数控系统简介0001

1、第一章数控系统介绍本实训室配备有华中I型车削、铳削数控系统的模拟软件以及对应的硬加密狗, SIENUMENS 810D铳加工中心数控系统。第一节华中I型车削数控系统华中I型车削数控系统是 (HCNC 1T)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。1.1.1 CNC 结构CNC结构如图1.1所示：图1.1数控教学型车床系统框图III1n一増 IU_ILJ1 CRT面撤II_| 一0000 O 1lUCNC主缁电机黠，嗾电辭、熔所 齋，吧就)电普零.轴电机 nn轴电机n说明： 系统用中文CRT显示，具有很好的人一一机界

2、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。 系统采用实时多任务的管理方式，能够在加工的同时进行其他操作。1.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1.1.2 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。MDI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、 功能、手动操作、步进功能等。运行状态：表示在不同的工作

3、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MDI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：02000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丄索引：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

4、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图1.3菜单结构Fl F2 F3 尸斗 F5 F6 F7r8 F9 F10一级子菜单F8F81.1.3 系统的菜单功能介绍该系统的菜单共分为 4级,第一级菜单（主菜单） 基本功能菜单，如下图所示：分一级主菜单和三级子菜单，其结构如图1.3所示刮零功能F3手摇进给F4MDI功能F5点动操作F6步进功能F7 自动方式下的子菜单如下图所示数据 设定 F3程序 控制F4件序5 零程FPLC 功能F6存式7 内方FCAM 方式F8豊循环 启动

5、F10 回零方式下的子菜单如下图所示F110Fl择向7选轴F件序5零程F据定3 数设F具数E刀参FAFl5 手摇方式下的子菜单如下图所示择率7选倍F据定3数设FAFl MDI万式下的子菜单如下图所示AFl刀具参数F2数据设定F3序制4程控FF5F7F8循坏停止F9循环 启动 F10 点动方式下的子菜单如下图所示AFl具数OJ刀参F数据设定F3F4PLC 功能F6度向7 速轴FF8F10nu -由数3车参F具置2刀偏FAn- 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）r 口IAn具員HJ 刀偏F何偿3 几补FF56 F舉F78F9F10n 刀具参数的子菜单如下图所示 数据设定的子菜单

6、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-C释 CO PL解 F-C辑 7 PL编 F图跋F5Lc太心3PL状 Frj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F2打开F4F5F6F7FB删除F9刪除一行F1.01.1.4手动运行此工作方式在调试机床及对刀等情况下。1.1.5 自动运行自动运行的操作步骤：在主菜单下选择“自动运行”按（F1A）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

7、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。* 1 .1 . 6 报警信息提示：“#0”：在程序中有错误的符号“#1”：在宏程序中括号不配对“#2”：表达式不对“#3”：没有等号“#4”：非法变量“#5”：标号表满“#6”：重复标号“#7”：没有定义的标号“#8”： GOT（语句需接标号#9”：在Dom中的m不是数字或超出范围“#10”： DO后没有数字“#11”： DO WHILE不配对“#12”：太多的 WHILE“#13”： ENDm without WHILE“#14”：太多的嵌套“#15”：重复的DOm#16”：被零除#17”：太多嵌套的宏#1

8、8”：空变量被引用 #19”：非法地址被引用“#20”：没有该67*功能#21”：在 G71 G72 G73 指令中没有 P 地址“#22” :在G71 G72 G73指令中没有 Q地址Q 地址之前#23”：在 G71 G72 G73 指令中 P 地址指定应该在 #24”：内存空间不够“#25”：程序中无 M02代码“#26”：在G02 G03指令中半径太小 #27”：指令速度太大“#28”： X轴正软极限报警“#29”： Y轴正软极限报警“#30”： Z轴正软极限报警“#31”： X轴负软极限报警“#32”： Y轴负软极限报警“#33”： Z轴负软极限报警“#34”： Y轴正超程“#35”：

9、 Y轴负超程#36”：在 G02/G03 不能进行倒角控制 #37”：倒角量太大#38”：倒角控制时不能进行刀补“#39”： Y轴正超程“#40”： Y轴负超程 #41”：指令中刀具补偿号太大 #42”：指令中刀具号太大“#43” :在G02 G03指令中不能有 T代码存在 #44”：急停报警“#45”： X轴正超程“#46”： X轴负超程“#47”： Z轴正超程“#48”： Z轴负超程 #49”：主轴报警“#50”：在G02/G03中不能进行建立刀补“#51”：在G02/G03中不能进行取消刀补#52”：在 G71/G72/G73/G76 中不能建立刀补 #53”：刀补的刀具半径为零#54”

