西门子802S数控系统在高压水射流切割机上的应用

一、前言：

高压水射流切割机是应用参合了专用磨料的高压水，通过喷嘴喷射出高压水流对工件进行切割，其切割效率高，切边整齐，广泛应用于轻工等行业。高压水射流切割机的控制系统一般采用经济型数控系统，以保证工作可靠稳定。西门子 SINUMERIK 802S数控系统采用32位微处理器，集成式PLC，分离式小尺寸操作面板和机床控制面板，是一种先进的经济型CNC系统，其专门为中国市场开发，启动数据少，安装调试方便，快捷；具有中英文菜单显示，操作编程简单方便；具有可靠性高，稳定性强的特点。高压水射流机采用西门子 SINUMERIK 802S数控系统，充分利用该系统具有的丰富误差补偿功能，如丝杆反向间隙补偿，丝杆螺距误差补偿，进给轴脉冲监控等，大大地提高了高压水射流机的生产效率。

二、数控系统的硬件构成

高压水射流切割机的数控系统主要包括操作面板（OP020），机床面板（MCP），数控部分（ECU），步进驱动器（STEPDRIVE C）及步进电机，PLC模块（DI/O），通讯口。
1．操作面板（OP020）
操作面板按键布局采用人机工程设计，操作方便灵活。按键主要包括菜单功能键，字母键，数字键等。
2．机床面板（MCP）
机床面板包括通用控制键及高压水射流切割机专用控制键。通用控制键主要有进给轴移动按钮，数控启动停止按钮，工作方式选折功能按钮，进给倍率选折波段开关等。专用控制按钮包括高压电机启动停止，换刀启动停止，冷却，润滑等。
3．数控部分（ECU）
数控部分主要包括CPU，ROM，RAM，位置控制电路及接口板。ROM用于固化数控系统软件，RAM用于存放可变数据，如堆栈数据和控制软件暂存数据。对于数控加工程序和系统参数等可变数据存储区具有掉电保护功能，当主电源不供电时，使数据不丢失。
4．步进驱动器（STEPDRIVE C）及步进电机
步进驱动器（STEPDRIVE C）是单轴型控制器，控制五相步进电机。步进电机的步距角为0.36度。驱动接口采用25芯D型插座。每个驱动器接受三个信号，一个为脉冲信号，一个为方向信号，一个为使能信号。发出的脉冲控制电机运行，每个上升沿使电机向前走一步，脉冲数决定电机转角，脉冲频率决定电机的转速。
5．输入输出部分（I/O）
输入输出部分主要包括快速输入接口以及数控系统的PLC模块。快速输入包括限位接近开关以及NCRDY信号。NCRDY信号是用作NC使能的接触器急停信号。PLC模块I/O包括高压启动停止，换刀启动停止，冷却开关，润滑开关等。
6．通讯口
数据通讯采用标准的RS-232C，用于接收用户程序或与计算机通讯。其采用9芯D型插座，信号名称包括：RXD-数据接收，TXD-数据发送，RTS-发送请求，CTS-发送使能，DTR-数据传输设备就绪，DSR-数据终端就绪，M-信号地。

三、控制系统的软件

西门子802S数控系统是一个复杂的多任务实时软件，其采用模块化结构，每个模块分管各自的任务，形成特定的功能模块，相应的软件也模块化，形成功能模块软件结构固化在CPU中。
西门子802S数控系统的CNC单元主要由三大模块组成，即人机通信（MMC）模块，数控模块（NCK），可编程控制器（PLC）模块。
1． 人机通信（MMC）模块
西门子802S数控系统采用人机交互处理技术进行用户界面的交互处理。用户选折CNC系统的工作模式，进行相应数据和命令的输入，CNC系统实时针对用户的操作进行信息的反馈，向用户提供系统运行状态，提供相应的操作和学习帮助，当出现操作错误和系统故障时，产生错误和警告的信息。

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