西門(mén)子SINUMERIK 840D高性能數(shù)控系統(tǒng)介紹（1）

一、SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)性能

    SINUMERIK 840D是西門(mén)子公司20世紀(jì)90年代推出的高性能數(shù)控系統(tǒng)。它保持西門(mén)子前兩代系統(tǒng)SINUMERIK 880和840C的三CPU結(jié)構(gòu)：人機(jī)通信CPU（MC-CPU）、數(shù)字控制CPU（NC-CPU）和可編程邏輯控制器CPU（PLC-CPU）。三部分在功能上既相互分工，又互為支持。

在物理結(jié)構(gòu)上，NC-CPU和PLC-CPU合為一體，合成在NCU（Numerical Control Unit）中，但在邏輯功能上相互獨(dú)立。

相對(duì)于前幾代系統(tǒng)，SINUMERIK 840D具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）數(shù)字化驅(qū)動(dòng)

    在SINUMERIK 840D中，數(shù)控和驅(qū)動(dòng)的接口信號(hào)是數(shù)字量，通過(guò)驅(qū)動(dòng)總線接口，掛接各軸驅(qū)動(dòng)模塊。

（2）軸控規(guī)模大

    最多可以配31個(gè)軸，其中可配10個(gè)主軸。

（3）可以實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)

    SINUMERIK 840D可以實(shí)現(xiàn)X、Y、Z、A、B五軸的聯(lián)動(dòng)加工，任何三維空間曲面都能加工。

（4）操作系統(tǒng)視窗化

    SINUMERIK 840D采用Windows 95作為操作平臺(tái)，使操作簡(jiǎn)單、靈活，易掌握。

（5）軟件內(nèi)容豐富功能強(qiáng)大

    SINUMERIK 840D可以實(shí)現(xiàn)加工（Machine）、參數(shù)設(shè)置（Parameter）、服務(wù)（Services）、診斷（Diagnosis）及安裝啟動(dòng)（Start-up）等幾大軟件功能。

（6）具有遠(yuǎn)程診斷功能

    如現(xiàn)場(chǎng)用PC適配器、MODEM卡，通過(guò)電話線實(shí)現(xiàn)SINUMERIK 840D與異域PC機(jī)通信，完成修改PLC程序和監(jiān)控機(jī)床狀態(tài)等遠(yuǎn)程診斷功能。

（7）保護(hù)功能健全

    SINUMERIK 840D系統(tǒng)軟件分為西門(mén)子服務(wù)級(jí)、機(jī)床制造廠家級(jí)、最終用戶級(jí)等7個(gè)軟件保護(hù)等級(jí)，使系統(tǒng)更加安全可*。

（8）硬件高度集成化

    SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)采用了大量超大規(guī)模集成電路，提高了硬件系統(tǒng)的可*性。

（9）模塊化設(shè)計(jì)

    SINUMERIK 840D的軟硬件系統(tǒng)根據(jù)功能和作用劃分為不同的功能模塊，使系統(tǒng)連接更加簡(jiǎn)單。

（10）內(nèi)裝大容量的PLC系統(tǒng)

    SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝PLC最大可以配2048輸入和2048輸出，而且采用了Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線和MPI多點(diǎn)接口通信協(xié)議，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)布線。

（11）PC化 

    SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)基于PC的數(shù)控系統(tǒng)。

二、SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 

下面介紹其主要的功能部件。

1. 數(shù)字控制單元NCU

    NCU（Numerical Control Unit）是SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)的控制中心和信息處理中心，數(shù)控系統(tǒng)的直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等軌跡運(yùn)算和控制、PLC系統(tǒng)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算都是由NCU完成的。在SINUMERIK 840D中，NC-CPU和PLC-CPU采用硬件一體化結(jié)構(gòu)，合成在NCU中。

2. 人機(jī)通信中央處理單元MMC-CPU

    MMC-CPU的主要作用是完成機(jī)床與外界及與PLC-CPU、NC-CPU之間的通信，內(nèi)帶硬盤(pán)，用以存儲(chǔ)系統(tǒng)程序、參數(shù)等。

3. 操作員面板OP031

    操作員面板OP的作用是：顯示數(shù)據(jù)及圖形，提供人機(jī)顯示界面；編輯、修改程序及參數(shù)；實(shí)現(xiàn)軟功能操作。

    在SINUMERIK 840D中有OP031、OP032、OP032S、OP030以及PHG等5種操作員面板。其中，OP031是常使用的操作員面板。

4. 機(jī)床操作面板MCP

    MCP的主要作用是完成數(shù)控機(jī)床的各類硬功能鍵的操作。主要有以下列6個(gè)硬功能鍵操作。

（1）操作模式鍵區(qū)

    可選擇的操作模式有JOG、MD、TEACH IN和AUTO 等4種操作模式。

（2）軸選擇鍵區(qū) 

    實(shí)現(xiàn)軸選擇，完成軸的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給、回參考點(diǎn)和增量進(jìn)給。

（3）自定義鍵區(qū)

    供用戶使用，通過(guò)PLC的數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的聯(lián)系，完成機(jī)床生產(chǎn)廠所要求的特殊功能。

（4）主軸操作區(qū)

    主軸倍率開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速0～150%倍率修調(diào)。主軸起停按鈕實(shí)現(xiàn)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的起停，一般控制主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的脈沖使能和驅(qū)動(dòng)使能。

（5）進(jìn)給軸操作區(qū)

    進(jìn)給軸倍率開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)主軸速0～200%倍率修調(diào)。進(jìn)給軸起停按鈕實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的起停，一般控制進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的脈沖使能和驅(qū)動(dòng)使能。

（6）急停按鈕

    實(shí)現(xiàn)機(jī)床的緊急停車，切斷進(jìn)給軸和主軸的脈沖使能和驅(qū)動(dòng)使能。

5. I/RF主電源模塊

    主電源模塊主要功能是實(shí)現(xiàn)整流和電壓提升功能。

6. 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

    它包括主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩部分。