PASCAL等高級語言 ， 便于用戶開發(fā)軟件 。 第 5 該系統(tǒng)在工廠自動(dòng)化 DNC方面能夠?qū)崿F(xiàn)主計(jì)算機(jī)與機(jī)床 、 工作臺 、 機(jī)械手 、 搬運(yùn)車等之間各種數(shù)據(jù)的雙向傳遞