CN109976260A - 一种西门子810d数控系统的集成控制方法 - Google Patents

一种西门子810d数控系统的集成控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种西门子810D数控系统的集成控制方法，包括以下步骤；a、计算机和可编程逻辑控制器组成集成控制端,b、计算机下达控制指令,集成控制端通过工业以太网与数控机床端通讯连接，并向数控机床发送控制指令，使数控机床调用要求的NC程序进行自动加工；c、指令种类，包括程序选择、自动模式和循环启动/停止；d、结束。通过计算机自动控制数控机床进行NC程序调用、自动加工模式切换和循环启动与停止，对许多老式的数控加工机床配备西门子810D数控系统的接口信号得到支持，导致老旧式配备该数控系统的机床统一实现集成控制，能够有效地利用设备资源。

Description

一种西门子810D数控系统的集成控制方法
技术领域
本发明属于数控机床集成技术领域，具体涉及一种西门子810D数控系统的集成控制方法。
背景技术
工业自动化是工业转型升级，实现智能制造的重要基础，通过利用旧设备与新技术、新器件、新设备等集成出自动化生产系统是工业自动化落地过程中必须要解决的问题。通过将数控加工机床与自动化机电装置、工业机器人、测量装置等集成，可创造出高自动化程度的机械加工系统。
但是许多老式的数控加工机床配备了西门子810D数控系统，该系统由于开发时期较早，没有专门用于与外部集成的软硬件接口，且定制版本较多，对原生系统中的接口信号支持有限，导致配备该数控系统的机床难以实现集成控制。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种西门子810D数控系统的集成控制方法，通过计算机自动控制数控机床进行NC程序调用、自动加工模式切换和循环启动与停止，能够有效地利用设备资源，降低工厂打造新型机加系统或生产线的成本。
本发明是通过以下技术方案实现的。
1、一种西门子810D数控系统的集成控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、计算机和可编程逻辑控制器组成集成控制端,
b、计算机下达控制指令,集成控制端通过工业以太网与数控机床端通讯连接，并向数控机床发送控制指令，使数控机床调用要求的NC程序进行自动加工；
c、指令种类，包括程序选择、自动模式和循环启动/停止；
程序选择：复制目标NC程序的内容，并覆盖数控机床“NCPRG.MPF”的所有内容；
自动模式：向可编程逻辑控制器发送自动模式切换信号控制指令，控制指令的信号从集成控制端经由工业以太网传至西门子PROFIBUS DP从站模块，西门子PROFIBUS DP从站模块将信号写入至西门子PROFIBUS DP耦合器的内存中，西门子810D数控系统从此读取数据，并通过其内部预先编制的功能块修改数控系统内部的接口信号实现自动加工模式切换与循环加工启动或者停止，在西门子810D数控系统编写功能块，数控系统功能块赋值接口信号，利用之前配置的输入变量将控制数控系统切换为自动加工模式；
循环启动/停止：向可编程逻辑控制器发送循环启动（停止）信号指令，机床自动加工模式切换与循环加工启停功能，通过可编程逻辑控制器发送西门子810D数控系统功能块赋值接口信号，数控系统启动MAIN.MPF，MAIN.MP调用NCPRG.MPF，NCPRG.MPF结束，MAIN.MP结束；
d、结束，循环加工启动后，将执行一个固定的主NC程序，该程序仅包含“EXTCALL（NCPRG）”一条指令，为调用与主NC程序同路径下的名为“NCPRG”的NC程序，“NCPRG”中包含了实际加工的数控指令，“NCPRG”执行完毕后将返回主NC程序并结束运行，等待下一次启动。
所述可编程逻辑控制器依次连接有西门子PROFIBUS DP从站模块、西门子PROFIBUS DP耦合器、西门子810D数控系统和西门子数控系统PCU连接，所述计算机通过网线分别连接西门子数控系统PCU和可编程逻辑控制器，所述西门子PROFIBUS DP耦合器通过PROFIBUS DP线缆与西门子PROFIBUS DP从站模块和西门子810D数控系统连接。
所述数控机床调用要求的NC程序，由主NC程序外部调用子NC程序进行数控加工，子NC程序的内容由计算机远程修改。
