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1、学学习习情境情境一一：常见数控系统结构的认识一、了解数控系统的结构；二、熟悉常见的数控系统的特点及构成；教学目标内 容 提 要一、西门子数控系统二、 FANUC数控系统三、华中数控系统一、产品种类一、产品种类1. SINUMERIK 802S2. SINUMERIK 802D3. SINUMERIK 810D4.SINUMERIK 840DBase lineBase line全数字数控系统PerfectSoftware 高性能数控系统第一节 西门子系统简介典型数控系统之一西门子数控系统32位微处理器实现CNC控制 。1.控制类型(1)标准的数控系统适于几乎所有的应用 (2)全数字化的驱动模块
2、(3)可控轴规模(4)插补功能钻/铣/车/磨切割/激光/搬运设备31个进给轴和主轴 样条/三阶多项式/曲线插补 进给轴和主轴同步操作 2.机床配置典型数控系统之一西门子数控系统二、 SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能1)主轴定向2)恒切削速度3)变螺距螺纹4)主轴转速从0.1rpm99000rpm5)最高8挡切换6)模拟10v或数字连接SIMODRIVE611-D（伺服驱动器） (5)主轴配置典型数控系统之一西门子数控系统(1)自动方式(2)JOG方式（手动）(3)示教（TEACH IN）：示教就是对手动运行的路径进行记忆，系统自动以程序的方式存储，然后在生成的程
3、序中添加一些辅助功能（如F）即完成零件程序的编写。(4)手动输入运行（MDA或MDI） 3.操作方式典型数控系统之一西门子数控系统(1)轮廓的冲突检测 (2)刀具半径补偿的进入和退出及交点计算 (3)过象限误差补偿(4)刀具长度补偿(5)螺距误差补偿(6)测量系统误差补偿(7)反向间隙补偿4.轮廓和补偿典型数控系统之一西门子数控系统(1)安全程序监视1)测量电路2)系统温度3)电池4)电压5)存储6)限位开关7)风扇5.安全和诊断功能典型数控系统之一西门子数控系统1)报警记录存储2)轮廓监视3)主轴监视4)PLC内部状态显示5)可编程工作区域限制：限制X、Y、Z轴以及S轴的工作区间。(2)接口
4、诊断(1)程序的编辑(2)程序的输入(3)程序的删除(4)程序的拷贝(5)PLC报警文本的编辑(6)程序中插入注释语句(7)绝对值及增量值编程DIN 66025 德国的数控编程标准高级语言编程特色 结构化控制语言，编程结构和C语言相似 6.CNC编程典型数控系统之一西门子数控系统(1)STEP5编程语言(2)带扩展指令集可用梯形图LAD、助记符STL、 顺序语言SFC等进行编程(3)编程能力1)1024个输入地址2)1024个输出地址3)128个计数器4)128个计时器7.PLC编程典型数控系统之一西门子数控系统(2)与外设通信(1)标准的PC软件8.操作系统与部分硬件1)2个通用接口RS23
5、22)磁盘驱动器接口和打印机接口典型数控系统之一西门子数控系统 屏幕文本可在五种语言中切换（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。9.显示功能1.人机界面HMI2.数控单元3.驱动单元4.PLC模块第二节 西门子系统的基本结构一、 系统结构 HMIPLC数控系统数控系统NCK典型数控系统之一西门子数控系统NCK数控实时操作系统(1)MMC(2)OP(3)MCPMan Machine communication 人机交互计算机Operation panel操作面板Machine control panel机床控制面板CPU：MMC100.2/MMC1
