数控机床四合一电气控制与维修实训实训指导书

1、郑州安全工业职业学院数控机床四合一电气控制与维修实训指导书应用专业:机械相关专业二00七年九月目录第一章数控机床四合一电气控制与维修实训台简介 (1第二章西门子802S 数控系统介绍 (2一、基本面板 (2二、NC键盘区 (2三、机床控制面板区 (3四、LCD显示区 (5五、主菜单 (6第三章实训项目 (7一系统的接线 (9二电气控制电路的原理和应用 (14三数控机床的基本概念与基本操作 (16四数控系统的初始化 (19五数控系统的调试与参数设置 (22六输入输出信号的使用 (28七进给驱动单元的调试与应用 (31八主轴变频器的调试与应用 (38九电动刀架的接线和换刀控制 (42十数控系统的数

2、据备份和通讯 (43十一 PLC编程及应用 (48十二故障设置、诊断与排除 (52十三编程操作与加工实例 (55十四加工中心刀具库的应用 (58十五车床系统和铣床系统的切换 (59十六维修与实训考核 (61第一章数控机床四合一电气控制与维修实训台简介THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台是我公司研发的又一款实用型、经济型的教学新品,该系统具有数控车床、车削中心、数控铣床、加工中心等数控机床的安装调试、参数设置、PLC编程、故障设置、故障诊断与维修、数控编程与加工操作等多项功能;通过装载西门子提供的软件或PLC编程,可以实现数控车床、车削中心、数控铣床、加工中心之间的切换。本系统主

3、要从中、高等院校数控专业的教学要求出发,以学生能力的培养为主线,在验证基本理论的同时,力求做到教学与实践结合,不但让学生牢固的掌握基本知识,而且动手能力也得到充分的培养和锻炼。系统采用开放式结构、模块化设计,由数控系统模块、主轴控制模块、进给驱动模块、输入/输出模块、电气控制模块、换刀控制模块,数控装置模块,故障排除单元和电机演示模块组成;采用西门子公司802S数控系统,主轴采用变频器控制,X、Y、Z三轴采用步进驱动;一台数控机床电控系统的每一主要环节都在电控演示模块上分解展示,其信号均可测量。每个环节都可以在故障设置箱内设置故障,故障点数至少32个。电机演示模块由X、Y、Z轴进给步进电机、三

4、相异步主轴电机和旋转编码器组成。进给轴可实现回零、进给量显示等功能;主轴电机通过同步带与编码器相连,可以在系统上准确显示主轴的转速。六工位电动刀架可实现换刀动作,具有真实机床的控制方式。本系统可以完成数控系统的功能、结构、安装、参数设置以及调试等多项实训内容,其应用范围为:1、教师二次开发的平台;2、教师讲授数控原理、调试维修以及参数设置的平台;3、学生验证教学内容和基本原理的对象4、学生课程设计、毕业设计的研究对象;5、学生调试、参数设置、故障诊断、维修等实训实习项目的配套设备;6、数控编程训练与模拟加工的对象。第二章西门子802S 数控系统介绍一、基本面板SIEMENS 802S 数控系统

5、的操作面板可分为三个区:LCD显示区、NC键盘区、机床控制面板(MCP区。见图2-1。 图2-1 802S操作面板二、NC键盘区 图2-2 NC键盘区各功能键说明:1加工显示键:按此键后,屏幕立即回到加工显示的画面,在此可以看到当前各轴的工作状态。2返回键:返回到上一级菜单。3软键:在不同的屏幕状态下,操作对应的软键,可以执行相应的操作。4删除/退格键:在程序编辑画面时,按此键删除(退格清除前一字符。5报警应答键:报警出现时,按此键可以消除报警(取决于报警级别。6光标向上键/向上翻页(上档键。7菜单扩展键:进入同一级的其他菜单画面。8区域转换键:按此键后立即回到主界面。9垂直菜单键:在某些特殊

