第一章 数控系统简介

1、第一章 数控系统介绍本实训室配备有华中型车削、铣削数控系统的模拟软件以及对应的硬加密狗，SIENUMENS 810D铣加工中心数控系统。第一节 华中型车削数控系统华中型车削数控系统是(HCNC1T)华中理工大学、武汉华中数控系统有限公司研制开发出来的。在保证系统可靠性的基础上，为用户提供了一个简捷、方便的操作平台。1.1.1CNC结构图1.1 数控教学型车床系统框图CNC结构如图1.1所示：说明：系统用中文CRT显示，具有很好的人机界面。3.5英寸软盘可用于保存或调入加工程序。通讯接口可用于系统集成化、联网、数据输入、输出、远程诊断等。标准面板包括CRT/MDI面板和操作面板。系统采用实时多任

2、务的管理方式，能够在加工的同时进行其他操作。系统启动步骤打开电柜开关打开计算机开关开始自检并由电子盘引导系统，进入DOS或WINDOWS工作环境。执行CNC.EXE文件，系统显示如图1.2所示图1.2 系统上电屏幕显示.系统通电后的屏幕说明系统通电后，系统的屏幕显示如图1.2所示。工作方式：显示系统目前的运行方式，如：自动运行、回零功能、手摇进给、MDI功能、手动操作、步进功能等。运行状态：表示在不同的工作方式下有不同的运行状态，如：自动方式的状态显示：100%（进给修调）、机床锁住、程序单段等回零方式的状态显示：X轴回零、Z轴回零手摇功能的状态显示：*10（手摇倍率）、X轴进给、Z轴进给等M

3、DI功能的状态显示：摸态G00 G90 G20 G99等点动功能的状态显示：100%（最大速度的百分比）、X轴进给、Z轴进给等步进功能的状态显示：*10（步进倍率）、X轴进给、Z轴进给等运行文件名：显示自动加工的文件名，如：O2000 表示该文件被读入运行O.N索引：显示自动运行中的O代码和N代码P.L索引：显示自动运行中的P（调用子程序号）代码和L（调用次数）代码M.T索引：显示自动运行中的M（辅助功能为两位）代码和T（刀具号为四位）代码机械坐标：显示从伺服单元反馈的坐标信息图1.3 菜单结构F1键的功能：用此键改变显示软键的功能，使其返回到较高层次的菜单.系统的菜单功能介绍该系统的菜单共分

4、为4级，分一级主菜单和三级子菜单，其结构如图1.3所示第一级菜单（主菜单）基本功能菜单，如下图所示：第二级菜单（第一级子菜单） 自动方式下的子菜单如下图所示 回零方式下的子菜单如下图所示 手摇方式下的子菜单如下图所示 MDI方式下的子菜单如下图所示 点动方式下的子菜单如下图所示 步进方式下的子菜单如下图所示第三级菜单（第二级子菜单） 刀具参数的子菜单如下图所示 数据设定的子菜单如下图所示 零件程序的子菜单如下图所示 PLC功能的子菜单如下图所示第四级菜单（第三级子菜单）程序编辑下的子菜单如下图所示. 手动运行此工作方式在调试机床及对刀等情况下。.自动运行自动运行的操作步骤：在主菜单下选择“自动

5、运行”按（F1）键显示其子菜单，选择加工程序，如加工程序已被选择，可进行、操作按“内存方式”，选择要运行的程序按“循环启动”当运行过程中，需要人为退出自动运行或需要消除屏幕上的报警信息时，可按“运行取消”软体键，屏幕上提示确认信息“是否退出自动运行Y/N？”，按“Y”键表明取消，其他任意键表示不取消运行。*.报警信息提示：l “#0”：在程序中有错误的符号l “#1”：在宏程序中括号不配对l “#2”：表达式不对l “#3”：没有等号l “#4”：非法变量l “#5”：标号表满l “#6”：重复标号l “#7”：没有定义的标号l “#8”：GOTO语句需接标号l “#9”：在Dom中的m不是数

6、字或超出范围l “#10”：DO后没有数字l “#11”：DO WHILE不配对l “#12”：太多的WHILEl “#13”：ENDm without WHILEl “#14”：太多的嵌套l “#15”：重复的DOml “#16”：被零除l “#17”：太多嵌套的宏l “#18”：空变量被引用l “#19”：非法地址被引用l “#20”：没有该G7*功能l “#21”：在G71 G72 G73指令中没有P地址l “#22”：在G71 G72 G73指令中没有Q地址l “#23”：在G71 G72 G73指令中P地址指定应该在Q地址之前l “#24”：内存空间不够l “#25”：程序中无M02

