SINUMERIC840C系统的结构及各部分的功能文档良心出品

1、I/O接口及PM5程1 .接口地址的意义及分配接口是连接CNC系统-PLC-机床本体的节点,节点是信息传递和限制的通道向PMC 输入的信号有从NC来的输入信号M功能,T功能信号,从机床来的输入信号循 环启动,进给暂停信号等.从PMC输出的信号有向NC的输出信号循环启动,进 给暂停信号等,向机床输出的信号刀架回转,主轴停止等.上凯：顺序程序字母信号的种类X由机床向PMC的输入信号MR PMC丫由PMC向 机床的输出信号 PMO MTF由NC向PMC的输入信号 N- PMCG由PMC向NC的输出信号 PMO NCR内部继电器D保持型存储器的数据2 .重要接口信号的解释3 . PMC顺序程序编制的流

2、程门.冲到.事传“支©L. ' 峭 T','*0 it* m /0W J P¥¥, ",“ 一郎 ,1 Sl ,、4 L '闻可*T * . H r? ,叶牌 v 小味cam _ _,J4 .顺序程序的执行过程5根本指令见下表：序号编码键输入处理内容1RDR读入指定的信号状态并设置在ST02RD.NOTRN将指定的信号状态读入取非并设置到ST03WRTW将逻辑运算结果ST0 输出到指定地址4WRT.NOTWN将逻辑运算结果ST0取非后输出到指定地址5ANDA逻辑与6AND.NOTAN将指定的信号状态取非后进行逻辑与7ORO

3、逻辑和8OR.NOTON将指定信号状态取非后进行逻辑和9RD.STKRS将存放器内容向左移1位,并将指定地址的信号状态设到ST0110RD.NOT.STKRNS将存放器内容向左移1位,并将指定地址的信号状态取非读出来设到ST011AND.STKAS把ST0和ST1的逻辑积设到ST1 ,把存放器内容向右移1位12OR.STKOS把ST0和ST1的逻辑和设到ST1 ,把存放器内容向右移1位功能指令：在编制数控机床的顺序程序时,对一些复杂的问题仅靠根本指令实现起来是很困难的,例如,译码,算术运算,比拟,回转等,所以,系统设计了功能指令,我们只需知道了其功能、参数设置,而不用考虑其内部复杂的运行过程.

4、功能指令的种类和处理内容见下表：序号格式1 梯形图格式2纸带穿孔程序显示格式3 程序输入执行 时间常数处理内容1END1SUB1S197第一级程序结束2END2SUB2S20第二级程序结束3END3SUB48S480第三级程序结束4TMRTMRT18定时器5TMRBSUB24S2418固定定时器6DECDECD24译码7CTRSUB5S525计数器8ROTSUB6S685回转限制9CONSUB7S751代码转换10MOVESUB8S837逻辑积后数据传送11COMSUB9S95线圈12COMESUB29S292线圈断开区域结束13JMPSUB10S107跳转14JUMPESUB30S302跳转

5、结束15PARISUB11S1118奇偶校验16DCNVSUB14S1452数据转换17COMPSUB15S1528比拟18COINSUB16S1628判归国:性 19DSCHSUB17S17239数据检索20XMOVSUB18S1863数据变址传送21ADDSUB19S1939加法22SUBSUB20S2039减法23MULSUB21S2195乘法24DIVSUB22S22103除法25NUMESUB23S2339常数定义26CODBSUB27S2728二进制代码转换27DCNVBSUB31S31135扩展数据传送28COMPBSUB32S3219二进制数据比拟29ADDBSUB36S365

6、1二进制加法30SUBBSUB37S3751二进制减法31MULBSUB38S3886二进制乘法32DIVBSUB39S3987二进制除法33NUMEBSUB40S4013二进制常数定义34DISPSUB49S4988信息显示6 .编制简单的PMC程序编制一个程序,实现方式限制手动,MDI ,编辑,自动编制一个程序,实现输入M指令在面板上的指示灯上显示编制一个程序,实现输入T指令在面板上的指示灯上显示 编制程序,实现冷却液的限制手动、执行M指令两种方式 编制一个回零程序：单步X-灯亮、Y灯亮、Z 一灯亮按一个按钮自动实现XYZ 依次完成编制一个程序,当XYZ 移动时,对应的灯亮编制一个润滑限制