6、画面,按此键可垂直显示选项。10光标向右键。11光标向下键/向下翻页(上档键。12回车/输入键:按此键确认所输入的参数或换行。13选择/切换键:在设定参数时,按此键可以选择或转换参数。14空格键:在编辑程序时,按此键插入空格。15光标向左键。16字符键:用于字符输入,上档键可转换对应字符。17上档键:按数字键或字符键时,同时按此键可使数字/字符的左上角字符生效。18数字键:用于数字输入。三、机床控制面板区 图2-3 机床控制面板区各按键功能说明:1POK(绿灯:电源上电,灯亮表示电源正常供电。2ERR(红灯:系统故障,此灯亮表示CNC出现故障。3DIA(黄灯:诊断。该灯显示不同的诊断状态,正常

7、状态时闪烁频率为1:14急停开关5K1K12用户自定义键(带LED:用户可以编写PLC程序进行键的定义。运行方式键6增量选择键:在JOG方式(手动运行方式下,按此键可以进行增量方式的选择,范围为:×1,×10,×100,×1000。7点动方式键:按此键切换到手动方式。8回参考点键:在此方式下运行回参考点。9自动方式键:按此键切换到自动加工方式,按照加工程序自动运行。10单段运行键:按此键设定单段方式,程序按单段运行。11手动数据键:在此方式下手动编写程序,然后自动执行。主轴键12主轴正转键:按此键,主轴正方向旋转。13主轴停止键:按此键,主轴停止转动。1

8、4主轴反转键:按此键,主轴反方向旋转。倍率键15进给轴倍率增加键(带LED:按动此键,进给轴倍率增大。当进给轴倍率大于100%时LED亮,达到120%时(最大LED闪烁。16主轴倍率增加键(带LED:按动此键,主轴倍率增大。当主轴倍率大于100%时LED 亮,达到120%时(最大LED闪烁。17进给轴倍率100%键:按此键大于系统所设定的时间值(缺省值为1.5秒时,进给轴倍率直接变为100%。18主轴倍率100%键:按此键大于系统所设定的时间值(缺省值为1.5秒时,主轴倍率直接变为100%。19进给轴倍率减少键(带LED:按动此键,进给轴倍率减少。按此键大于系统所设定的时间值(缺省值为1.5秒

9、时,进给轴倍率直接变为0%。进给轴倍率在0%-100%时LED灯亮,降为0%时(最小LED闪烁。20主轴倍率减少键(带LED:按动此键,主轴倍率减少。按此键大于系统所设定的时间值(缺省值为1.5秒时,进给轴倍率直接变为50%。进给轴倍率在50%-100%时LED灯亮,降为50%时(最小LED闪烁。点动键21X轴正向点动键:在手动方式下按动此键,X轴向正方向点动。22Z轴正向点动键:在手动方式下按动此键,Z轴向正方向点动。23快速运行叠加键:在手动方式下,同时按此键和一个坐标轴点动键,坐标轴按快速进给速度点动。24Z轴负向点动键:在手动方式下按动此键,Z轴向负方向点动。25X轴负向点动键:在手动

10、方式下按动此键,X轴向负方向点动。启动/停止键26复位键:按此键,系统复位,当前程序中断执行并退出。27数控停止键:按此键,当前执行的程序中断执行。28数控启动键:按此键,系统开始执行加工程序。四、LCD显示区 图2-4 LCD显示屏幕划分说明:1当前操作区域:加工、参数、程序、通讯、诊断。通过主菜单不同的软键进行操作。2程序状态:程序停止;程序运行;程序复位。3运行方式:点动方式、自动方式、MDA方式。4状态显示:程序段跳跃、空运行、快速修调、单段运行、程序停止、程序测试、步进增量。5操作信息。6程序名。7报警显示行:在NC或PLC报警时显示报警信息。8工作窗口:工作窗口和NC显示。9返回键

11、:软键菜单中出现此符号时,表明存在上一级菜单,按下返回键后不存储数据直接回到上一级。10扩展键:出现此符号表明同级菜单中存在其它菜单,按下扩展键后可以选择这些功能。11软键。12垂直菜单:出现此符号时表明存在其它菜单功能,按下垂直菜单键后,这些菜单显示在屏幕上,并可用光标进行选择。13进给轴速度倍率:在此显示当前进给轴的速度倍率。14齿轮级:在此显示当前主轴的齿轮级。15主轴速度倍率:在此显示当前主轴的速度倍率。五、主菜单 第三章实训项目一、实训的一般过程数控技术实训的内容广泛,每个实训项目的目的、步骤也有所不同,但基本过程却相类似。为达到每个项目的预期效果,要求每个操作者做到:实训前认真预习

