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浅谈国内常用数控系统

2014-08-15黑龙江谢彦平

职业技术 2014年7期
关键词:驱动程序数控系统机床

黑龙江 谢彦平

一、SINUMERIK数控系统功能

SINUMERIK数控系统是一个集成所有数控系统元件(数字控制器、可编程控制器、人机操作界面)于一体的操作面板安装形式的控制系统。西门子公司全新设计的驱动技术所提供的DRIVE-CLiQ接口可以连接多达6轴数字驱动。外部设备通过现场控制总线PROFIBUSDP连接。这种新的驱动接口连接技术只需要最少数量的几根连线就可以进行非常简单而容易的安装。

1.SINUMERIK 802D

SINUMERIK 802D将NCK、PLC、HMI集成一体,通过PROFIBUS连接各部件SIMODRIVE 611U数字驱动系统。可控制4个进给轴、3个数字或模拟主轴;集成大量CNC功能;提供编程模拟及图形循环支持功能,PC卡备份数据,可实现一次编程批量安装。

2.SINUMERIK 840D

SINUMERIK 840D是西门子数控产品的突出代表。于20世纪90年代推出。它保持西门子前两代系统SINUMERIK 880和840C的三CPU结构:人机通信、数字控制和可编程逻辑控制器。840D与SINUMERIK 611数字驱动系统和SIMATICS7可编程控制器一起,构成全数字控制系统,它适于各种复杂加工任务的控制,具有优于其它系统的动态品质和控制精度。标准控制系统的特征是具有大量的控制功能,如车削、铣削、磨削以及特殊控制,这些功能在使用中不会有任何相互影响。840D的突出之处在于其不断扩展的特性:

(1)NC包括神经网络,其自学习、自优化系统使系统的调整时间大为缩短。精调也可按机床用户的要求简单自动地进行。

(2)交互式编程是操作简单但功能强大的编辑工具,它给操作人员极大的自由度使零件设计到工件成形的时间大幅度缩短。

(3)为便于PLC编程,开发了S7-HiGraph点阵图形辅助编程工具,用于快速、简单的机械运动及时序的逻辑设计。

(4)全新的AUTOTURN软件使车削工件的编程大幅度简化,加工计划也可简单的通过按键生成。

(5)在SINUMERIK 840D和SIMODRIVE 611的基础上,只需最少的硬件和软件投资,即可生成易于使用的仿形数字化系统。

二、FANUC数控系统

1.特点

FANUC公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能,适用于各种机床和生产机械的特点,在市场的占有率远远超过其他的数控系统,主要体现在以下几个方面。

(1)系统在设计中大量采用模块化结构,易于拆装。各个控制板高度集成,可靠性高,而且便于维修、更换。

(2)有较完善的保护措施。FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。

(3)FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说,基本功能完全能满足使用要求。

(4)提供大量丰富的PMC信号和功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC控制程序,而且增加了编程的灵活性。

(5)具有很强的DNC功能。系统提供串行RS232传输接口,使通用计算机PC和机床之间的数据传输能方便、可靠地进行,实现高速DNC操作。

(6)提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC维修手册为用户提供了大量的报警信息,并且以不同的类别进行分类。

2.主要系列

(1)普及型CNC 0—D系列:0—TD车床,0—MD铣床及小型加工中心,0—GCD圆柱磨床,0—PD冲床。

(2)高性能、价格比的0i系列:整体软件功能包,高速、高精度加工。0i—MB/MA加工中心和铣床,4轴4联动;0i—TB/TA车床,4轴2联动,0i—mateMA铣床,3轴3联动。

(3)具有网络功能的超小、薄型CNC 16i/18i/21i系列:控制单元与LCD集成于一体,超高速串行数据通讯。16i最大可控8轴6联动;18i最大可控6轴4联动;21i最大可控4轴4联动。

三、华中数控系统

1.软件结构说明

底层软件:它是华中数控系统的软件平台,其中RTM模块为自行开发的实时多任务管理模块,负责CNC系统的任务管理调度。NCBIOS模块为基本输入输出系统,管理CNC系统所有的外部控制对象,包括设备驱动程序(I/O)的管理、位置控制、PLC控制、插补计算以及内部监控等。RTM和NCBIOS两模块合起来统称NCBASE。

过程控制软件:它包括编辑程序、参数设置、译码程序、PLC管理、MDI、故障显示等与用户操作有关的功能子模块。各功能模块通过NCBASE的NCBIOS与底层进行信息交换。

2.NCBASE的功能

(1)实时多任务的调度。该功能由RTM模块实现。调度核心由时钟中断服务程序和任务调度程序组成。根据任务要求的调度机制和任务的状态对任务实行管理,即决定当前哪个任务获得CPU的控制权。系统中各个任务只能通过调度核心才能运行和终止。

(2)设备驱动程序。对于不同的控制对象,如加工中心、数控铣床、数控车床等,硬件的配置可能不同,而不同的硬件模块其驱动程序也不同。华中数控系统在配置系统时,所有的硬件模块的驱动程序都要在NCBIOS的NCBIOS.CFG中说明。

(3)位置控制。位置控制是NCBIOS的一个固定程序,主要是接受插补运算程序送来的位置控制指令,经进行螺距误差补偿、传动间隙补偿、极限位置判别等处理后,输出速度指令值给位置控制。

(4)插补器。华中数控系统为多通道数控系统,每个通道都有一个插补器,相应就创建一个插补任务。其任务主要是完成直线、圆弧、螺纹、攻丝及微小直线段等插补运算。

(5)内部监控。实现对CNC系统各部分故障的监控。

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