7、的PMC程序,要求：起动机床开始,15秒钟润滑15秒钟润滑后停止25分钟润滑中15秒后为到达压力报警25分钟后压力未下降报警SINUMERIC 840C特点介绍及主要功能1 .显示功能display 屏幕文本可以在五种语言中切换德,英,法,意,西；可显示坐标实际值 和剩余距离值,多通道显示,并具有屏幕保护功能.2 .操作功能operation 操作 安操作 区域戈U 分为：MACHINES, PARAMETERS, PROGRAMMINGS SERVICES , DIAGNOSIS .3 .操作方式分为：自动方式：程序的自动运行,加工程序中断后,从断点恢复运行；可进行进给 保持及主轴停止,跳段

8、功能,单段功能,空运转,JOG方式SETUP,示教TEACH IN ,手动输入运行MDA.4 .驱动及轴的配置适用于车床,铳床以及特殊应用,具有公英制两种显示系统,可进行两种系统 的切换.输入分辨率可选：0.01 0.00001mm, 0.01 - 0.00001 度；位 置限制 分辨率：0.05 0.00005mm, 0.05 0.00005 度；位置限制输出可选：模拟±10v/2ma 或数字连接SIMODRIVE611-D ;进给及快移速度：最小进给：0.01mm/min ;最大速度：10000mm/min ;5 .主轴配置功能：主轴定向,恒切削速度,变螺距螺纹,主轴转速从0.1

9、rpm 99000rpm ,最高8 挡 切换,可模拟±10v/2ma 或数 字连接SIMODRIVE611-D .6 . CNC编程：加工的同时进行程序的输入,编辑,删除,拷贝,以及PLC报警文本的编辑程 序中插入注释语句绝对值及增量值编程.7 . PLC编程：STEP5编程语言,带有扩展指令集,可用LAD, STL, CSF进行编程1024个输入 地址；1024个输出地址；128个计数器；128个计时器； 8 .存储水平：硬盘可存储32000个程序；1MB至ij 3MB的RAM用于存储用户的加工程序及参数；32KB的PLC用户程序存储器；8KB的PLC参数存储；硬盘上至少40MB的

10、用户数据存储空间；9 .数据交换：通用RS 232C 接口,连个附加RS 232C 接口,在加工的同时可进行程序的读入 和输出；10 .平安和诊断功能：平安程序监视测量电路,系统温度,电池,电压,存储,限位开关,风扇等接 口诊断,带有日期和时间的报警记录存储；轮廓监视,主轴监视,PLC内部状态显示, 可编程工作区域限制.SINUMERIC 840C系统的结构及各局部的功能11 .系统介绍840C图片:SIN840C的根本配置分为三局部：操作显示局部、主机框架及输入输出设备.操 作显示局部有：PC键盘,机床操作面板.主机框架有两种：框架1 双子框架, 框架2三子框架,每个框架都带有风扇,六个插槽

11、位置,主机框架上装有电源模 块,CSB 中央效劳单元板,位置测量板, NC CPU板, PLC CPU板和MMC CPU 板.系统的保护电池在CSB板上,其规格为：6LR61 , 550 , 9v .12 .各模块的功能中央限制器：中央限制器的根本部件是：电源模块,中央效劳板,PLC CPU135WD 板,作为各功能模块的框架,为其他功能模块提供电源及数据总线.CSB中央效劳板：为RAM存储器提供数据保持电池；提供电子手轮,探测头,快 速NC输入的接口；提供风扇电源,发出NC准备信号；监视电池电压、电源电压、 风扇、内部温度. NC-CPU: CPU 的规格 486DX-VB/33MHZ ,

12、486DX-VB/66MHZ 或 486DX4-VB/100MH,提供与SIMODRIVE 611D的数据接口,最大能够提供3MG的NCU用户存储器,用以处理 零件程序.4 PLC-CPU : CPU规格为80186/16MHZ 存储用户程序,并用电池保存可连接部件：为 串行分布式外设提供两个RS485接口；最多可连接15个分布式外设端子块；机床控 制面板；手持单元；编程单元；为PLC报警处理提供的8个中断输入MMCCPU:这是一个嵌入式计算机主板,规格为：486SX/486DX ,该板的主要作用：中央数据存储本板集成有硬盘,操作和显示,为用户方案提供开放系统结构, 连接显示器,提供串行口、并