12、,实训中遵守实验实训操作规则,实训结束后认真总结。(一、实训前认真预习,写出预习报告为了避免盲目性,使实训过程中有条不紊地进行,在进行每个实训项目前都要仔细阅读实训指导书,复习教材中有关章节的内容,理解实训原理,明确实训目的和要求,对实训步骤做到心中有数。在充分预习的基础上,写出预习报告,预习报告的内容包括:(1实训项目、目的、要求和实训原理;(2实训基本原理,实训步骤和有关注意事项;(3回答有关的思考题。(二、认真上好实训课,遵守实验实训操作规则上好实训课并严格遵守操作规则,是提高实训效果,保证实训质量的重要前提。因此实训者必须做到以下几点:(1上实训课时首先要认真听老师讲解,明确实训中的有

13、关问题。(2在进入指定实训位置后,首先检查单相220V电源和有关开关的位置,检查所需的元器件和连接线是否符合要求。(3电路的连接必须按实训原理的要求连线,一般不要随意更改。(4在进行实训电路的调整测试前,必须先调整好直流电源,检查其极性和电压是否符合要求。(5实训结束后应切断电源,实训结果经老师检查审阅、合格后方可拆除实训电路,整理仪器和设备。二、实训安全实训安全方面主要分人身安全和设备安全两个方面。实训者必须具备一定的安全常识,遵守实验实训安全规则,才能避免发生人身伤害事故,防止损害实验实训设备。由于实训设备电源采用单相220V供电,为保障实训者的人身安全。必须遵守以下安全规则:(1实训前应

14、了解电源开关、空气开关的位置,了解其正确的使用方法,检查其是否安全可靠。(2检查设备的电源线。(3实训过程中连接或拆除导线必须断电操作,不得有悬空的导线存在,以防止造成短路或触电的危险。三、说明:SINUMERIK 802S/C base line 出厂时的系统配置为车床系统,即坐标轴设定第一轴为X 轴,第三轴为Z轴,第四轴为主轴,加工工艺设定为车削;如果控制铣床,则需要装入铣床初始化文件(参考机床系统配置切换,铣床设定第一轴为X轴,第二轴为Y轴,第三轴为Z轴,第四轴为主轴,加工工艺设定为铣削。以下所有实训项目以车床实训为主线,当铣床实训项目与车床实训项目只是关于轴数的内容而没有本质区别时不另

15、作介绍;当相同实训项目下相关实训接线、参数设置、操作过程不同时,将在同一实训项目下另作介绍;建议实训时按车床系统和铣床系统分类,完成一个系统的所有实训项目后再进行另一系统的实训项目。一系统的接线一、实训目的了解数控机床的组成和电气连接;掌握西门子802S Baseline系统的构成。二、实训装置THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台三、装置组成1、THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台由八个控制演示模块和一个电机演示模块组成。其控制演示模块布置如图1所示,控制演示模块各部分的组成如下:1数控系统模块;2输入/输出模块;3数控装置模块;4故障排除模块;5主轴控制模块;

16、6进给驱动模块;7换刀控制模块;8电器控制模块;9电机演示模块; 图1 演示模块布置图2、802S Baseline系统构成802S Baseline系统可控制23个步进电机轴和一个伺服主轴或变频器主轴。802S Baseline由下列各部分组成:2.1、操作面板(OP020:分为LCD显示、NC键盘和MCP区域;2.2、集成式、紧凑型CNC控制器;2.3、输入输出(DI/0以及其他接口:48输入16输出等;进一步掌握802S Baseline系统的构成详见<<简明安装与调试手册>>。3、掌握西门子802S Baseline系统的接线,如下图: 图2 802S Base

17、line系统的接线3.1、数控系统工作电源X1P24接DC24V正,M接24V地。DC24V由外部提供。实训台上的电源已连接好。当合上电源总开关QS1(2P断路器和QS2(电器模块左端空气开关时,数控系统得电。启动过程详见项目二。3.2、RS232通讯接口X2在使用外部PC与802S进行数据通讯或者上传、下载PLC程序时,使用RS232接口,其各引脚定义如图3: 图3 通讯接口3.3、主轴编码器接口X6 3.4、驱动器接口X7: 3.5、数字输入/输出接口X100X105,X200X201本数控系统共有48个数字输入和16个数字输出接线端子。其引脚定义分别如下表所示: 上表中信号的高电平为15