所述主NC程序为西门子数控系统中的“EXTCALL（NCPRG）”调用子NC程序，其中，“NCPRG”是实际加工NC程序的文件名，“NCPG”文件存放于西门子数控系统PCU硬盘上的“wks”文件夹（或其子文件夹）中；计算机硬盘上可存放各种子NC程序，通过使用Windowscmd命令（或编写Windows程序）将需要的子程序复制到西门子数控系统PCU（6）硬盘上的“wks”文件夹（或其子文件夹）中，并重命名为“NCPRG”。
所述机床自动加工模式切换与循环加工启停功能通过可编程逻辑控制器对西门子810D数控系统的输入变量赋值实现，前提是在西门子810D数控系统中编写功能块，利用前述变量向控制自动模式与循环加工启停的接口信号赋值。
本发明带来的有益效果有。
1、通过计算机自动控制数控机床进行NC程序调用、自动加工模式切换和循环启动与停止，可远程控制数控程序的调用、自动加工模式的切换、循环启动与停止关键功能，对许多老式的数控加工机床配备西门子810D数控系统的接口信号得到支持，导致老旧式配备该数控系统的机床统一实现集成控制，能够有效地利用设备资源，降低工厂打造新型机加系统或生产线的成本，对西门子810D数控系统的不同定制版本有较高的通用性，为数控机床在工业自动化工程中的集成应用提供了一种稳定可靠的实施途径。
2、通过建立可编程逻辑控制器与计算机的通讯连接，可采用OPC协议、西门子S7协议等通讯协议，在计算机端建立通讯服务器，使计算机端的操作指令可读写编程逻辑控制器端输入变量的值（“AutoFromPC”，“StartFromPC”，“StopFromPC”），建立可编程逻辑控制器与西门子810D数控系统的PROFIBUS DP通讯连接，定义西门子810D数控系统端的输入变量，其数据类型与地址要与可编程逻辑控制器端的输出变量一一对应。
3、通过远程远程修改便于程序传输便捷。
4、通过在西门子810D数控系统编写功能块，利用之前配置的输入变量将控制数控系统自动模式、循环启动与循环停止的接口信号进行关联。并在西门子数控系统PCU（6）硬盘中“wks”文件夹下（或其子文件夹下）创建主NC程序“MAIN.MPF”和子NC程序“NCPRG.MPF”。其中，“MAIN.MPF”中指令为“EXTCALL（NCPRG）; M30;”，“NCPRG.MPF”为任意需要的NC指令，可以将该文件夹对计算机设置共享文件夹，实现共用的作用。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
图2是本发明的硬件连接示意图。
附图标记：1.计算机，2.可编程逻辑控制器，3.西门子PROFIBUS DP从站模块，4.西门子PROFIBUS DP耦合器、5.西门子810D数控系统，6.西门子数控系统PCU，7.工业以太网线缆，8.PROFIBUS DP线缆。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种西门子810D数控系统的集成控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、计算机和可编程逻辑控制器组成集成控制端,
b、计算机1下达控制指令,集成控制端通过工业以太网与数控机床端通讯连接，并向数控机床发送控制指令，使数控机床调用要求的NC程序进行自动加工；
c、指令种类，包括程序选择、自动模式和循环启动/停止；
程序选择：复制目标NC程序的内容，并覆盖数控机床“NCPRG.MPF”的所有内容；
自动模式：向可编程逻辑控制器2发送自动模式切换信号控制指令，控制指令的信号从集成控制端经由工业以太网传至西门子PROFIBUS DP从站模块，西门子PROFIBUS DP从站模块将信号写入至西门子PROFIBUS DP耦合器的内存中，西门子810D数控系统从此读取数据，并通过其内部预先编制的功能块修改数控系统内部的接口信号实现自动加工模式切换与循环加工启动或者停止，在西门子810D数控系统5编写功能块，数控系统5功能块赋值接口信号，利用之前配置的输入变量将控制数控系统5切换为自动加工模式；
循环启动/停止：向可编程逻辑控制器2发送循环启动（停止）信号指令，机床自动加工模式切换与循环加工启停功能，通过可编程逻辑控制器2发送西门子810D数控系统5功能块赋值接口信号，数控系统5启动MAIN.MPF，MAIN.MP调用NCPRG.MPF，NCPRG.MPF结束，MAIN.MP结束；
d、结束，循环加工启动后，将执行一个固定的主NC程序，该程序仅包含“EXTCALL（NCPRG）”一条指令，为调用与主NC程序同路径下的名为“NCPRG”的NC程序，“NCPRG”中包含了实际加工的数控指令，“NCPRG”执行完毕后将返回主NC程序并结束运行，等待下一次启动。