6、03 不带硬盘/带硬盘PCU：基于Windows的控制单元HMI：人机界面（PCU的软件）NC键盘显示屏1.人机界面典型数控系统之一西门子数控系统2.数控单元（NCU）(1)数控单元的组成 中央控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯。它由一个COM CPU板. 一个PLC CPU板和一个DRIVE板（驱动器板）组成. (2)数控单元的接口 电源接口、通讯接口、编码器接口、驱动器接口、手轮接口、高速输入输出接口、数字输入输出接口等典型数控系统之一西门子数控系统数控系统部分数控系统部分 NCU接口图主轴电机主轴电机PCU 210PCU 210集成控制器单元集成控制器单元N
7、C+PLC+HMINC+PLC+HMIPCU 210PCU 210键盘键盘机床控制面板机床控制面板驱动控制器驱动控制器伺服电机伺服电机I/OI/O板板PROFIBUSPROFIBUSSINUMERIK 802D SINUMERIK 802D 驱动模块驱动模块数控系统模块数控系统模块显示、输入单元显示、输入单元I/OI/O接口接口SINUMERIK 840D SINUMERIK 840D 驱动模块驱动模块（功率模块）（功率模块）电源模块电源模块（控制模块）（控制模块）带反馈装置不带反馈装置单轴模块双轴模块非调节型非调节型调节型调节型3.驱动单元驱动组成典型数控系统之一西门子数控系统数字驱动模块数
8、字驱动模块功率模块功率模块控制模块控制模块接口模块（扩展）信号模块电源模块4.PLC模块典型数控系统之一西门子数控系统操作站操作站电气柜电气柜二、二、数数控控系系统统的的连连接接伺服伺服电机电机380 VAC手轮220 VAC24 VDCRS232隔离器隔离器24VDC24VDC24VDC键盘机床控制面板机床控制面板220VAC220VAC个人个人计算机计算机24 VDCX111X222X333PP 72/48电电源源模模块块功率模块X111X222X333PP 72/4824 VDCPCU电缆通道电缆通道功率模块功率模块控控制制模模块块总线总线模块模块控控制制模模块块控控制制模模块块伺服伺服
9、电机电机伺服伺服电机电机220VAC西门子西门子NC电气柜电气柜第一节 Fanuc -0i系统功能介绍 一.刚性攻丝 典型数控系统之二FANUC数控系统二、复合加工循环 典型数控系统之二FANUC数控系统三、圆柱插补三、圆柱插补 典型数控系统之二FANUC数控系统四、直接尺寸编程 典型数控系统之二FANUC数控系统五、记忆型螺距误差补偿 六、CNC内装PMC编程功能 七、随机存储模块RAM 典型数控系统之二FANUC数控系统八、显示装置 典型数控系统之二FANUC数控系统九、FANUC伺服电机纳米控制超高分辨率编码器电子式电流最佳控制(HRV）可维护性高节能典型数控系统之二FANUC数控系统i
10、系列高分辨率编码器可维护性高典型数控系统之二FANUC数控系统i系列电子式电流最佳控制(HRV）一、系统构成数控系统的硬件CPU及ROM 板存储器板（RAM）轴卡第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接 典型数控系统之二FANUC数控系统PCBPCB 电源电源 DC-DCDC-DC PMCPMC 输入输出控制输入输出控制 MDIMDI HSSBHSSB典型数控系统之二FANUC数控系统存储卡插槽存储卡插槽显示状态显示状态/ /报警的报警的LEDLED保保 险险I/O I/O 设备设备I/F I/F 插座插座电源指示灯电源指示灯电源插座电源插座机床机床I/FI/F插座插座显示器插座显示器插座