7、代码l “#26”：在G02 G03指令中半径太小l “#27”：指令速度太大l “#28”：X轴正软极限报警l “#29”：Y轴正软极限报警l “#30”：Z轴正软极限报警l “#31”：X轴负软极限报警l “#32”：Y轴负软极限报警l “#33”：Z轴负软极限报警l “#34”：Y轴正超程l “#35”：Y轴负超程l “#36”：在G02/G03不能进行倒角控制l “#37”：倒角量太大l “#38”：倒角控制时不能进行刀补l “#39”：Y轴正超程l “#40”：Y轴负超程l “#41”：指令中刀具补偿号太大l “#42”：指令中刀具号太大l “#43”：在G02 G03指令中不能有T

8、代码存在l “#44”：急停报警l “#45”：X轴正超程l “#46”：X轴负超程l “#47”：Z轴正超程l “#48”：Z轴负超程l “#49”：主轴报警l “#50”：在G02/G03中不能进行建立刀补l “#51”：在G02/G03中不能进行取消刀补l “#52”：在G71/G72/G73/G76中不能建立刀补l “#53”：刀补的刀具半径为零l “#54”：轮廓半径太小l “#55”：刀具干涉l “#56”：伺服故障l “#57”：伺服1故障l “#58”：伺服2故障l “#59”：伺服3故障l “#60”：轴1码盘错误l “#61”：轴2码盘错误l “#62”：轴3码盘错误l “

9、#63”：轴1过载l “#64”：轴2过载l “#65”：轴3过载l “#66”：轴1过速l “#67”：轴2过速l “#68”：轴3过速l “#69”：文件太长，用CAM加工方式.华中数控系统有限公司生产的位置伺服单元报警信息l 轴通信错误，/1118Hl 轴系统硬件故障，/30Hl 轴主回路短路，/31Hl 轴伺服电机过热，/32Hl 轴保险丝熔断，/33Hl 轴直流过电流，/34Hl 轴直流过电压，/35Hl 轴泵升回路故障，/36Hl 轴控制回路欠压，/37Hl 轴反馈断线，/38Hl 轴看门狗叫唤，/39Hl 轴UVW信号不正常，/3AHl 轴UVW初始定位不正确， /3BHl 轴伺

10、服单元超速，/40Hl 轴跟踪误差过大，/41Hl 轴软件过热保护，/42Hl 轴找不到参考点，/44Hl 轴RAM测试错误，/90Hl 轴EPROM测试错误，/91H第二节华中型铣削数控系统.系统概述华中型数控系统是由华中数控系统有限公司研制开发的，基于PCNC数控系统在保证系统的可靠性的基础上，为用户提供了一个简捷、方便的操作方式。CNC结构CNC结构如下图1.4所示图1.4 数控教学型铣床系统框图说明：系统用中文CRT显示，具有很好的人机界面。3.5英寸磁盘可用于保存或调入加工程序。通讯接口可用于系统集成化、联网、数据输入、输出、远程诊断等。标准面板包括CRT/MDI面板和操作面板。系统

11、采用实时多任务的管理方式，能够在加工的同时进行其它操作。操作面板本系统有NC键盘和机床操作面板。NC键盘采用计算机键盘，含义和功能与计算机键盘基本相同。机床操作面板如图1.5所示。图1.5 华中型教学数控铣床操作面板系统上电屏幕说明上电后系统的屏幕显示如图1.6所示说明：加工方式：显示系统目前的运行方式，如自动、手动、急停、回零等。加工方式：显示一行正在加工的程序。正文窗口：根据不同的用户界面显示。命令行说明当前画面所处的位置。运行程序索引：显示自动加工中的O代码和N代码工件指令坐标：可选为指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流和机床坐标/工件坐标/相对坐标。按软体键则进入相应的画面