13、行口.测量电路模块：输出伺服使能信号,输出3个轴坐标轴/主轴的指令信号,接 受3个轴的模拟测量电路模块的位置反应信号.DMP分布式机床外设：它是机床输入输出信号和PLC用户程序之间的接口.PLC 用户程序处理的机床信号直接通过DMP,限制机床的动作.由于PLC和DMP之间通过 一根串行信号电缆连接,所以减少了机床众多电气信号直接到PLC的连接,提升了 系统的可靠性.3 . 840系统连接System SINUMERIK M&D/SIMODRIVE 5门口 E中tillSystem StlMUMEHIK 840C/SIMODRIVE QIIDdigiUlB-i,siMATfc srioa

14、PLC pwilrieryblMODRIVL ti!1DSlNUMERlK B40D由i寓drwFconvert arSWODRWE CUDcMF?PLC pocipheryPflfwiMochiw 曲Ed p4HBlNCR (Kxiptwrv mix IrO 由SWLiMERFK WCMcwcvg S it diqilai ciiw conv*c?rtBF1 PH'I FEI IPTC/I FKfi驱动模块：SIN840C 可以带模拟伺服611A 和数字伺服611D 两种：模拟伺服的 指令电压为模拟信号±10V由56、14端输入；数字伺服时,系统和各模块通过 一根扁平电缆串

15、起来,通过数字的形式,系统发出指令并接受各轴的状态.以下为 一个典型的SIMDRIVE 611A 伺服单元的配置图工琳奥决主轴模奥伺艮汕稹块IR模块：主要功能是产生直流母线电压600V,供应主轴模块和进给伺服模块, 同时产生供各个模块内部使用的+24v和+5v电压.主轴驱动模块：接受CNC来的限制信号和限制指令,将IR模块提供的600V直流 电压转换成三相交流电压,驱动主轴电机.进给伺服模块：接受CNC来的限制指令和限制信号,将IR模块产生的600V直流 电压逆变成三相交流电压,驱动进各伺服电机.IR模块的使能电路：下面的电路仅是该系列伺服连接的一个特例,不同的设备,选 用的限制信号不同,连接

16、方法也会不同,主要搞清模块的信号的含义.见ER模块三相380V交流电源通过平波电抗器后,送入模块的U, V, W电抗器未画出.当380v电源送入ER模块后,首先内部逻辑电源电路开始工作+24V , +5V, 当内部电源正常后,端子9出现24V电压.由于总开关的辅助触点闭合,111上出现 24V电压,当在模块内部完成预充电过程后,模块内部触点将闭合,113端上出现24V , 通过电路的短接连接到端子63,允许ER模块的整流电路工作,产生600V直流电压.端子64是驱动器使能端子,72- 73.1是ER模块的准备输出信号,当ER模块工 作正常后,此触点闭合.脉冲使能63无效时,驱动装置立即禁止所有

17、轴运行,伺服 电机无制动的自然停止；驱动器使能64无效时,驱动装置立即置所有进给轴的速度 设定值为零,伺服电机进入制动状态,200ms后电机停转；轴使能65无效时,对应 轴的速度设定制为零,伺服电机进入制动状态,200ms后电机停转.正常情况下伺服电机在外加参考电压的限制下转动,调节电位改变指令电压,可限制电机的转速, 参考电压的正负决定电机的旋转方向.汨口咬流电 值g 出24%424V12T内部 :触点中t£DD(r 直畸里威伺服模块由限制板和功率模块组成,限制板有用户友好接口和标准接口两个迎 服限制模块连接,限制板上插有参数板,当限制板有故障,进行更换后,还需将原 参数板插上.般

18、情况下,对于用户友好接口,IR模块准备好后,机床24V电源出现在673端子,如果驱动器正常,672端会发出驱动准备好信号.当脉冲使能和驱动器使能信号接通后,伺服接受到限制指令56 , 14 ,可以实现轴的移动.标准接口对信号做了些简化,除使能信号、指令信号外只保存了起动禁止和选 择电流限制两个信号.|加加 用zVS2起动窥止悔宓虹点n脉冲使幅1- *x_-I速度指令, 伺服睡能一-I I "立 ,电源限制一 一虐称 -J懿豌分时初-TK修正明节一| AD21血如故障信息h*' Lh|r -Ei.ilt |恻速 莱索明讯点第八节 SINUMERIC 840C 参数及接口1 .