10、：轮廓半径太小 #55”：刀具干涉#56”：伺服故障#57”：伺服 1 故障#58”：伺服 2故障#59”：伺服 3故障#60”：轴 1 码盘错误#61”：轴 2 码盘错误#62”：轴 3 码盘错误#63”：轴 1 过载#64”：轴 2 过载#65”：轴 3 过载#66”：轴 1 过速#67”：轴 2 过速#68”：轴 3 过速“#69”：文件太长，用 CAM加工方式1.1.7 华中数控系统有限公司生产的位置伺服单元报警信息轴通信错误， /11 18H轴系统硬件故障，/30H轴主回路短路，/31H轴伺服电机过热，/32H轴保险丝熔断，/33H轴直流过电流，/34H轴直流过电压，/35H轴泵升回

11、路故障，/36H轴控制回路欠压，/37H轴反馈断线， /38H轴看门狗叫唤，/39H轴UW信号不正常，/3AH轴UW初始定位不正确，/3BH轴伺服单元超速，/40H轴跟踪误差过大，/41H轴软件过热保护，/42H轴找不到参考点，/44H轴RAM测试错误,/90H轴EPROM测试错误，9伯第二节华中I型铣削数控系统1 .2 . 1 系统概述PC NC 数控系统在华中I型数控系统是由华中数控系统有限公司研制开发的，基于 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。1 CNC 结构CNC 结构如下图 1.4 所示图1.4数控教学型铳床系统框图CNC丁 一匸一二匚一二 一 匚I二I

12、二|匚:! .H UQQQN UQQQ 一机床操作面板I并口 M Iil I口百卫Bp8.控制板iPC (P486lfiLt)空气开关，堆电器, 播触器，启断器， 驱动电器等机床电柜III II,.|X. Y.艺轴向 超程开关说明：系统用中文 CRT显示，具有很好的人一机界面。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。 2 .操作面板含义和功能与计算机键本系统有NC键盘和机床操作面板。NC键盘采用计算机键盘， 盘基本相同。机床操作面

13、板如图1.5所示。图1.5华中I型教学数控铳床操作面板华中I型HCNCTM含指示机床NC戏比目参若点 0 6主輔正转机床储恢主铀停止主錨反氓Msrt定 z魁槪定3 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0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。软体键F8、 F9在任何画面中有效。在图3主画面

14、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。图1.6教学型数控铣削系统上电屏幕显示PQR 出错工件指令坐标X0.000Y0.000Z0.000輕工方式：自动加工程序：N1 G92 XQ YO Z3 M03运行程序索引%1000N0000工件指令坐标X+0. 000+0. 000Z+0. 000F0 00工件坐标零点X+0. 000Y+0. 000Z+0. 000n辅助机能：MOO TOO SOOOO命令行:自动程序参数MDICAD/显亦扩展加工编辑询通道方式功能F1F2F3F-4F5F6F7F8FSF101.2 .2系统的菜单功能成功启动软件系统

15、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1.71 第一级菜单（主菜单）图1.7菜单结构图基本功能展能10扩功F择道8选通FT-MD序辑OJ程编-动工1自加F扩展功能示式9显方F择道00选通F障断4故诊FLCP2 第一级菜单自动方式下的子菜单回10返 F示式9显方F择道8选通F止行7停运F复点6恢断F存点5保斷F新刀4重对F序验3程校F编辑万式下的子菜单择道8

16、选通F存点IT保斷F参数方式下的子菜单返回F10示式Ch显方F选通F复值6恢前FF4输入权限F3回10返 F示式9显方F择道g选通FMDIfr(4) MDI方式下的子菜单CAD/CAM子菜单T图编辑F1T图显示F2F3T图 打印F5F6F7状态 显示F4示式9显方FPLC方式下的子菜单故障诊断子菜单示式9显方F误史7错历FF4J1-3 第三级子菜单MDI运行下子菜单F2F3F4清除F1F5 F6F7选择通道R8显示方式F9返回F101 . 2 .3数控系统的运行冀停止1 .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。2 .自动运行操作步骤：选择主菜单中的自

17、动加工F1 t程序选择 FH机床操作面板的方式选择开关置于自动加工位置t按下循环启动按钮t自动加工开始。3. 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。4. 程序校验操作步骤：选择主菜单中的自动加工 F1 t程序选择F1t程序校验F3t显示方式F9t机床操作面 板的工作方式选择开关置于自动加工位置t机床锁住、Z轴锁住、MST锁住t按下循环启动按钮t程序校验开始。1.2 . 4 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

