始终达到高数控性能
生产力、精度、可用性、成本 — 这些是机床领域中起决定作用的推动因素。拥有特殊功能的 SINUMERIK 控制系统能够精确满足这些要求,可实现较高数控性能。
许多方式可用来实现高生产力
在利用各种提高生产力的可能方式方面,机械手集成、智能运动控制以及连续优化是相关的专门用语。
机械手集成的所有方面人们对机床自动化解决方案与高精度工业机械手配合使用的需求正在迅速增加。搬运以及高精度和复杂加工任务也是这种情况。借助于 SINUMERIK,西门子提供了一种用于机械手集成的数控系统:从为了完成搬运任务而通过用户友好的集成实现的简单连接,直至机械手运动机构在系统中的全面集成。
智能运动控制借助于 Advanced Surface 和Top Surface 智能运动控制功能,SINUMERIK 能够以极高加工速度取得佳工件表面。
连续优化使用 SINUMERIK Operate 的“自动伺服调谐”(Auto Servo Tuning (AST)) 功能,可达到机器轴的高动态性能和精度,自动优化控制参数。这就简化了机器的调试,并可使用 AST 在运行过程中定期优化机器。这可确保在整个生命周期内达到高机器精度。
概述采用一台中央控制器的全新系统结构
每个电子协同型驱动装置都可协同进行工作,以便完成用户的驱动任务。上位控制器可使驱动装置产生所需的协调运动。这就要求控制器与所有驱动装置之间应实现循环数据交换。迄今为止,这种数据交换必须通过一个现场总线实现,安装和设计费用相应较高。而SINAMICS S120 变频调速柜则采取了一条不同的途径:一个中央控制器对所有连接的轴进行驱动控制,并且还可在驱动装置之间或者在轴之间实现技术性的逻辑互连。由于全部所需数据均存储在中央控制器中,这些数据无需进行传输。在一个控制器内即可交叉轴连接,利用一个鼠标,使用 STARTER 调试工具即可进行便捷的组态。
SINAMICS S120 变频调速柜控制器可自动执行简单的技术功能任务
CU310‑2DP或CU310‑2PN控制单元可用于单机驱动
CU320‑2DP或CU320‑2PN控制单元适合多轴应用。
借助于 SIMOTION D 的功能更强大的控制单元D410‑2, D425‑2, D435‑2, D445‑2和D455‑2(按照性能进行分级),可完成复杂运动控制任务。
这些控制单元均基于面向对象的
SINAMICS S120 标准固件,该固件包含所有常用的控制模式,可升级以满足先进的性能要求。
驱动控制以组态方便的驱动对象形式来提供:
进线整流控制
用于广泛的异步(感应)电机应用 - 可靠的“矢量控制”和
用于具有苛刻动态要求的永磁同步电机 -“伺服控制”
而V/f 控制模式可用于简单应用,如含有 SIEMOSYN 电机的成组驱动
CompactFlash 卡
SINAMICS S120 驱动器的功能存储在 CF 卡上。此存储卡中包含用于所有驱动装置的固件与参数设置(以项目的形式)。CF 卡还可保存附加项目,这意味着在调试不同类型的系列机床时,可立即访问正确的项目。在控制单元启动之后,CompactFlash 存储卡上的数据被读取并装到 RAM 中。
固件以对象的形式进行组织。驱动对象用于针对输入模块、电机模块、电源模块以及通过 连接的其他系统组件执行开环和闭环控制功能。
驱动对象
一个驱动对象就是一个独立软件功能,它带有自己的参数,如有必要,还带有自己的故障消息和报警。
通过 SIMOTION 对工艺功能加以扩展