19、SIN840C系统的软件结构及启动过程SIN840C 限制结构包括三个主要局部：数控NCK,可编程逻辑限制器PLC 人机通讯MMC.限制结构图如下：各局部所完成的任务及相互之间的关系如下：NCK执行：工件加工程序的执行,坐标轴及主轴的限制,当前加工零件程序的存 储,UMS (用户存储子模块)通讯处理等,这一局部与其它数控系统一样执行典型的 数控任务,是系统的核心,NCK采用通道结构,每一个通道象一个独立的数控一样工 作有它自己的块处理器和插补器,通道由操作方式组来组织,最多可有两个操作方 式组合四个通道.MMC(人机通讯)包括有：根本系统和应用程序.根本系统执行文件操作及治理 以及计算机硬件治

20、理任务,例如：显示治理,通讯协调,数据治理,文件编辑,MMC 操作通讯系统等,操作系统软件是FlexOS.在根本系统上开发出的应用程序将系统 的操作方式分为以下几个局部：机床(Machine ),参数(Parameters ),编程 (Programs) ,诊 断(Diagnostics) ,效劳(Services) ,以 及模拟(Simulation), 它们 是系统的主菜单,主菜单下还有各自的菜单树,实现系统的一个局部的任务各操作 方式所能完成的任务见下列图：Oporallngafeas酎序曲!小生PatarwierProgramming£oiVie«Qparaikio

21、 iyiBb MKtibi JOG£&g mode- Approadi rniefencc potrrt “ InGramcnldl travarungREI>OSHA?iCtwhf>E»l- M*n kawoQSir'tg Ovcnlof o TEACH IN -REPOS-HdtKfwrioel-Oeraton-Rogran fHDtfiOtMn-SflHE, MDA- Overs two Progfdnt mxl(riulMi AUTOKAAflC-OvoFsIeXu. PRESET Pfl&jjnm flvwiLlirAfiffl

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25、Tf5noryLOAD* AJI ottw,)；4;iti huttfirncSNCK * 5mng liaia cmir.inddisk wtlh'SAVE NC scftkay in!he StHViCtS aiva-SJWETOMARDDISKorSAVE LlhJOER Wtk臼/MMC-CPU1 IntHtacc contra忸 MESrtfiPLCPLC 可编程逻辑限制器局部包括接口限制,机床信号从这里输入或输出,在 PLC内,根本信号是根据信号类型进行分组,组织.为了学习方便在附录中有接口信 号表.NCK与PLC的数据通讯通过通讯RAM交换,以数据块的形式进行调用,存取.

26、 下列图是 PLC-NCK的接口:Opera! or panelMesBageEala transfe-f hard d毗 and RS232C (V.24J网KXXFUCF ； i r - iMa*如晔gHC PLC INtrUzDm端二日igi口味1FYG-2D-agnoslicsDH 1 AInterface NCK channal 1 lo 4 (up to &1DB 10-T3ffwlll Sft T.11而蜀iV力R«Eijdy sgnah. suxifiauy luncbon*1Aadb&w 怖 &11E? and Gf 凰即函I3 29Uecn

27、dBd M sigma s.13 3dSpriid-13-sp®'clr c s gnals1D3 31Ax!: 'jllllfr1a 32PLC NCK Ata(ramrSF109 36Conlrol oFdala t nan star13 37“mEcir p前EtID3 4QCommand Eh且tie 1I9 41NrCK/PLC ccinmunlcaijdfitDB 4BPLC r-g%1B5SPLC msWno d叫jUDjt口日SOPLC ND wixd吗 flU&d田n bkidktI3 SIPLG /匚 wbd* sfirI3 02PLC M

28、D bite for hdda 63MC brE.口 £lu5htDB64PLC ND twtk usi&n109 65D-B IN由leduwr», weirdo109 ee3= IglHied arumrii )上tDB71LuupdLtd Ithk|""""" B 101, 102Infernal mterfKe口User iiilerfaDe川dna*3 i婚 and mwicMb了解系统的启动过程对我们维修机床是很有意义的,它可以帮助我们分析机床 在起动过程中出现的故障.系统通电后,首先进入NCK系 统程序