通过计算机1自动控制数控机床进行NC程序调用、自动加工模式切换和循环启动与停止，可远程控制数控程序的调用、自动加工模式的切换、循环启动与停止关键功能，对许多老式的数控加工机床配备西门子810D数控系统5的接口信号得到支持，导致老旧式配备该数控系统的机床统一实现集成控制，能够有效地利用设备资源，降低工厂打造新型机加系统或生产线的成本，对西门子810D数控系统的不同定制版本有较高的通用性，为数控机床在工业自动化工程中的集成应用提供了一种稳定可靠的实施途径。
实施例2
如图1所示，一种西门子810D数控系统的集成控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、计算机和可编程逻辑控制器组成集成控制端,
b、计算机1下达控制指令,集成控制端通过工业以太网与数控机床端通讯连接，并向数控机床发送控制指令，使数控机床调用要求的NC程序进行自动加工；
c、指令种类，包括程序选择、自动模式和循环启动/停止；
程序选择：复制目标NC程序的内容，并覆盖数控机床“NCPRG.MPF”的所有内容；
自动模式：向可编程逻辑控制器2发送自动模式切换信号控制指令，控制指令的信号从集成控制端经由工业以太网传至西门子PROFIBUS DP从站模块，西门子PROFIBUS DP从站模块将信号写入至西门子PROFIBUS DP耦合器的内存中，西门子810D数控系统从此读取数据，并通过其内部预先编制的功能块修改数控系统内部的接口信号实现自动加工模式切换与循环加工启动或者停止，在西门子810D数控系统5编写功能块，数控系统5功能块赋值接口信号，利用之前配置的输入变量将控制数控系统5切换为自动加工模式；
循环启动/停止：向可编程逻辑控制器2发送循环启动（停止）信号指令，机床自动加工模式切换与循环加工启停功能，通过可编程逻辑控制器2发送西门子810D数控系统5功能块赋值接口信号，数控系统5启动MAIN.MPF，MAIN.MP调用NCPRG.MPF，NCPRG.MPF结束，MAIN.MP结束；
d、结束，循环加工启动后，将执行一个固定的主NC程序，该程序仅包含“EXTCALL（NCPRG）”一条指令，为调用与主NC程序同路径下的名为“NCPRG”的NC程序，“NCPRG”中包含了实际加工的数控指令，“NCPRG”执行完毕后将返回主NC程序并结束运行，等待下一次启动。
如图2所示，所述可编程逻辑控制器2依次连接有西门子PROFIBUS DP从站模块3、西门子PROFIBUS DP耦合器4、西门子810D数控系统5和西门子数控系统PCU6连接，所述计算机1通过网线分别连接西门子数控系统PCU6和可编程逻辑控制器2，所述西门子PROFIBUSDP耦合器4通过PROFIBUS DP线缆8与西门子PROFIBUS DP从站模块3和西门子810D数控系统5连接。
所述数控机床调用要求的NC程序，由主NC程序外部调用子NC程序进行数控加工，子NC程序的内容由计算机1远程修改。
所述主NC程序为西门子数控系统中的“EXTCALL（NCPRG）”调用子NC程序，其中，“NCPRG”是实际加工NC程序的文件名，“NCPG”文件存放于西门子数控系统PCU6硬盘上的“wks”文件夹（或其子文件夹）中；计算机1硬盘上可存放各种子NC程序，通过使用Windowscmd命令（或编写Windows程序）将需要的子程序复制到西门子数控系统PCU6硬盘上的“wks”文件夹（或其子文件夹）中，并重命名为“NCPRG”。
所述机床自动加工模式切换与循环加工启停功能通过可编程逻辑控制器2对西门子810D数控系统5的输入变量赋值实现，前提是在西门子810D数控系统5中编写功能块，利用前述变量向控制自动模式与循环加工启停的接口信号赋值。
通过计算机1自动控制数控机床进行NC程序调用、自动加工模式切换和循环启动与停止，可远程控制数控程序的调用、自动加工模式的切换、循环启动与停止关键功能，对许多老式的数控加工机床配备西门子810D数控系统5的接口信号得到支持，导致老旧式配备该数控系统的机床统一实现集成控制，能够有效地利用设备资源，降低工厂打造新型机加系统或生产线的成本，对西门子810D数控系统的不同定制版本有较高的通用性，为数控机床在工业自动化工程中的集成应用提供了一种稳定可靠的实施途径。
通过建立可编程逻辑控制器与计算机的通讯连接，可采用OPC协议、西门子S7协议等通讯协议，在计算机端建立通讯服务器，使计算机端的操作指令可读写编程逻辑控制器端输入变量的值（“AutoFromPC”，“StartFromPC”，“StopFromPC”），建立可编程逻辑控制器与西门子810D数控系统的PROFIBUS DP通讯连接，定义西门子810D数控系统端的输入变量，其数据类型与地址要与可编程逻辑控制器端的输出变量一一对应。