18、30VDC,耗电流为215mA,低电平为-35VDC。 上表中信号的高电平为24VDC,0.5A,漏电流小于2mA,同时系数为0.5。四、实训步骤(一、车床实训导线的连线:1、将“+24V输出”对应连接到“输入/输出”、“换刀控制”和“数控装置”模块的“+24V输入”;2、将“输入/输出”模块Q0.0继电器的常开端连接到“主轴控制”模块的STR端;3、将“输入/输出”模块Q0.1继电器的常开端连接到“主轴控制”模块的STF端;端;5、将“数控装置”模块中±10V连接到“主轴控制”模块的2端;6、将“数控装置”模块中GND连接到“主轴控制”模块的5端;7、将“输入/输出”模块Q0.4继

19、电器的常开端连接到“换刀控制”模块的CW1端;8、将“输入/输出”模块Q0.4继电器的公共端连接到“换刀控制”模块的CW2端;10、将“驱动信号输出”模块中“X轴输出”和“Z轴输出”分别对应连接到“进给驱动”模块中“X轴输入”和“Z轴输入”各端子;(二、铣床实训导线的连线:1、将“+24V输出”对应连接到“输入/输出”和“数控装置”模块的“+24V输入”;2、将“输入/输出”模块Q0.0继电器的常开端连接到“主轴控制”模块的STR端;3、将“输入/输出”模块Q0.1继电器的常开端连接到“主轴控制”模块的STF端;端;5、将“数控装置”模块中±10V连接到“主轴控制”模块的2端;6、将

20、“数控装置”模块中GND连接到“主轴控制”模块的5端;7、将“驱动信号输出”模块中“X轴输出”、“Y轴输出”和“Z轴输出”分别对应连接到“进给驱动”模块中“X轴输入”、“Y轴输入”和“Z轴输入”各端子;注意:当上述接线正确,确保“24V输出”钮子开关ON,且绿色指示灯点亮;其他所有钮子开关为OFF状态,此时实训台才能正常运行;红色弱电座和黑色弱电座为直流电源输入/输出,红色为电源正,黑色为电源负,请谨慎接插,避免出错,否则可能导致元器件的损坏。二电气控制电路的原理和应用一、实训目的1、掌握实训台上电,断电的控制过程2、掌握电气元件在电路中的应用,了解电气原理图二、实训装置THWZDS-1型数控

21、机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习本实训台整个电路是采用弱电控制强电的方式进行设计的,一般数控机床的电气控制设计都采用这种方式,这样操作安全,运行可靠。主要的低压器件装在了“电器模块”上,包括1个24V开关电源、1个交流接触器(KM0、3个空气开关(QF2QF4和1个直流24V小型继电器(KA0;在机床主电路中的低压电器元件如图所示:带漏电保护的空气开关(QF1,普通空气开关(从左到右依次为QF2、QF3、QF4,交流接触器(KM0,继电器(KA0,钥匙开关(SA1,启动按钮(SB2和停止按钮(SB1等。 图1 电路控制原理图将实训台电源插头插到实训中心电源插座上,打开总电源开关QF1

22、,此时控制屏处于通电状态,电压、电流表显示电压电流大小,红色指示灯亮,实验台上的插座带电;将钥匙开关SA1打到“开”,按下启动按钮SB2,使中间继电器KA0线圈得电,KA0常开触点吸合并自锁,同时使交流接触器KM0线圈得电,交流接触器的三对常开触点相应吸合;此时若空气开关QF2接通,则数控系统得电;若空气开关QF3接通,则主轴变频器得电,从而使主轴电机通电;若空气开关QF4接通,则X、Y、Z轴驱动器得电,相应各轴电机带电,为设备的正常运行作好准备。四、实训内容与步骤此实训项目涉及强电部分,实训应在老师指导下进行。控制屏通电时不可用手触摸强电柜中任一元件,也不可以接触驱动器供电和输出部分以免触电