11、MDIMDI插座插座手摇脉冲发手摇脉冲发生器插座生器插座机床机床I/FI/F插座插座高速串行高速串行总线插槽总线插槽存储备存储备用电池用电池I/O linkI/O link插座插座串行主轴或位串行主轴或位置编码器插座置编码器插座串行主轴或模串行主轴或模拟主轴插座拟主轴插座伺服放大伺服放大器插座器插座检测器插座检测器插座编码器电编码器电池插槽池插槽典型数控系统之二FANUC数控系统I/O LinkI/O Link基于基于RS485RS485数据口数据口用于传送机床用于传送机床强电控制的强电控制的I/OI/O信号信号二、综合联线 系统模块系统模块电源模块电源模块伺服模块伺服模块主轴模块主轴模块伺服
12、卡伺服卡交交流流 2 2 0 0 0 0 V V通通信信串串行行接接口口驱驱 动动 信信 号号直直 流流 2 24 4V V直直 流流 2 24 4V V直直 流流 2 24 4V V位位 置置 编编 码码 器器 接接 口口位位 置置 编编 码码 器器 接接 口口直直流流电电源源输输入入 / /出出直直流流电电源源输输入入 / /出出直直流流电电源源输输入入 / /出出主主接接触触器器信信号号接接口口手摇脉冲发生器手摇脉冲发生器MDIMDI键盘键盘典型数控系统之二FANUC数控系统1.控制方式串行主轴接口串行主轴接口模拟主轴接口模拟主轴接口系统与主轴间采用串行电缆通讯FSSB系统向主轴单元提供
13、指令电压及其他控制指令，主轴单元向系统输出其状态三、系统与主轴单元的连接典型数控系统之二FANUC数控系统（1）串行主轴接口1)接口定义典型数控系统之二FANUC数控系统2)连接典型数控系统之二FANUC数控系统（2）模拟主轴接口1)接口定义典型数控系统之二FANUC数控系统2)连接典型数控系统之二FANUC数控系统伺服伺服A A型型伺服伺服B B型型位置反馈线接到CNC系统位置反馈线接到伺服放大器上伺服类型四、数字伺服典型数控系统之二FANUC数控系统1.CB104、CB105、CB106、CB107四个接口2.连接操作面板及机床的输入和输出3.地址有确定的含义，PMC编程时要使用到五、输入
14、输出连接典型数控系统之二FANUC数控系统1 有关“SETTING”的参数2 有关阅读机/穿孔机接口的参数2.1所有通道共用的参数2.2 有关通道1的参数(I/O=0)2.3 有关通道1的参数(I/O=1)2.4 有关通道2的参数(I/O=2)3 有关POWER MATE管理器的参数4 有关轴控制、设定单位的参数5 有关坐标系的参数6 有关存储式行程检测的参数7 有关进给速度的参数8 有关加减速控制的参数9 有关伺服的参数10 有关DI/DO的参数11 有关MDI、显示和编辑的参数12 有关程序的参数13 有关螺距误差补偿的参数14 有关主轴控制的参数15 有关刀具补偿的参数16 有关固定循环
15、的参数16.1 有关钻削固定循环的参数16.2 有关螺纹切削循环的参数16.3 有关多重固定循环的参数16.4 有关小孔钻削循环的参数17 有关刚性攻丝的参数18 有关缩放/坐标旋转的参数19 有关单一方向定位的参数20 有关极坐标插补的参数21 有关法线方向控制的参数22 有关分度盘分度的参数23 有关用户宏程序的参数24 有关图案数据输入的参数25 有关跳步功能的参数26 有关自动刀具补偿(T系列)和自 动刀具长度补偿(M系列)的参数27 有关外部数据输入/输出的参数28 有关图形显示的参数29 有关运行时间和加工零件数显示的参数30 有关刀具寿命管理的参数31 有关位置开关功能的参数32
