西门子840D数控编程中的变量探讨_张翠

　　2013年第12

　　期◇科技论坛◇

　　西门子840D数控编程中的变量探讨

　　张翠1张杰2

　　(1.烟台达山电子自动化设备有限公司山东烟台264000；2.山东省特种设备检验研究院烟台分院山东烟台264000)

　　【摘要】西门子840D数控系统中存在许多数据的交换。在复杂的数控加工编程中也会用到许多不固定的数据。为了方便编程，我们可以定义一些可以随意改变的变量。通过变量可以方便灵活地进行编程，节省编程时间。本文主要介绍西门子840D数控系统中用户定义变量、计算参数、系统变量的类型、设定及编程应用。

　　【关键词】840D数控系统;变量;计算参数

　　在西门子840D数控系统中通过使用变量可以灵活地编制加工程序。我们可以通过变量值（如所测量的数值）进行比对做出反应，或者将变量用作设定值的方式，将同一程序用于不同尺寸的几何形状的加工程序。我们亦可结合变量计算和程序跳转，方便灵活地进行编程，节省编程时间，提高编程效率。

　　1．西门子840D系统中的变量分类及类型

　　首先了解一下840D数控系统中变量的种类。控制系统中有三种变量：分别是计算参数、系统变量、用户定义变量。

　　数据类型指所赋变量的数据存储到计算机的内存中数据的格式及所占存储空间大小与范围。840D系统中可以定义整数型（INT）、实数型（REAL）、布尔型（BOOL）、字符型（CHAR）、字符串型（STRING）、轴型（AXIS）、框架型（FRAME）。

　　2.计算参数

　　计算参数的格式为Rn=REAL。R参数的个数n最多为32535个。计算参数的具体数量是由数控系统决定的。但因系统不一样，所以R参数的实际数量也不一样。840D系统中提供了100个R参数，从R0到R99供编程人员任意使用。R参数变量为实数型变量，例如R99=

　　123.45。

　　计算参数R参数，可以由编程人员在加工程序中任意赋值或读取R参数中的数值。

　　使用R参数进行加工编程实例：R0=800;R0赋值800R1=1000;R1赋值1000R2=30;R2赋值30

　　R3=R2*10;R3赋值为R2的十倍

　　G90G54G00X0Y0Z0;程序开始快速运动到点（0,0,0）M03S=R0;主轴正转，转速值取用R0中的值800

　　G01X=R2Y=R3F=R1;各轴运行到R变量值的位置（30,300，）M30;主程序停止

　　本例中通过R参数可以传递主轴转速、进给量、坐标位置及数据计算。在程序中使用R参数替代不固定的数值，我们就可以不用更改程序中的数值，而只更改R参数的数值就可以完成程序的改变。R参数的数值可以在参数界面中统一进行更改。所以相似的加工程序使用参数化的编程方式有助于程序的通用性，避免重复编程。

　　3.用户自定义变量

　　除了使用R变量外，编程者还可以定义自己的变量，并在加工程序当中使用。建立用户自定义变量，编程者需在加工程序建立自己的定义变量信息，或者把变量定义存成文件，并把变量声明文件输入到840D系统中去。NC系统就会自动识别程序中的自定义变量。

　　3.1用户自定义变量名称的定义

　　一个变量名称最多由31个符号组成。前面两个符号必须是字母或下划线。字符$不可以用于自定义变量，因为该字符已作为系统变量所使用。

　　3.2局部变量和编程全局自定义变量

　　局部变量(LUD)：即在编写的主程序或子程序中声明的变量为局部变量。局部变量仅在所声明的程序中有效。

　　编程全局自定义变量（PUD）：通过设定机床参数(激活“编程全局用户数据PUD”功能)N11120$MN_LUD_EXTENDED_SCOPE为“1”，可以将主程序中已经定义过的局部变量（LUD）重新定义为编程全局自定义变量（PUD）。

　　编程全局自定义变量（PUD）功能激活生效后，在主程序中声明的自定义变量成为编程全局自定义变量（PUD），子程序中定义的变量依然为局部变量(LUD)。

　　如果激活了“编程全局用户数据PUD”功能，则子程序中定义的变量名称（LUD）不能和主程序中的变量名称(PUD)重复。因为主程序的变量（PUD）在所调用的子程序中声明有效，所以不能在子程序中重复定义此变量为子程序的局部变量(LUD)。但所调用的子程序中可以任意读写主程序的变量（PUD）。如果所调子程序中重复定义了，则数控系统会报警[12170程序段1标识符%%重复定义]。