23、!1、分析电路控制原理图和相关说明,了解电路中各元件的位置和接线;2、按照项目一检查各部分实训导线的连接是否正确,确保系统各端子正确连接;3、为了给I/O模块提供24V电源,将电源控制、指示部分的24V输出连接至输入/输出模块的24V输入,24V输出打到ON,绿色指示灯亮;4、将电源总开关QF1合上,交流220V电源进入实训台,红色指示灯亮、电压表和电流表有显示,插座上有220V电压,可供外部测试仪器通电使用;5、将钥匙开关打到ON,按下启动按钮,电器模块上KA0线圈得电常开触点闭合,同时KM0线圈得电常开触点闭合;6、将电器模块上的QF2、QF3、QF4依次合上,数控系统、变频器和主轴电机、

24、步进驱动器和电机得电;数控系统得电后,大约等待30秒,系统自检完毕;7、此时实训台上电完成,可以进行以后的所有实训项目;8、做完每次实训项目后,要作以下工作:A、依次把QF2、QF3、QF4空气开关断开;B、按下停止按钮(红,把钥匙开关打倒OFF侧;C、关闭所有连接在实训台插座上的仪器仪表和其他设备,拔下电源插头;D、断开总电源开关QF1,确保实训台断电;E、取下所有实训导线,整理好放到指定的位置。说明:在实训过程中,若发现任一电机运行异常或系统出错时,按下数控系统上的急停按钮,各电机停止运行,排除异常,将急停按钮复位;当有紧急情况时,可按下实训台电源控制模块上急停按钮,此时漏电保护器动作,交

25、流220V电源被切断,将故障排除后,须按下电源总开关漏电保护器的黑色按钮,使其复位,才能再次上电;否则,空气开关合不上。如果有故障使总电源跳闸,排除故障后,也须按下电源总开关上漏电保护器的黑色按钮,使其复位,才能再次上电;否则,空气开关合不上。三数控机床的基本概念与基本操作一、实训目的掌握数控机床的基本概念,熟悉数控机床的操作区域、重要的软键功能和简单的操作;二、实训装置THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台三、基本概念1、数控技术:简称数控(Numerical ControlNC是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用可计算机进行控制,因此,也

26、称为计算机数控(Computerized Numerical ControlCNC。2、数控系统:为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制,必须具备相应的硬件和软件。用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体称为数控系统(Numerical Control System,数控系统的核心是数控装置(Numerical Controller。3、数控机床:采用数控技术进行控制的机床,称为数控机床(NC机床。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品,是现代制造技术的基础。4、加工中心:带有自动刀具交换装置(Automatic Tool Chan

27、gerATC的数控机床(带有回转刀架的数控车床除外称为加工中心(Machine CenterMC。它通过刀具的自动交换,可以一次装、夹完成多个工序的加工,实现了工序的集中和工艺的复合。缩短了辅助加工时间,提高了机床的效率,减少了零件的安装、定位次数,提高了加工精度。四、实训内容与步骤(一、熟悉操作区域:控制器中的基本功能可以划分为以下几个操作区域,如图1所示: 图1 操作区域的划分操作区域更换操作加工显示键,可以直接进入加工操作区; 使用“区域转换”健,可从任何操作区域返回主菜单;连续按两次后又回到以前的 操作;删除/退格键,在程序编辑画面时,按此键删除(退格前一字符; 报警应答键,再报警出现

28、时,按此键可以消除部分报警(取决于报警级别; 选择/转换键,在设定参数时,按此键可以选择或转换参数; 回车/输入键,按此键确认所输入的参数或者换行;(二、车床相关操作:1、简单操作回参考点: 图2 车床回参考点窗口1.1、接通电源启动系统,系统引导以后进入“加工”操作区“手动REF”运行方式(也可以按机床控制面板上的“参考点”键,启动回参考点运行,出现回参考点窗口,如图2所示,窗口中显示该坐标轴是否回到参考点。 坐标轴未回参考点 坐标轴已经到达参考点1.2、对于未回参考点的轴,按机床控制面板上的坐标轴方向键“+X”,使X轴回参考点;按坐标轴方向键“+Z”,使Z轴回参考点。如果选择了错误的回参考