16、 有关手动运行和自动运行的参数33 有关手动手轮进给和手动插入的参数34 有关用档块设定参考点的参数35 有关软操作面板的参数36 有关程序再起动的参数37 有关多边形加工的参数38 有关PMC轴控制的参数39 有关基本功能的参数40 有关简易同步控制的参数41 有关顺序号校对停止的参数42 其它参数43 有关维修的参数第三节 系统的参数参数的分类典型数控系统之二FANUC数控系统一、华中数控系统的产品类型一、华中数控系统的产品类型小博士系列世纪星系列华中I型系列配置了嵌入式PC机的经济型数控系统配置了通用PC机的经济型数控系统高性能数控系统第一节 华中数控系统的基本结构典型数控系统之三华中数
17、控系统1.最大控制轴数：4轴(华中I型系列最大15轴)2.最大联动轴数：4轴(华中I型系列最大9轴)3. 主轴数：14.最大编程尺寸：99999999mm5.最小分辨率：00110um (可设置)6. 直线、圆弧、螺纹插补7.小线段连续高速插补8. 用户宏程序、简单循环、复合循环9. 直径半径编程10.自动加减速控制(S曲线) 二、主要技术规格二、主要技术规格典型数控系统之三华中数控系统11.MDI功能12.M、S、T功能13.故障诊断与报警14.汉字操作界面15.全屏幕程序在线编辑与校验功能16.参考点返回17.工件坐标系G54G5918.加工轨迹彩色图形仿真，加工过程实时图形显示19.加工
18、断点保护恢复功能20.双向螺距补偿21.反向间隙补偿典型数控系统之三华中数控系统22.刀具偏置与磨损补偿、刀具几何补偿、刀尖半径补偿23.主轴转速及进给速度倍率控制24. CNC通信功能：RS一232 (选件)25.网络功能：支持NT、Novell、Internet网络26.支持DINISO标准G代码27.超大的程序加工能力28.内部提供标准PLC程序典型数控系统之三华中数控系统三、产品型号三、产品型号举例说明举例说明HNC 21HNC 21 M M C C 0808 - -F F 0808世纪星系世纪星系列经济型列经济型数控装置数控装置M:铣削铣削类类T:车削类车削类进给轴的进给轴的控制类型
19、控制类型存储器存储器的容量的容量内内存存容容量量存储器存储器的类型的类型F:电子盘电子盘H:硬盘硬盘闪存闪存:MB硬盘硬盘:GB典型数控系统之三华中数控系统C：串口；D：脉冲A：模拟；F：全功能四、部件连接结构四、部件连接结构1.世纪星控制系统部件的连接图电源电源XS1XS1键盘键盘XS2XS2以太网以太网XS3XS3软驱软驱XS4XS4RS232RS232XS5XS5RS485RS485XS6XS6手持单元手持单元XS8XS8XS4043伺服驱动伺服驱动XS3033其他伺服其他伺服XS21XS22开关量出开关量出XS11XS10开关量入开关量入XS9主轴单元主轴单元HNC21HNC21电压电
20、压速度速度抗抗干干扰扰距离距离典型数控系统之三华中数控系统2.数控系统的接口布局伺服驱动伺服驱动开关量出开关量出开关量入开关量入主轴单元主轴单元典型数控系统之三华中数控系统3.华中数控系统的结构典型数控系统之三华中数控系统编辑程序编辑程序参数设置参数设置位置位置显示显示PLC管理管理MDI故障显示故障显示MS-DOSRTMNCBIOS底底层软件件过程控制程控制软件件过程软件过程软件位置控制位置控制I/O控制控制PLC五、软件结构五、软件结构典型数控系统之三华中数控系统RTM模块为自行开发的实时多任务管理模块，负责CNC系统的任务管理管理调度。NCBIOS模块为基本输入输出系统，管理CNC系统所