　　通过以上所述，我们知道编程全局自定义变量（PUD）是与机床参数设置有关。PUD功能生效后，主程序中所定义的变量在所调用的子程序中都是有效的，子程序中的变量只能应用在本子程序中。我们可以通过自己定义的变量在主程序及子程序中进行数据的传递和判断，完成自己想要的结果。

　　3.3全局变量

　　全局变量（GUD）：在840D系统中所有的加工程序中使用都有效。全局变量（GUD）可在HMI软件中的【参数】选项中的【用户数据】中查看，使用垂直软件的【全局用户数据】或【通道用户数据】就可以浏览所定义的变量。

　　西门子840D系统中GUD变量可分为9组：第1组=SGUD(西门子系统应用)第2组=MGUD(机床制造商应用)第3组=UGUD(用户应用)第4组=GUD4（自由定义）

　　第5组=GUD5（西门子系统应用）第6组=GUD6（西门子系统应用）第7组=GUD7（西门子系统应用）第8组=GUD8（自由定义）第9组=GUD9（自由定义）

　　通过按垂直软键【GUD+】或【GUD-】进行GUD组的循环切换。变量定义文件存放在系统硬盘中，我们可以通过【新建】软键进行新建GUD数据或从U盘中复制已经定义好的文件到“定义”文件里。

　　定义变量文件是以“*.DEF”为后缀的文件，“*”代表GUD的9组名称。变量定义文件可以定义全局用户数据（NCU）和通道用户数据(CHAN)两种类型的数据变量。在HMI【数据管理】选项下可以通过【激活】软键激活定义文件，加载定义文件到NC系统中，使定义文件的定义变量在NC程序中生效。

　　变量生效后，我们可以通过【用户数据】界面中填写相应的数值。全局数据可以应用到所有程序中，变量数据可以预设好。GUD的变量可以应用在刀库程序或换附件程序中去，作为固定数据使用。

　　4.系统变量

　　为了和其他变量相区别，系统变量有专门标识，系统变量的名称总以“$”符号开头，紧接着是专用的名称。系统变量格式为$XY_AB，变量标识字母意义如表1和表2所示。

　　表1$X字母的意义

　　$X字母$M$S$T

　　意义机床数据设定数据刀具管理数据

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　　$P$A

　　程序数值实际数值

　　我们可以通过系统变量读取坐标值，进行判断坐标位置进行程序加工。系统变量有很多，我们可以利用不同的变量进行编程，可以大大开阔我们的编程思路。

　　$V服务参数

　　5.结束语

　　随着数控技术的发展，数控机床的加工要求也是越来越高。只有充分了解西门子840D数控系统中的各种变量才能更好更快更准确地

　　表2Y字母的意义

　　Y字母NCA

　　意义

　　去编制程序。利用变量编程提高数控程序加工效率。科

　　NCK-全局

　　通道专用轴专用

　　【参考文献】

　　［1］SINUMERIK840D/840Di/810DAdvancedProgrammingGuide，03/2004Edition．［2］SINUMERIK840Di,Manual，01/2005Editon．

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　　（上接第128页）（6）油泵、油路发生异常现象。（4）顶管进程中遭遇障碍物的处理方法。1）对长距离中风化或微风化地质的处理。

　　当顶管施工遇到中风化和微风化的地质结构时,不管是人工顶管或是机械顶管都很难顶进,对长距离、深度较大的中风化和微风化地质可采用暗挖隧洞施工;位于中风化及微风化地质,根据情况采用大开挖施工或支护开挖施工。

　　炮机（气动扳手）对障碍物进行破除。破除范围只需稍大于管径即可。

　　5．结语

　　顶管设计在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。科

　　2）采用破岩井处理孤石。

　　当遇到石头时应对此处重新加密钻探,探清地下地质情况,若遇到孤石,应根据孤石大小设置破岩井,从地面设竖井取石后继续顶进。

　　3）采用管内破除旧有构筑物。

　　当顶管顶进时遇旧有构筑物时，应先联系有关单位收集该障碍物原用途、大小、形状等各种资料。在摸清情况后，可以采用从顶管内用风

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　　【参考文献】

　　［1］马福海．发展中的中国非开挖事业[J].非开挖技术，2006，（03）：85．

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　　（上接第126页）设施用英格拉夫防护性保护罩罩住，对照明装置防护性保护罩做阻燃试验。试验结果安全防护、绝热时间和承重能力都达到60分钟的耐火极限。