18、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F2t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。1 .2 .5 安全防护及报警处理1. 故障诊断选择主菜单基本功能中的“扩展功能”F10 t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。2. 紧急停止按下机床操作面板上的“急停按钮” 。1 .2 .6华中数控铣削系统计算机模拟热键1.2.3.4.5.6.循环启动热键： Shift+ Shift 进给保持： Ctrl+Alt 急停： Scroll L

19、ock 复位： Ctrl+Alt+ Shift 单段 /自动： CapsLock 退出数控系统： Alt+X图 3.1 SINUME 图 1.8 SINUMERIK 810D 数控系统第三节 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 50 4500rpm 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，

20、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

21、.3A输入电压： 270V额定转速： 3000RPM1.3.1 SINUMERIK 810D数控系统结构SINUMERIK 810D 数控系统连线，如图 1.8 所示。Handheld progranirnng unit 0lland-hold unit吕11DWLH1Y keybrardMl 朋亂 iiWiM 2XCablodislntHiDFlandwhM (2x)山删IE卩S10CKWck canli?Bll pjwoc nroduleEnoodefeablp dirt nnGasuling 31001 IMNecmuTcmiirfcal block Pluy-iifiixiaexler

22、isiori unienccdEM:自 UpDinacl iw3Liing systm1FT6/1FK6 iFHmcHor：&S7-3J：IO1.3.2操作面板简介1.321 超薄操作面板 0P 031上的键功能，如图1.9所示。图1.9 OP 031操作面板及加工控制面板由 田南 田函由 nNJEBn RnHIE 歯 豳m.DmA.显示器E.数字字母键C. 输入修改及光标控制键D. 加工控制面板1 .加工区域键2 返回键3 .水平软键盘4扩展功能键（主菜单）5 .区域转换键6 .垂直软键盘1.3.2.2 OP 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

23、控制功能。3图1.10铳削加工中心加工控制面板 心Q日口 BD nnjHffifflra sIEMm Hmmglm1.急停按钮在如下情况下按下此红色键：人的生命受到危险。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。2 .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：使用方向键控制轴连续移动；使用方向键控制轴增量移动； 手轮控制移动.MDA（手动输入/自动运行）手动数据输入，自动运行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。自动控制机床自动执行程序。

24、3 .步进方式移动EII3I3MDAJog手轮进给调速键 手轮进给调速步进值：1, 10, 100, 1000, 10000/刻度加工功能示教功能断点返回回参考点4. 程序控制NC停止按下该键时，正在执行的零件程序将会被挂起，对应的LED指示灯亮。在此之后，按下“ NC启动”，程序将会继续执行。NC启动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：正执行的零件程序将会被废除。通道显示状态将会切换到“ Reset”。5. 快移方向键（铳床用坐标轴选择键）轴选择

25、键选择对应的 方向选择X、Y、Z、9 轴按“ +”向坐标轴正方向移动。 按“-”向坐标轴负方向移动。 快速点动按下该键和方向键6 主轴控制 主轴速度倍率旋钮通过该旋钮，可以改变程序设定的主轴速度。控制范围为：50%120%每两档之间的增量为：5% 主轴停止按下此按钮时，主轴将会减速直至为零，并且控制面板上，对应的 LED显示主轴停应用：换刀；调试过程中输入S, T , H , M功能等。主轴启动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。7.进给控制进给/快进倍率控制范围：编程设定进给速度的0%120%设置：0%, 1%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10

26、%, 20% , 30%, 40%, 50%, 60%, 70%,75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 100%, 105%, 110%, 115% , 120%进给停止当前程序的执行过程将被停止被控制的轴将会停止驱动进给停止一经接受，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）。应用：换刀；在“ MDA ”时，处理程序段检测到了错误。进给启动零件程序从指针所在程序段继续往后执行；进给速度逐渐加速至程序定义的速度值；进给启动一经采纳，对应的LED将会被点亮。8钥匙开关9 .机床生产厂家定义键功能区域启动冷却液关闭冷却液OFF刀库逆时针旋转按下此

27、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配合“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。固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使用它可以清除一些报警信息。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。1.3230P31操作面板上操作键盘的键功能通道切换存在几个通道的时候，禾U用它在通道之间切换。 报警应答使

28、用它可以清除一些报警信息。帮助信息调用与当前操作状态相关连的文件和信息。 选择窗口在同时存在几个窗口时，选择所需要的窗口。 移动光标向上下左右移动光标。翻页键向上/下翻页删除字符SI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。4 Wlachi |CHAN1SYF.DIROSTORE1 SYFio, ；-,-艺聚焦框自唁aborted -MCS Position Repos offset+ X 900.000 mm 0.000-Y -156.000 mm 0.000+ Z 230.000 mm 0.000Auto 1 13MDAAu刘FunctionsMachineOOOOOMMMMMHO.DO