21、有的外部控制对象第二节 数控装置与驱动装置的连接串行接口串行接口一、数控装置驱动接口脉冲接口脉冲接口模模拟接口接口HNC 21HNC 21 M M C C 0808 - -F F 0808进给轴的进给轴的控制类型控制类型CDA典型数控系统之三华中数控系统XS40-XS43(DR9头孔座针)数据发送数据发送数据接收数据接收信号地信号地1.串行接口典型数控系统之三华中数控系统XS30-XS33(DB15头孔隆针)指令脉冲指令脉冲模拟指令的输出模拟指令的输出地地DC5VDC5V电源电源脉冲反馈信号脉冲反馈信号脉冲反馈信号脉冲反馈信号脉冲反馈信号脉冲反馈信号指令方向指令方向2.脉冲接口此方此方式下式下
22、无效无效典型数控系统之三华中数控系统XS30-XS33(DB15头孔隆针)此此方方式式下下无无效效指令脉冲指令脉冲模拟指令的输出模拟指令的输出地地DC5VDC5V电源电源脉冲反馈信号脉冲反馈信号脉冲反馈信号脉冲反馈信号脉冲反馈信号脉冲反馈信号指令方向指令方向3.模拟接口典型数控系统之三华中数控系统二、数控装置的驱动连接1.串行接口与交流伺服驱动装置连接2.脉冲接口与步进驱动装置的连接3.模拟接口与伺服驱动装置的连接第三节 华中数控系统的参数数控厂家数控厂家机床厂家机床厂家用用户一、权限典型数控系统之三华中数控系统移动轴脉冲当量分母若此值设为2则系统内部脉冲当量为： 1/2um1/2um旋转轴脉
23、冲当量分母若此值设为2，则系统内部脉冲当量为：1 1o o(10002)(10002)二、参数类型1.系统参数典型数控系统之三华中数控系统X轴轴号y轴轴号z轴轴号主轴编码器部件号通道使能轴编码器每转脉冲分配到本通道分配到本通道的逻辑轴的实的逻辑轴的实际轴轴号，际轴轴号，-1-1为无效为无效指定主轴编指定主轴编码器部件号码器部件号2.通道参数典型数控系统之三华中数控系统正软极限位置正软极限位置回参考点方向回参考点方向回参考点快移速度回参考点快移速度最高加工速度最高加工速度轴名称轴名称加工加减速时间常数加工加减速时间常数伺服单元型号伺服单元型号负软极限位置负软极限位置参考点位置参考点位置回参考点定
24、位速度回参考点定位速度快移加减速时间常数快移加减速时间常数轴类型轴类型最大跟踪误差最大跟踪误差回参考点方式回参考点方式参考点开关偏差参考点开关偏差最高快移速度最高快移速度快移加减速度时间常数快移加减速度时间常数外部脉冲当量分子外部脉冲当量分子/ /分母分母定位允差定位允差电动机每转脉冲数电动机每转脉冲数伺服内部参数伺服内部参数3.坐标轴参数典型数控系统之三华中数控系统螺距补偿类型补偿点数参考点偏差号补偿间隔反向间隙偏差值4.轴补偿参数部件型号标识地址配置5.硬件参数开关量出总组数开关量出总组数输入模块部件号输入模块部件号输入模块组数输入模块组数输出模块部件号输出模块部件号开关量入总组数开关量入
25、总组数输出模块组数输出模块组数手持单元部件号手持单元部件号6.PMC系统参数典型数控系统之三华中数控系统在PLC编程中调用,并由PLC程序定义含义。7.PMC用户参数8.DNC参数串口号串口号波特率波特率数据位长度数据位长度传输停止位传输停止位奇偶校验位奇偶校验位典型数控系统之三华中数控系统THE END作业：作业：一、解释一、解释 1、JOG 2、MDI 3、PLC 4、OP 5、MCP 6、NCU 7、RAM 8、ROM 9、NCK 10、MMC 11、HMI二、简答二、简答 1、西门子数控系统中驱动单元由哪两部分组成？、西门子数控系统中驱动单元由哪两部分组成？ 2、西门子数控系统中、西门子数控系统中PLC模块由哪三部分组成？模块由哪三部分组成？ 3、FANUC数控系统中常用的复合加工循环有哪些？数控系统中常用的复合加工循环有哪些？ 4、数控机床为何要进行螺距误差补偿？、数控机床为何要进行螺距误差补偿？ 5、请详细说明、请详细说明HNC21TF数控系统型号的含义？数控系统型号的含义？ 6、华中数控装置驱动接口有哪三种类型？、华中数控装置驱动接口有哪三种类型？