12、。软体键F8、 F9在任何画面中有效。图1.6 教学型数控铣削系统上电屏幕显示在图3主画面中，按F10，进入扩展功能，10个软体键变为如图4所示。在其它画面中F10为返回上一画面。.系统的菜单功能成功启动软件系统后，屏幕将出现系统的一级菜单，当选择其中的某项功能后，控制系统会显示该功能下的子菜单。同样，可根据该子菜单的内容选择所需功能，该功能的下级菜单将被显示。若要返回上级菜单，按F10功能键即可。功能键F8和F9在任何画面都有效，它们被用于设置通道及显示方式、参数等。菜单结构如图1.7第一级菜单（主菜单）图1.7 菜单结构图基本功能扩展功能第一级菜单自动方式下的子菜单编辑方式下的子菜单参数方

13、式下的子菜单MDI方式下的子菜单CAD/CAM子菜单PLC方式下的子菜单故障诊断子菜单第三级子菜单MDI运行下子菜单.数控系统的运行冀停止手动运行手动运行适用于：手动参考点返回、手动连续进给、解除超程、对刀和调试机床等。自动运行操作步骤：选择主菜单中的自动加工F1程序选择F1机床操作面板的方式选择开关置于自动加工位置按下循环启动按钮自动加工开始。自动运行的停止在自动运行过程中，想人为退出自动运行状态或屏幕上有报警信息，此时可按“停止运行”（F7）按钮，屏幕上提示确认信息“是否退出自动运行Y/N？”，按Y键表明取消运行，其他键不取消运行。程序校验操作步骤：选择主菜单中的自动加工F1程序选择F1程

14、序校验F3显示方式F9机床操作面板的工作方式选择开关置于自动加工位置机床锁住、Z轴锁住、MST锁住按下循环启动按钮程序校验开始。.程序编辑程序管理包括对加工程序的编辑、拷贝、删除、改名等操作。若编辑区已经有程序，则在正文窗口显示正在编辑的程序，此时允许对该程序进行编辑。若编辑区没有程序，则操作步骤如下：选择主菜单中的程序编辑F2文件管理F1选择所需的程序文件，系统将该程序调入编辑区，即可进行有关的编辑操作。.安全防护及报警处理故障诊断选择主菜单基本功能中的“扩展功能”F10故障诊断F4在故障诊断子菜单中有“报警显示”F6和“错误历史”F7。紧急停止按下机床操作面板上的“急停按钮”。.华中数控铣

15、削系统计算机模拟热键循环启动热键：Shift+ Shift进给保持：Ctrl+Alt急停：Scroll Lock复位：Ctrl+Alt+ Shift单段/自动：CapsLock退出数控系统：Alt+X第三节 SINUMERIK 810D数控系统XH714立式加工中心，主要用于中、小型模具及复杂异型零件的加工，可自动铣削平面、槽、斜面及各种复杂曲线，也可进行钻孔、铰孔、扩孔、镗削等加工。机床配备了SIEMENS 公司的SINUMERIK 810D 数控系统，主轴可实现504500rpm的无级调速。SINUMERIK 810D 数控系统的主要功能特点有：在SINUMERIK 810D 数控系统中，

16、驱动控制和NC控制集成在一块模块上。采用32bit的微处理器，实行CNC控制。NURBS高级插补三轴联动控制（3个进给轴和一个主轴），最高可扩展到五轴联动。最小输入单位：0.001mm或0.0001inch最大指令值：+/-9999.99mm参考点返回刀具长度及半径补偿英/公制转换刀具偏置量寄存反向间隙及螺距误差补偿直线及多象限圆弧插补增量运行测量回路波形检查机床刚性检测RS-232通讯接口固定循环及自动子程序多种语言转换等。驱动单元：SIEMENS 611A驱动器伺服电机：最大扭矩：11Nm（X、Y轴），16Nm（Z轴）额定电流：8.3A输入电压：270V额定转速：3000RPM1.3.1S

17、INUMERIK 810D 数控系统结构SINUMERIK 810D 数控系统连线，如图1.8所示。图3.1 SINUME图1.8 SINUMERIK 810D 数控系统1.3.2操作面板简介图1.9 OP 031操作面板及加工控制面板1.3.2.1超薄操作面板OP 031上的键功能，如图1.9所示。显示器1加工区域键数字字母键返回键输入修改及光标控制键水平软键盘加工控制面板扩展功能键（主菜单）区域转换键垂直软键盘1.3.2.2OP 031操作面板上的加工键定义SIEMENS标准加工控制面板，有如图1.10所示操作控制功能。 * 图1.10 铣削加工中心加工控制面板急停按钮在如下情况下按下此红

