探索西门子数控领域的黑科技秘密——揭示独特优势与市场领先的西门子数控子程序探究（上） (西门子数字化解决方案)

探索西门子数控领域的黑科技秘密——揭示独特优势与市场领先的西门子数控子程序探究（上）
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随着科技的飞速发展，数字化技术已成为现代制造业的核心驱动力。
在这一领域中，西门子以其丰富的经验和创新技术，成为数控领域的佼佼者。
本文将带您深入了解西门子数控领域的黑科技秘密，揭示其在市场中的独特优势，并重点探究其数控子程序的先进性和实用性。

一、西门子数控领域的发展历程

西门子作为全球知名的电气与自动化解决方案提供商，在数控领域拥有悠久的历史和深厚的底蕴。
自上世纪初，西门子就开始涉足数控技术，经过几十年的技术积累和创新，其在数控系统、数控机床、数控软件等方面取得了卓越的成就。
如今，西门子已成为全球数控领域的领先企业，为全球的制造业提供高品质的数控产品和解决方案。

二、西门子数控领域的黑科技秘密

1. 先进的数控系统技术

西门子数控系统以其高速、高精度、高稳定性等特点著称。
其先进的控制系统能够实现多维度的运动控制，满足复杂零部件的加工需求。
同时，该系统还具有自动优化功能，能够根据实际情况调整参数，提高生产效率和加工质量。

2. 创新的数控机床设计

西门子数控机床设计先进，具备高度灵活性和广泛的适用性。
其机床结构采用先进的材料和技术，确保机床的高刚性和高稳定性。
西门子还注重机床的智能化设计，通过集成先进的传感器和控制系统，实现机床的自动化和智能化。

3. 全面的数控软件解决方案

西门子在数控软件方面也拥有丰富的产品线和解决方案。
其软件产品包括数控编程、仿真、优化等方面的功能，能够满足制造业的各种需求。
西门子数控软件还具备强大的数据分析和处理能力，能够帮助企业实现数字化管理和智能化决策。

三、西门子数控子程序的先进性和实用性

1. 高效的数控子程序

西门子数控子程序是数控系统的重要组成部分，其效率和稳定性直接影响整个系统的性能。
西门子数控子程序采用先进的编程技术和算法，能够实现高效的代码生成和优化，提高加工效率和加工质量。
其子程序还支持多种编程语言，方便用户进行编程和调试。

2. 灵活的适应性

西门子数控子程序具有高度的灵活性，能够适应各种加工需求和场景。
无论是简单的零部件加工还是复杂的曲面加工，西门子数控子程序都能轻松应对。
其子程序还支持多种机床类型，能够满足企业的多样化需求。

3. 强大的支持和服务

作为全球的领先企业，西门子在数控领域拥有完善的支持和服务体系。
无论是技术咨询、安装调试还是售后服务，西门子都能提供全方位的支持和服务。
这使得用户在使用西门子数控子程序时，无需担心技术和售后问题。

四、市场领先的独特优势

1. 技术创新

西门子在数控领域不断进行技术创新和研发，推出了一系列先进的产品和解决方案。
这使得西门子在市场中始终保持领先地位，赢得广大用户的信赖和支持。

2. 品质保证

西门子注重产品质量和性能，通过严格的质量控制和测试，确保产品的稳定性和可靠性。
这使得西门子数控产品在市场中具有高度的竞争力。

3. 完善的支持和服务体系

西门子拥有完善的支持和服务体系，能够为用户提供全方位的技术支持和售后服务。
这使得用户在使用西门子数控产品时，无需担心技术和售后问题。

西门子在数控领域拥有先进的技术和丰富的产品线，能够满足制造业的各种需求。
通过深入了解西门子数控领域的黑科技秘密和市场优势，我们不难看出其在数控领域的领先地位和强大的竞争力。
在接下来的文章中，我们将继续探讨西门子数控子程序的更多和应用案例，以期为读者提供更全面的了解。

