西門子802S數(shù)控系統(tǒng)在高壓水射流切割機(jī)上的應(yīng)用

　　摘要：基于高壓水射流切割機(jī)對數(shù)控系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的要求，采用西門子802S經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)能極大地提高機(jī)床的加工精度，運(yùn)行可靠穩(wěn)定，滿足工件的切割要求。本文簡要論述了西門子802S數(shù)控系統(tǒng)的硬件配置和軟件結(jié)構(gòu)，以及其在高壓水射流切割機(jī)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞： 西門子802S數(shù)控系統(tǒng)，高壓水射流切割機(jī)，應(yīng)用

　　一、前言：

　　高壓水射流切割機(jī)是應(yīng)用參合了專用磨料的高壓水，通過噴嘴噴射出高壓水流對工件進(jìn)行切割，其切割效率高，切邊整齊，廣泛應(yīng)用于輕工等行業(yè)。高壓水射流切割機(jī)的控制系統(tǒng)一般采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，以保證工作可靠穩(wěn)定。西門子SINUMERIK 802S數(shù)控系統(tǒng)采用32位微處理器，集成式PLC，分離式小尺寸操作面板和機(jī)床控制面板，是一種先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)型CNC系統(tǒng)，其專門為中國市場開發(fā)，啟動數(shù)據(jù)少，安裝調(diào)試方便，快捷；具有中英文菜單顯示，操作編程簡單方便；具有可靠性高，穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。高壓水射流機(jī)采用西門子SINUMERIK 802S數(shù)控系統(tǒng)，充分利用該系統(tǒng)具有的豐富誤差補(bǔ)償功能，如絲桿反向間隙補(bǔ)償，絲桿螺距誤差補(bǔ)償，進(jìn)給軸脈沖監(jiān)控等，大大地提高了高壓水射流機(jī)的生產(chǎn)效率。

　　二、數(shù)控系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

　　高壓水射流切割機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)主要包括操作面板(OP020)，機(jī)床面板(MCP)，數(shù)控部分(ECU)，步進(jìn)驅(qū)動器(STEPDRIVE C)及步進(jìn)電機(jī)，PLC模塊(DI/O)，通訊口。1.操作面板(OP020)

　　操作面板按鍵布局采用人機(jī)工程設(shè)計(jì)，操作方便靈活。按鍵主要包括菜單功能鍵，字母鍵，數(shù)字鍵等。2.機(jī)床面板(MCP)

　　機(jī)床面板包括通用控制鍵及高壓水射流切割機(jī)專用控制鍵。通用控制鍵主要有進(jìn)給軸移動按鈕，數(shù)控啟動停止按鈕，工作方式選折功能按鈕，進(jìn)給倍率選折波段開關(guān)等。專用控制按鈕包括高壓電機(jī)啟動停止，換刀啟動停止，冷卻，潤滑等。3.數(shù)控部分(ECU)

　　數(shù)控部分主要包括CPU，ROM，RAM，位置控制電路及接口板。ROM用于固化數(shù)控系統(tǒng)軟件，RAM用于存放可變數(shù)據(jù)，如堆棧數(shù)據(jù)和控制軟件暫存數(shù)據(jù)。對于數(shù)控加工程序和系統(tǒng)參數(shù)等可變數(shù)據(jù)存儲區(qū)具有掉電保護(hù)功能，當(dāng)主電源不供電時，使數(shù)據(jù)不丟失。

　　4.步進(jìn)驅(qū)動器(STEPDRIVE C)及步進(jìn)電機(jī)

　　步進(jìn)驅(qū)動器(STEPDRIVE C)是單軸型控制器，控制五相步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的步距角為0.36度。驅(qū)動接口采用25芯D型插座。每個驅(qū)動器接受三個信號，一個為脈沖信號，一個為方向信號，一個為使能信號。發(fā)出的脈沖控制電機(jī)運(yùn)行，每個上升沿使電機(jī)向前走一步，脈沖數(shù)決定電機(jī)轉(zhuǎn)角，脈沖頻率決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。5.輸入輸出部分(I/O)

　　輸入輸出部分主要包括快速輸入接口以及數(shù)控系統(tǒng)的PLC模塊?？焖佥斎氚ㄏ尬唤咏_關(guān)以及NCRDY信號。NCRDY信號是用作NC使能的接觸器急停信號。PLC模塊I/O包括高壓啟動停止，換刀啟動停止，冷卻開關(guān)，潤滑開關(guān)等。6.通訊口

　　數(shù)據(jù)通訊采用標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C，用于接收用戶程序或與計(jì)算機(jī)通訊。其采用9芯D型插座，信號名稱包括：RXD-數(shù)據(jù)接收，TXD-數(shù)據(jù)發(fā)送，RTS-發(fā)送請求，CTS-發(fā)送使能，DTR-數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備就緒，DSR-數(shù)據(jù)終端就緒，M-信號地。

　　三、控制系統(tǒng)的軟件

　　西門子802S數(shù)控系統(tǒng)是一個復(fù)雜的多任務(wù)實(shí)時軟件，其采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個模塊分管各自的任務(wù)，形成特定的功能模塊，相應(yīng)的軟件也模塊化，形成功能模塊軟件結(jié)構(gòu)固化在CPU中。

　　西門子802S數(shù)控系統(tǒng)的CNC單元主要由三大模塊組成，即人機(jī)通信(MMC)模塊，數(shù)控模塊(NCK)，可編程控制器(PLC)模塊。1.人機(jī)通信(MMC)模塊

　　西門子802S數(shù)控系統(tǒng)采用人機(jī)交互處理技術(shù)進(jìn)行用戶界面的交互處理。用戶選折CNC系統(tǒng)的工作模式，進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)和命令的輸入，CNC系統(tǒng)實(shí)時針對用戶的操作進(jìn)行信息的反饋，向用戶提供系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提供相應(yīng)的操作和學(xué)習(xí)幫助，當(dāng)出現(xiàn)操作錯誤和系統(tǒng)故障時，產(chǎn)生錯誤和警告的信息。西門子802S數(shù)控系統(tǒng)的主菜單包括：1)加工，2)參數(shù)，3)程序，4)通訊，5)診斷。2.數(shù)控模塊(NCK)