29、点方向(例如-X,-Z,不会产生运动。通过选择另一种运行方式(如MDA、AUTO、JOG可以结束该功能。2、手动动作:2.1、按机床控制面板上的“JOG”键,启动手动运行方式;2.2、按机床控制面板上的坐标轴方向键“+X”,“-X”,“+Z”,“-Z”,将使各轴正转运行或反转运行。2.3、按机床控制面板上的“主轴正转”和“主轴反转”键,可以使主轴运转,在系统上可以观察其给定转速和实际反馈转速,按“主轴停止”键停止运动。(三、铣床相关操作:1、简单操作回参考点:1.1、按机床控制面板上的“参考点”键,启动回参考点运行。在回参考点窗口(图3中显示该坐标轴是否回到参考点。1.2、对于未回参考点的轴,

30、按机床控制面板上的坐标轴方向键“+X”,使X轴回参考点;按机床控制面板上的坐标轴方向键“+Y”,使Y轴回参考点;按机床控制面板上的坐标轴方向键“+Z”,使Z轴回参考点。如果选择了错误的回参考点方向(例如-X,-Y,-Z,不会产生运动。2、手动动作:2.1、按机床控制面板上的“JOG”键,启动手动运行方式;2.2、按机床控制面板上的坐标轴方向键“+X”,“-X”,“+Y”,“-Y”,“+Z”,“-Z”,将使各轴正转或反转。2.3、按机床控制面板上的“主轴正转”和“主轴反转”键,可以使主轴运转,在系统上可以观察其给定转速和实际反馈转速,按“主轴停止”键停止运动。 图3 铣床回参考点窗口 坐标轴未回

31、参考点 坐标轴已经到达参考点注意:一般情况下系统开机后,首先进行回参考点操作,否则在执行以后的命令时会报警提示“有未回参考点的轴”。四数控系统的初始化一、实训目的1、了解数控系统口令的设定2、了解数控系统的数据保存及初始化3、了解数控系统的诊断功能二、实训设备THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习1、系统的存储结构。802S系统内,有静态存储器SRAM和高速闪存Flash ROM两种存储器,静态存储器用于存放工作数据,内容包括:机床数据、刀具数据、零点数据、设定数据、螺距补偿、R参数、零件程序、固定循环。高速闪存区存放固定数据,通常为数据备份区以及存放系统程序区。2、

32、NC的启动方式。 图12.1、正常上电启动,即以静态存储器区的数据启动。正常上电启动时,系统检测静态存储器,当发现静态存储器掉电,如果做过内部数据备份,系统自动将备份数据装入工作数据区后启动;如果没有,则系统将出厂数据区内的数据写入工作数据区后启动。2.2、缺省值上电启动,以数控系统出厂(指西门子公司时数据启动,制造商机床数据被取消。出厂数据写入静态存储器的工作数据区后启动。2.3、按储存数据上电启动,以高速闪存内得到备份数据启动。启动时,备份数据写入静态存储器的工作区。3、数据保护。802C的数据保护分内部存储和外部存储两种。内部存储通过“数据存储”软键将机床数据、设定数据、加工程序、丝杠螺

33、距补偿数据等存储于静态存储器中。外部存储则利用SIEMENS 提供的WINPCIN通讯工具软件,通过RS232接口将系统的各种数据备份到外部计算机中。4 5、报警诊断。 图2 “诊断”状态图按软键“诊断”后,显示“诊断”状态图,在窗口中显示所有的报警,按报警时间显示,内容包括:“报警号”、“报警内容”、“删除条件”。报警号:该项显示报警号,按时间顺序显示。报警内容:在该项显示相应的报警文本。删除条件:显示删除该报警所用的键。:控制器断电再通电(解除外部CNC硬件故障和严重的软件故障。 :按“复位键”(可解决大部分故障。:按“报警应答键”(可解决因操作错误的故障。:用“数控启动键”(解决变成操作

34、中的轻级故障。四、实训内容与步骤1、启动实训台1.1、合上总电源开关,此时控制屏通电,电源指示灯亮。1.2、打开钥匙开关,按下启动按钮。1.3、合上各空气开关,使各部分得电。2、口令设定操作。2.1、按“区域转换键”进入操作区域菜单;2.2、按“诊断”软键进入诊断操作区域(图2;2.3、按“调试”功能菜单键进入调试操作区域(图3; 图32.4、按“菜单扩展键”,出现设定口令窗口(如图4; 图42.5、按“设定口令”软键进行口令设定操作(如图5; 图52.6、输入指定的口令,按“确认”键,口令开启,可以输入口令,根据输入口令的级别可以访问和修改参数;2.7、当参数设置或者修改完毕后,请立即按以上