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相对于802D在性能上有许多的改进，为广大的客户在希望扩大应用领域和范围方面提供了更多的可能和受益，例如：可以方便的使用 DIN编程技术和 ISO 代码进行编程，卓越的产品可靠性，数字控制器，可编程控制器，人机操作界面，输入/输出单元一体化设计的系统结构，由各种循环和轮廓编程提供的扩展编程帮助技术，通过DRIVE-CLiQ 接口实现的最新数字式驱动技术提供了统一的数字式接口标准，各种驱动功能按照模块化设计，可以根据性能要求和智能化要求灵活安排，各种模块不需要电池及风扇，因而无需任何维护。 各种功能体现了西门子公司最新的产品创新技术，例如5个数字驱动轴，其中任意4个都可以作为联动轴进行插补运算，另一个作为定位轴使用，同时，还提供一个相应的数字式主轴（模拟主轴即将推出）作为一个变型使用, 在带C 轴功能时，可以采用3个数字轴，一个数字主轴，一个数字辅助主轴和一个数字定位轴的配置。 新一代的西门子驱动技术平台SINAMICS S120伺服系统通过已经集成在元件级的DRIVE-CLiQ来对错误进行识别和诊断，从操作面板就可以进行操作，使用的标准闪存卡（CF）可以非常方便的备份全部调试数据文件和子程序，通过闪存卡（CF）可以对加工程序进行快速处理，通过连接端子使用两个电子手轮，216 个数字输入和144 个数字输出（0.25A），RCS802 - 远程诊断和远程控制（NC 和 PLC），RCS@Event（通过电子邮件进行远程诊断），USB口（即将推出）。 西门子数控系统是西门子集团旗下自动化与驱动集团的产品，西门子数控系统SINUMERIK发展了很多代。 目前在广泛使用的主要有802、810、840等几种类型。 用一个简要的图表对西门子各系统的定位作描述如下：西门子各系统的性价比较1) 802D（请参阅：802D 简明调试指南）具有免维护性能的SINUMERIK802D，其核心部件 - PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。 可靠性高、易于安装。 SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。 通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。 模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。 通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。 SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制。 采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。 并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。 2) 810D（请参阅：SINUMERIK 810D 840D 简明调试手册 - 2006版本）在数字化控制的领域中，SINUMERIK 810D第一次将CNC和驱动控制集成在一块板子上。 快速的循环处理能力，使其在模块加工中独显威力。 SINUMERIK 810D NC软件选件的一系列突出优势可以帮助您在竞争中脱颖而出。 例如提前预测功能，可以在集成控制系统上实现快速控制。 另一个例子是坐标变换功能。 固定点停止可以用来卡紧工件或定义简单参考点。 模拟量控制控制模拟信号输出;刀具管理也是另一种功能强大的管理软件选件。 样条插补功能(A，B，C样条)用来产生平滑过渡；压缩功能用来压缩NC记录；多项式插补功能可以提高810D/810DE运行速度。 温度补偿功能保证您的数控系统在这种高技术、高速度运行状态下保持正常温度。 此外，系统还为您提供钻、铣、车等加工循环。 SINUMERIK 840D3) 840DSINUMERIK 840D数字NC系统用于各种复杂加工,它在复杂的系统平台上，通过系统设定而适于各种控制技术。 840D与SINUMERIK_611数字驱动系统和SIMATIC7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。 控制类型采用32位微处理器、实现CNC控制，用于完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。 。 机床配置可实现钻、车、铣、磨、切害、冲、激光加工和搬运设备的控制，备有全数字化的SIMDRIVE611数字驱动模块：最多可以控制31个进给轴和主轴．进给和快速进给的速度范围为100-9999mm/min。 其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补，这些功能。 为加工各类曲线曲面零件提供了便利条件。 此外还具备进给轴和主铀同步操作的功能。 操作方式其操作方式主要有AUTOMATIC(自动)、JOG(手动)、示教（TEACH IN） 手动输入运行（MDA） ，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，跳段功能，单段功能，空运转。 轮廓和补偿840D可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、刀具半径补偿的进入和退出策略及交点计算、刀具长度补偿、螺距误差补偿棚测量系统误差补偿、反向间隙补偿、过象限误差补偿等。 NC编程840D系统的NC编程符合DIN 标准(德国工业标准)，具有高级语言编程特色的程序编辑器，可进行公制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可同时进行，系统具备1．5兆字节的用户内存，用于零件程序、刀具偏置、补偿的存储。 PLC编程840D的集成式PLC完全以标准sIMAncs7模块为基础，PLC程序和数据内存可扩展到288KB，u/o模块可扩展副2048个输入/输出点、PLC程序能以极高的采样速率监视数据输入，向数控机床发送运动停止/起动等指令。 操作部分硬件840D系统提供了标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在Windows98/2000下开发自定义的界面。 此外，2个通用接过RS232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并联接口完成程序存储、读入及打印工作。 显示部分840D提供了多言种的显示功能，用户只需按一下按钮．即可将用户界面从一种语自转换为一种语言，系统提供的话言有中文、英语、德语、西班牙语、法语、意大利语：显示屏上可显示程序块、电动机轴位置、操作状态等信息。 