SIMOTION D 控制单元支持多驱动器的协调运动控制。除驱动对象外,还可在这些控制单元上实现工艺对象。可将这些对象进行分组以形成工艺功能包,并提供扩展的运动控制功能(如同步操作、凸轮盘、路径插补等)或工艺功能(如凸轮控制器、温度或压力控制)。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131-3 的PLC,这意味着该系统不仅能够控制运动序列,而且还可控制包括 HMI 及I/O 的整台机器。
全面的开环和闭环控制功能
广泛的标准功能(如设定点输入、数据组切换、控制器优化、动态缓冲等)确保了极高的运行可靠性和优异的应用灵活性。
关键开环和闭环控制功能概览
闭环控制类型 S120
开环控制类型 S120
书本型/机架型 S120 的主要功能
备注,说明
进给控制
书本尺寸
带/不带电源传感器的电流控制
不带/带电源传感器的VDCDC控制
连接
带电源传感器的电流控制
带电源传感器的VDC控制
书本型/制动
回馈模式整流和再生回馈
电源识别
控制器优化
谐波滤波器
自动重启
电源传感器是 VSM 10 电压检测模块;“电流”是输入电流;3 相输入频率
矢量控制
异步电机
转矩控制带/不带编码器
转速控制带/不带编码器
转矩电机
转矩控制带编码器
异步电机(感应电机),扭矩电机
位置控制带编码器
直线/抛物线特性
固定频率特性(纺织)
独立电压设定点输入
数据组切换
扩展设定点输入
电机识别
电流/转速控制器优化
工艺控制器
基本定位器
快速重新起动,带/不带编码器
动态缓冲
同步
静态
制动控制
可实现带 V/f 控制模式的混合操作;因此,V/f 控制模式在揤ector Control斍韵笾薪龃娲⒁淮
可在“伺服”和“矢量”模式中将位置控制选择为一个功能模块。
同步电机(1FK 和1FT)和直线电机仅可在伺服模式中运行。
侍服控制
同步电机、直线电机和转矩电机
转速控制带编码器
所有电机类型
设定点输入
阻尼应用
生产精度
实现 SINUMERIK 高精度的一种方法是通过软件对机械效应进行补偿。这种补偿包括 80 位NANO、摩擦补偿和点头振动补偿。
精度SINUMERIK 数控系统和 SINAMICS 变频装置能够以高性能 80 位NANO 精度进行计算。这样就消除了舍入误差,在整个控制器回路中达到极高内部计算精度。
点头振动补偿点头振动补偿用于补偿机床轴加速时产生的动态位置偏差。这会改进加工质量,同时允许达到更高加加速度和加速度值。
摩擦补偿通过补偿与速度有关的摩擦效应,可更有效地消除与摩擦相关的路径误差。这样就可实现一致不变的高轮廓精度和工件精度。
空间误差补偿 (VCS)通过 VCS,可以对直线和回转轴的几何偏差对刀具中心点的影响进行补偿,从而直接带来更高加工精度。
提高可用性
状况监视和防碰撞功能可确保机床的高可用性。
防碰撞提供优碰撞防护:SINUMERIK 中的防碰撞功能 (Collision Avoidance) 针对配有一个 NCU 的单通道机床以及复杂加工操作(如5轴同时铣削)提供实时 3D 碰撞监视。所有操作模式(JOG、MDA 和自动)都具有碰撞监视功能。在SINUMERIK Operate 中,可对机床部件相互之间以及与刀具之间的相对运动进行 3D 可视化模拟。
状况监视通过 SINUMERIK 状况监视,可对有关机器状况的信息进行评估,并使用机器指纹获取机器状态。这样就可做出有关机器质量以及可能隐藏的问题的有效陈述。
降低运行成本
通过采用节能型解决方案,可在整个机床生命周期内降低运行成本。
SINUMERIK Ctrl-EnergySINUMERIK Ctrl-Energy 包括广泛的高能效传动装置/电机部件、数控/传动功能、软件解决方案和服务。用户可轻松使用一些智能功能,例如,能够分析与每个加工的工件相关的能耗成本。只需按 Ctrl+E 快捷键,SINUMERIK 即可帮助用户可持续地节约电能。
安全性提高
保护程序代码知识产权并针对通过恶意软件进行的操纵提供保护