35、步骤进入图4所示的窗口,按“关闭口令”键,取消口令,以防误操作时修改了其他参数。3、内部数据存储操作。在图4所示界面中选择“数据存储”软键,按“确定”后,系统进行数据备份,同时屏幕显示“别操作!别断电!”,完成后自动退出。4、NC启动操作。NC启动操作有三种方式:正常上电启动、按缺省值上电启动和储存数据上电启动。当设置和修改了某些参数时,要让其生效必须通过“正常上电启动”;而某一些参数或者操作必须通过“储存数据上电启动”才生效;当调试中出现了这样那样的问题时,而调试又很麻烦时会选择“按缺省值上电启动”恢复出厂设置,重新调试。4.1、在图3所示界面中按“调试开关”软键,出现图1所示界面。4.2、

36、通过“光标向上键”或“光标向下键”选择NC启动方式。不要轻易选择“缺省值上电启动”。4.3、选择“确定”菜单,系统按所选择的启动方式进行重启。五、思考题NC的启动方式有哪几种?五数控系统的调试与参数设置一、实训目的1、掌握802S系统用于车床时PLC参数的设置方法2、掌握802S系统用于铣床时PLC参数的设置方法二、实训设备THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习当系统各部分连接完毕后,首先必须调试PLC应用程序中的相关动作、如伺服、急停和硬限位等。只有在所有安全功能都正切无误时,才可以进行NC参数和驱动器的调试。PLC参数的设置一般包括MD14512和MD14510参

37、数的定义。PLC机床参数的定义在为用户预留的区域内。 参数说明:MD1451211:Bit 0 = 1 子程序COOLING运行有效Bit 1 = 1 子程序LUBRICA T运行有效Bit 2 = 1 子程序LOCK_UNL运行有效Bit 3 = 1 子程序SPINDLE运行有效Bit 6 = 1 子程序GEAR_CHG运行有效Bit 7 = 1 子程序TURRET1运行有效MD1451212:Bit 0 = 0 由用户键和LED来控制进给和主轴倍率Bit 0 = 1 由倍率开关来控制进给和主轴倍率Bit 2 = 0 开机进给倍率为100%Bit 2 = 1 开机进给倍率为上次关机时的倍率值

38、Bit 3 = 0 开机主轴倍率为100%Bit 3 = 1 开机主轴倍率为上次关机时的倍率值 MD1451216:Bit 0 = 0 PLC正常运行(缺省设定Bit 0 = 1 调试方式。PLC不检测馈入模块的就绪信号Bit 1 = 0 无主轴命令且主轴已停,停止后按主轴停止键取消主轴使能(缺省设定 Bit 1 = 1 无主轴命令,主轴停止后自动取消主轴使能Bit 2 = 0 带有±10V给定的模拟主轴(缺省设定Bit 2 = 1 带有010V给定的模拟主轴Bit 3 = 0 MCP上无主轴倍率开关(缺省设定Bit 3 = 1 MCP上有主轴倍率开关Bit 6/5/4 = 0 旋转

39、监控无效(缺省设定Bit 6/5/4 = 1 旋转监控生效 3、参数有效。IM :立即生效CF :按“数据生效”软菜单生效RE :复位有效PO :系统上电后生效四、实训内容与步骤(一、车床部分1、合上总开关,打开钥匙开关,按启动按钮,合上各空气开关,各部分得电。2、按上节所讲的操作设定口令,否则参数不能写入,相关参数出厂时已经进行了调试,请重新设置一次,搞清为什么要这样设置。3、按“诊断”软键,进入诊断界面。4、按“机床数据”软键,进入机床数据界面。 图1 机床数据设定5、按“普通数据”软件选择普通数据设置。按“菜单扩展键”进入下图所示界面。 图26、按“搜索”软键,在出现的界面中输入“145