2.1 西门子数控系统的基本构成请参阅：SIEMENS数控系统操作部件SIEMENS用于数控系统的HMI软件西门子数控系统有很多种型号，首先我们来观察一下802D所构成的实物图，SINUMERIK 802D是个集成的单元，它是由NC以及PLC和人机界面（HMI）组成，通过PROFIBUS总线连接驱动装置以及输入输出模板，完控制功能。 而在西门子的数控产品中最有特点，最有代表性的系统应该是840D系统。 因此，我们可以通过了解西门子840D系统，来了解西门子数控系统的结构。 首先通过以下的实物图观察840D系统。 2.2西门子810D系统的结构组成 （请参阅：SINUMERIK 810D 840D 简明调试手册 - 2006版本）SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或NCU），MMC,PLC模块三部分组成，由于在集成系统时，总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处。 1. 人机界面人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成 MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)单元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。 MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。 （1）MMC(Man Machine communication)最常用的MMC有两种：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配(PC UNIT)是专门为配合西门子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘，与MMC不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。 PCU的软件被称作HMI。 HMI有分为两种：嵌入式HMI和高级HMI。 一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI。 （2）OP(Operation pannel)OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。 根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元，如： OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031最为常用。 （3）、MCP(Machine control pannel)MCP是专门为数控机床而配置的，它也是OPI上的一个节点，根据应用场合不同，其布局也不同，目前，有车床版MCP和铣床版MCP两种。 对810D和840D，MCP的MPI地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定。 对于SINUMERIK840D应用了MPI（Multiple Point Interface）总线技术，传输速率为187.5k/秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。 为提高人机交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）总线，它的传输速率为1.5M/秒。 2. NCU(Numerical control unit)数控单元SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical Controlunit）单元（在810D中称为CCU（compact control unit））：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板组成.根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分为NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12轴)，NCU573.2(31轴)等若干种，同样，NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相应的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus接口，RS232接口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU单元很薄，所有的驱动模块均排列在其右侧。 （请参阅：Simodrive 611 Universal 产品介绍）数字伺服：运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和1FT6(1FK6)电机组成。 SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D.它包括两部分：电源模块+驱动模块（功率模块）。 电源模块：主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源，产生母线电压，同时监测电源和模块状态。 根据容量不同，凡小于15KW均不带馈入装置，极为U/E电源模块；凡大于15KW均需带馈入装置，记为I/RF电源模块，通过模块上的订货号或标记可识别。 611D数字驱动:是新一代数字控制总线驱动的交流驱动，它分为双轴模块和单轴模块两种，相应的进给伺服电机可采用1FT6或者1FK6系列，编码器信号为1Vpp正弦波，可实现全闭环控制。 主轴伺服电机为1PH7系列。 4. PLC模块SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMATIC S7-300的软件及模块，在同一条导轨上从左到右依次为电源模块（Power Supply），CPU模块，接口模块（Interface Module）及信号模块（Signal Module）。 PLC模块的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。 电源模块（PS）是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。 接口模块（IM）是用于级之间互连的。 信号模块（SM）使用与机床PLC输入/输出的模块，有输入型和输出型两种。 系统集成和连接以下元件：最大可以连接2个电子手轮，小型手持单元，通过I/O 模块PP 72/48 或通过 MCPA模块控制的机床操作面板，MCPA 模块被插入安装在PCU 210的后背板。 MCPA 模块可以连接机床控制面板，同时具有用于模拟主轴的模拟接口。 最大可以连接3个I/O模块PP 72/48。