29、存储器检查和(CHECKSUM 和MMC通电自 检程序,检查一系列的硬件及设置.当这个过程不被中断后,限制系统将装载限制 软件,即NCK和MMCC件从硬盘开始引导起动；PLC程序是在系统安装时,即机床厂 家安装调试机床时,将程序从硬盘或从编程器传入由电池保存的RAM存储器的,机 床断电后由电池保存,系统起动时不执行PLC程序装载.系统完成装载系统软件后,装载硬盘的NC/DATA目录下的用户数据,这些数据 可能是IKA()GIA() 数据,机床数据(TEA1,TEA2 等)存在有电池保存的RAM中,在 起动系统时并不执行这些机床数据的装载.之后系统装载所有STANDARD工件目录下 的数据,该目

30、录下的程序及数据调入内存后,就可以执行程序的调用执行了,当执 行完上述装载步骤,没有其它的起动配置步骤后,下一步进入JOG方式下的主菜单. 可以进行限制系统的操作了.参数的调用及修改：SIN840C 的参数是 由口令PASSWORD进行保护,仅当输入正确的口令后才可进 入参数画面：进行参数的调用及修改,西门子设置的口令为：1111.以下为诊断方式下的主 菜单：5P M融1*5115sMhip«c+ 1 iivirl D：«jp ZyStart-mp选择PASSWORD 输入1111 ,按 SET软键,按Start-up 软键进入下面为主菜单：I1«1 IhrlSI

31、V-keRaj- Li ih按Machine data 软键进入参数画面,下面为参数画面主菜单：参数的分类：SIN840C在软件版本3以后,数据的显示采用交互式显示方式,即 机床数据用表格和文本说明方式来显示.数据的显示不再按数据号的方式来排列, 而是按数据的功能来分类.大局部数据的现实是按：MD NO;数据的功能或作用；数 据的值；结构方式来显示.机床数据分为以下几大类：机床配置显示页面 仅用以显示当前机床配置的数据,这些数据都是在机床厂家已 经设定好,通过此画面可以了解主轴,坐标轴的数量及名称,与该设置对应的参数 请参考系统安装手册.NC配置与NC数据是为配置通道,主轴,坐标轴而输入的值方

32、式组,名称,轴 名称,存在形式以及各类成组的NC数据例如漂移补偿,为置换增益,加速度, 加紧云插,与轮廓有关的数据及各种速度,主轴的转速极限等.PLC配置与PLC数据 是为配置机床限制面板,接口等而输入的值使用的限制面 板,地址,TT机床等以及各类成组的PLC数据例如：报警信息,刀库数据,PLC 和DMP的接口数据等.驱动器配置与起动器数据：配置的伺服驱动模块及主轴驱动的型号,电机型号等 固定循环数据：数控固定循环测量循环,加工循环可以通过该类数据进行赋 值,对循环的功能进行调整.IKA数据曲线插补： 该数据用以下面复杂的功能：丝杠螺距补偿功能,数据表限制的几何及速度的轮廓插补功能用户数据 指

33、用户可以根据自己的情况将一些常用的机床参数NC数据,NC轴, PLC数据等,组织在一起,便于使用.3 .参数的保持及备份由于SIN840CMMC-CPU结合了计算机硬盘,并采用了计算机的DOS操作系统的数 据治理形式,从软件版本3以后,SIN840C的所有系统程序NCK,PLC都存储在硬 盘上,在系统起动过程中,由MMC对NCK-CPU和PLC-CPU加载引导程序和系统程序, 系统完成起动,MMC将硬盘上的USER/LOCAL/STANDARD工件目录下的所有加工程序和 数据加载到NCK内存之中.所有的机床数据,设定数据,PLC程序也可以在硬盘上备 份.当数据丧失或更换电路板PLC-CPU,NC-CPU 后,将存在硬盘上的数据执行一次 加载就可以了.数据的存储：机床的数据是在 DIAGNOSIS/START-UP/MACHINE DATA/FILE FUNCTION 区域中,按软键SAVE TO DISK ,这是根据屏幕的提示输入存储数据的文件名,然后 按OK就可以了 ；参数的存储可以分类存储也可以将所有的参数一起存储.该文件可 以通过同一区域中的LOAD FROM DISK元件重新加再,也可以通过数据输入/输出设 备存到磁盘上.