18、色键：l 人的生命受到危险。l 设备与工件受到危险。注：急停按钮将导致所有的驱动元件停止动作。操作方式和加工功能当你按下了一个“操作方式”键，那么对应的操作方式将会替代之前选定的操作方式。激活的工作方式将以LED显示。手动：机床的点动控制方法：l 使用方向键控制轴连续移动；l 使用方向键控制轴增量移动；l 手轮控制移动（手动输入自动运行）l 手动数据输入，自动运行l 经过操作面板输入程序段，并通过机床执行这些程序段或程序段系列。自动l 控制机床自动执行程序。步进方式移动手轮进给调速键手轮进给调速步进值:，10，100，1000，10000/刻度加工功能示教功能断点返回回参考点程序控制NC停止l

19、 按下该键时，正在执行的零件程序将会被挂起，对应的LED指示灯亮。l 在此之后，按下“NC启动”，程序将会继续执行。NC启动l 激活被选择的零件程序，程序名显示在显示器头部，对应的LED指示灯亮。单段执行l 准许操作者一段接一段地执行零件程序，当单段执行被选择时，加工控制面板上对应的LED亮。复位按下该键时：l 正执行的零件程序将会被废除。l 通道显示状态将会切换到“Reset”。快移方向键（铣床用坐标轴选择键）轴选择键l 选择对应的X、Y、Z、9轴方向选择l 按“+”向坐标轴正方向移动。l 按“-”向坐标轴负方向移动。快速点动 l 按下该键和方向键主轴控制主轴速度倍率旋钮l 通过该旋钮，可以

20、改变程序设定的主轴速度。l 控制范围为：50%120%l 每两档之间的增量为：5%主轴停止l 按下此按钮时，主轴将会减速直至为零，并且l 控制面板上，对应的LED显示主轴停l 应用：换刀；调试过程中输入S，T，H，M功能等。主轴启动l 此按钮将使主轴开始加速直至规定的速度，并且控制面板上对应的LED显示主轴启动。进给控制进给/快进倍率l 控制范围：编程设定进给速度的0%120%l 设置：0%，1%，2%，4%，6%，8%，10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%，75%，80%，85%，90%，95%，100%，105%，110%，115%，120%进给停止l 当前程序的执行过程

21、将被停止l 被控制的轴将会停止驱动l 进给停止一经接受，相对应的LED点亮，并且在显示器状态显示中将会显示“FST”（Feed Stop）。l 应用：换刀；在“MDA”时，处理程序段检测到了错误。进给启动l 零件程序从指针所在程序段继续往后执行；l 进给速度逐渐加速至程序定义的速度值；l 进给启动一经采纳，对应的LED将会被点亮。钥匙开关机床生产厂家定义键功能区域启动冷却液关闭冷却液刀库逆时针旋转l 按下此按钮，从工作台向主轴方向观察，主轴逆时针转动。（只在手动方式下有效）刀库顺时针旋转l 按下此按钮，从工作台向主轴方向观察，主轴顺时针转动。（只在手动方式下有效）主轴夹头完成刀具夹紧动作l 配

22、合“刀具放松”键进行手动换刀。主轴夹头松开对主轴刀具的夹紧l 注意在按下此按钮之前，要用手握住刀柄，以防刀具松开下落时损坏工作台和刀具。软件限位设定的的取消对机床的报警信息作出处理之后进行回答l 使用它可以清除一些报警信息。l 报警号以“7”开头的报警信息才用到，其它报警信息不能按此键应答；必须按照应答提示停机处理。1.3.2.3OP31操作面板上操作键盘的键功能通道切换l 存在几个通道的时候，利用它在通道之间切换。报警应答l 使用它可以清除一些报警信息。帮助信息l 调用与当前操作状态相关连的文件和信息。选择窗口l 在同时存在几个窗口时，选择所需要的窗口。移动光标l 向上下左右移动光标。翻页键l 向上/下翻页删除字符l 从右往左删除字符空格选择键/触发键编辑/撤消编辑键行结束输入键键名切换1.3.3图形用户界面1.3.3.1软键盘和屏幕布局如图1.11所示。图1.11 SINUMERIK 810D操作面板 操作区域显示2 通道状态3 程序状态4 通道和工作方式组5 报警和提示行6 工作方式显示7程序名8 通道操作信息9 通道状态显示10扩展指示11 工作窗口，加工信息显示12 带用户信息的对话行13 聚焦框14 水平方向软键菜单栏15 垂直方向软键菜单栏1