　　3.3.2对吊板型（下垂式）顶棚的试验

　　1992年4月10日按照1987年BS476第20部分的一般程序和标准，对安装在吊板型顶棚上的照明装置英格拉夫防护性保护罩进行阻燃性防护试验，测试结果耐火极限达到了67分钟。

　　3.3.3对混凝土型顶棚的试验

　　1994年7月6日按照1987年BS476第22部分的一般程序和标准，对安装在混凝土型顶棚上的英格拉夫照明装置防护性保护罩进行阻燃性防护试验，耐火极限达到了61分钟。

　　3．4英格拉夫公司对阻燃产品的应用

　　英格拉夫公司针对照明装置开发有防火笼和防护罩两种产品可供选择使用。防火笼是用较轻的钢网和将带有膨胀材料经内部固定制造而成；防护罩可以通过在轻型玻璃布上充满水基膨胀物制造而成。它们都可以达到60分钟的耐火极限，使用中并不影响灯具通风、散热和顶棚的隔热、隔音功能。

　　4.我国照明系统防火隔热保护措施与产品开发

　　从前面看到我国消防技术规范对照明器、开关、插座隔热、散热问题的处理已有规定，但由于隔热、散热措施还没有一个取得大家共识的阻燃产品供选用，所以在施工现场操作实施结果既不统一，也不规范，在现场可以看到各种各样，甚至是千姿百态的处理结果。对于因顶棚照明装置安装留下的局部孔洞，在火灾时对顶棚整体防火性能的破坏，更是没有考虑，这就给火焰、烟雾蔓延提供了通道，在建筑物中留下了电火隐患。在电气防火安全检测中，给电气火灾隐患的判定和业主制定整改方案，也增加了不少实施难度。

　　消防技术规范和有关电气防火管理规定，对照明器高温表面与可燃物之间的安全防火距离，可燃装饰材料布线的规定，已经规定的很

　　明确具体了。只要加强电气防火管理，加强电气防火教育，提高电气防火安全意识，强化消防监督管理就可以解决。关于隔热、散热和顶棚的防火保护以下是笔者的几点建议。

　　（1）对穿越顶棚的电线孔洞用防火圈进行保护，对孔洞处的电线用防火包带给以包缠。2000年上半年北京华龙灯具城电线短路将电线绝缘材料引燃，火焰沿着电线向上延燃，并通过电线穿线孔洞和缝隙，窜燃到天棚内，扩大了火焰燃烧范围，将灯城毁于一旦，直接经济损失达2000余万元。

　　（2）对顶棚灯头盒，明装和暗装插座、开关盒内用防火垫粘附在盒内表面，即起防火隔热作用，又可防止烟雾和火焰从盒内敲落孔隙窜入背后空间，如窜入顶棚上部，也可以抑制内部着火，且不影响装修环境的美观。

　　（3）对筒灯、射灯和嵌入式荧光灯用防火帽给以防护性保护，即可达到隔热和通风散热的效果，还可借助防火涂料的膨胀作用对灯具过热、电弧火花在火灾自行进行扑救。对安装在顶棚内的霓虹灯变压器也可以用这种方法进行保护。

　　在宾馆、饭店、酒吧、歌厅、剧院、工厂和家庭建筑中，内嵌式照明设施越来越普及，它们的安装会危及顶棚的的耐火性能。根据我国目前防火涂料科研和生产现状，技术条件已经成熟，并跨入国际前例，利用国产防火涂料完全可以生产出灯具、插座用防护用系列产品，满足市场大批量的需求。虽然单价不高，但是需要量大，制造工艺简单，其经济和社会效益则是很明显的。

　　为了使开发产品具有推广价值，产品必须价格低廉，能防止火焰蔓延到顶棚上部空间的作用，平时不影响照明装置的通风、散热，不降低天花板的隔热、隔音效果，是无毒、无味的环保产品，能承受冷、热和紫外线的作用，具备防霉、防虫、防细菌、不受啮齿动物和其它寄生物的破坏，同时具备重量轻、安置方便、不维修等特点。科

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