通过远程远程修改便于程序传输便捷。
通过在西门子810D数控系统5编写功能块，利用之前配置的输入变量将控制数控系统自动模式、循环启动与循环停止的接口信号进行关联。并在西门子数控系统PCU（6）硬盘中“wks”文件夹下（或其子文件夹下）创建主NC程序“MAIN.MPF”和子NC程序“NCPRG.MPF”。其中，“MAIN.MPF”中指令为“EXTCALL（NCPRG）; M30;”，“NCPRG.MPF”为任意需要的NC指令，可以将该文件夹对计算机设置共享文件夹，实现共用的作用。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种西门子810D数控系统的集成控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、计算机和可编程逻辑控制器组成集成控制端,
b、计算机(1)下达控制指令,集成控制端通过工业以太网与数控机床端通讯连接，并向数控机床发送控制指令，使数控机床调用要求的NC程序进行自动加工；
c、指令种类，包括程序选择、自动模式和循环启动/停止；
程序选择：复制目标NC程序的内容，并覆盖数控机床“NCPRG.MPF”的所有内容；
自动模式：向可编程逻辑控制器（2）发送自动模式切换信号控制指令，控制指令的信号从集成控制端经由工业以太网传至西门子PROFIBUS DP从站模块，西门子PROFIBUS DP从站模块将信号写入至西门子PROFIBUS DP耦合器的内存中，西门子810D数控系统从此读取数据，并通过其内部预先编制的功能块修改数控系统内部的接口信号实现自动加工模式切换与循环加工启动或者停止，在西门子810D数控系统（5）编写功能块，数控系统（5）功能块赋值接口信号，利用之前配置的输入变量将控制数控系统（5）切换为自动加工模式；
循环启动/停止：向可编程逻辑控制器（2）发送循环启动（停止）信号指令，机床自动加工模式切换与循环加工启停功能，通过可编程逻辑控制器（2）发送西门子810D数控系统（5）功能块赋值接口信号，数控系统（5）启动MAIN.MPF，MAIN.MP调用NCPRG.MPF，NCPRG.MPF结束，MAIN.MP结束；
d、结束，循环加工启动后，将执行一个固定的主NC程序，该程序仅包含“EXTCALL（NCPRG）”一条指令，为调用与主NC程序同路径下的名为“NCPRG”的NC程序，“NCPRG”中包含了实际加工的数控指令，“NCPRG”执行完毕后将返回主NC程序并结束运行，等待下一次启动。
2.如权利要求1所述的一种西门子810D数控系统的集成控制方法，其特征在于：所述可编程逻辑控制器（2）依次连接有西门子PROFIBUS DP从站模块（3）、西门子PROFIBUS DP耦合器（4）、西门子810D数控系统（5）和西门子数控系统PCU（6）连接，所述计算机(1)通过网线分别连接西门子数控系统PCU（6）和可编程逻辑控制器（2），所述西门子PROFIBUS DP耦合器（4）通过PROFIBUS DP线缆（8）与西门子PROFIBUS DP从站模块（3）和西门子810D数控系统（5）连接。
3.如权利要求1所述的一种西门子810D数控系统的集成控制方法，其特征在于：所述数控机床调用要求的NC程序，由主NC程序外部调用子NC程序进行数控加工，子NC程序的内容由计算机（1）远程修改。
4.如权利要求1所述的一种西门子810D数控系统的集成控制方法，其特征在于：所述主NC程序为西门子数控系统中的“EXTCALL（NCPRG）”调用子NC程序，其中，“NCPRG”是实际加工NC程序的文件名，“NCPG”文件存放于西门子数控系统PCU（6）硬盘上的“wks”文件夹（或其子文件夹）中；计算机（1）硬盘上可存放各种子NC程序，通过使用Windows cmd命令（或编写Windows程序）将需要的子程序复制到西门子数控系统PCU（6）硬盘上的“wks”文件夹（或其子文件夹）中，并重命名为“NCPRG”。
5.如权利要求1所述的一种西门子810D数控系统的集成控制方法，其特征在于：所述机床自动加工模式切换与循环加工启停功能通过可编程逻辑控制器（2）对西门子810D数控系统（5）的输入变量赋值实现，前提是在西门子810D数控系统（5）中编写功能块，利用前述变量向控制自动模式与循环加工启停的接口信号赋值。
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