西门子SINUMERIK 840D数控系统介绍(一)

一、SINUMERIK 840D数控系统性能
    SINUMERIK 840D是西门子公司20世纪90年代推出的高性能数控系统。它保持西门子前两代系统SINUMERIK 880和840C的三CPU结构：人机通信CPU（MMC-CPU）、数字控制CPU（NC-CPU）和可编程逻辑控制器CPU（PLC-CPU）。三部分在功能上既相互分工，又互为支持。

    在物理结构上，NC-CPU和PLC-CPU合为一体，合成在NCU（Numerical Control Unit）中，但在逻辑功能上相互独立。

    相对于前几代系统，SINUMERIK 840D具有以下几个特点：

    （1）数字化驱动

    在SINUMERIK 840D中，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。

    （2）轴控规模大

    最多可以配31个轴，其中可配10个主轴。

    （3）可以实现五轴联动

    SINUMERIK 840D可以实现X、Y、Z、A、B五轴的联动加工，任何三维空间曲面都能加工。

    （4）操作系统视窗化

    SINUMERIK 840D采用Windows 95作为操作平台，使操作简单、灵活，易掌握。

    （5）软件内容丰富功能强大

    SINUMERIK 840D可以实现加工（Machine）、参数设置（Parameter）、服务（Services）、诊断（Diagnosis）及安装启动（Start-up）等几大软件功能。

    （6）具有远程诊断功能

    如现场用PC适配器、MODEM卡，通过电话线实现SINUMERIK 840D与异域PC机通信，完成修改PLC程序和监控机床状态等远程诊断功能。

    （7）保护功能健全

    SINUMERIK 840D系统软件分为西门子服务级、机床制造厂家级、最终用户级等7个软件保护等级，使系统更加安全可*。

    （8）硬件高度集成化

    SINUMERIK 840D数控系统采用了大量超大规模集成电路，提高了硬件系统的可*性。

    （9）模块化设计

    SINUMERIK 840D的软硬件系统根据功能和作用划分为不同的功能模块，使系统连接更加简单。

    （10）内装大容量的PLC系统

    SINUMERIK 840D数控系统内装PLC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。

    （11）PC化

    SINUMERIK 840D数控系统是一个基于PC的数控系统。

    二、SINUMERIK 840D数控系统硬件结构

    SINUMERIK 840D系统硬件组成原理如图1所示。








图1 SINUMERIK 840D数控系统硬件组成框图

    下面介绍其主要的功能部件。

    1. 数字控制单元NCU

    NCU（Numerical Control Unit）是SINUMERIK 840D数控系统的控制中心和信息处理中心，数控系统的直线插补、圆弧插补等轨迹运算和控制、PLC系统的算术运算和逻辑运算都是由NCU完成的。在SINUMERIK 840D中，NC-CPU和PLC-CPU采用硬件一体化结构，合成在NCU中。

    2. 人机通信中央处理单元MMC-CPU

    MMC-CPU的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。

    3. 操作员面板OP031

    操作员面板OP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。

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

    4. 机床操作面板MCP

    MCP的主要作用是完成数控机床的各类硬功能键的操作。主要有以下列6个硬功能键操作。

    （1）操作模式键区

    可选择的操作模式有JOG、MD、TEACH IN和AUTO 等4种操作模式。

    （2）轴选择键区

    实现轴选择，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，通过PLC的数据块实现与系统的联系，完成机床生产厂所要求的特殊功能。

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