40、10”,按“确定”进入要查找的参数。 图3 搜索界面7、设置MD14510的参数如下:注意:在数控系统的调试过程中,每设置一个参数后务必按“回车”键确认,然后再根据相应的生效方式使其生效。1451012 = 1 5 设置主轴/进给倍率跳转到最小值的时间为1.5秒;1451013 = 15 设置主轴/进给倍率跳转到最大值的时间为1.5秒;1451016 = 0 设置机床类型为车床;1451017 = 0 设置驱动器类型为步进驱动;1451020 = 6 设置刀架刀位数为6;1451021 = 100 设置换刀监控时间为10秒1451022 = 5 设置刀架锁紧时间为0.5秒1451026 = 2

41、7 设置X+点动键1451027 = 25 设置X-点动键1451028 = 0 不定义Y+点动键1451029 = 0 不定义Y-点动键1451030 = 23 设置Z+点动键1451031 = 29 设置Z-点动键8、重复步骤24的操作,搜索“14512”然后设置MD14512的相关参数如下:说明:MD14512参数使用十六进制进行设定,每个参数有八位,从低到高一一对应。145120 = 11111111 设置输入信号I0.7I0.0全部有效;145121 = 11111111 设置输入信号I1.7I1.0全部有效;145122 = 00000000 设置I0.0 I0.7为常开连接;14

42、5123 =00000000 设置I1.0 I1.7为常开连接;145124 = 00111111 设置Q0.5Q0.0为有效输出位;145125 = 00000000 此8位输出不用,使用默认值;145126 = 00000000 对应输出位为高电平有效;145127 = 00000000 此8位没有用到,使用默认值;1451211 = 10001011 设置刀架、主轴、润滑和冷却有效;1451212 = 00000000 用默认值;1451216 = 00001100 倍率开关有效和单极性主轴9、数据保存,按“区域转换键”“诊断”“调试”“调试开关”出现启动方式窗口,选择“正常上电启动”或

43、者“按储存数据上电启动”,系统重启后所设参数生效。注意:一般情况下不要选择“按缺省值上电启动”,否则数据丢失恢复出厂设置!10、进入口令设置界面,按“关闭口令”软键,以防误操作时修改参数的设置。(二、铣床部分1、步骤同车床部分一样,参数设置不尽相同;2、MD14510相关参数设置为:1451012 = 15 设置主轴/进给倍率跳转到最小值的时间为1.5秒;1451013 = 15 设置主轴/进给倍率跳转到最大值的时间为1.5秒;1451016 = 1 设置机床类型为铣床;1451017 = 0 设置驱动器类型为步进驱动;1451020 = 0 没有刀架;1451021 = 0 不定以;1451

44、022 = 0 不定以;1451026 = 27 设置X+点动键1451027 = 25 设置X-点动键1451028 = 24 设置Y+点动键1451029 = 28 设置Y-点动键1451030 = 23 设置Z+点动键1451031 = 29 设置Z-点动键3、MD14512相关参数设置为:145120 = 11111111 设置输入信号I0.7I0.0全部有效;145121 = 11111111 设置输入信号I1.7I1.0全部有效;145122 = 00000000 设置I0.0 I0.7为常开连接;145123 =00000000 设置I1.0 I1.7为常开连接;145124 =

45、 00001111 设置Q0.3Q0.0为有效输出位;145125 = 00000000 此8位输出不用,使用默认值;145126 = 00000000 对应输出位为高电平有效;145127 = 00000000 此8位没有用到,使用默认值;1451211 = 00001011 设置主轴、润滑和冷却有效;1451212 = 00000000 用默认值;1451216 = 00001100 倍率开关有效和单极性主轴4、注意保存和正常上电启动,然后关闭口令。六输入输出信号的使用一、实训目的1、了解数控系统用于车床(铣床时,数字输入信号的接线与使用2、了解数控系统用于车床(铣床时,数字输出信号的接线

46、与使用二、实训设备THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习802S数控系统预装一集成PLC实例应用程序,通过对相应机床的PLC机床参数进行设定,就可以对PLC实例应用程序的功能进行配置。在一台数控机床系统中,PLC相关的所有安全功能(如急停、限位等必须首先调试,只有在完全功能生效时,才可以调试NC系统参数和驱动参数。1、802S系统车床配置时输入/输出信号的功能说明:1.1、输入信号说明:X100:I0.0 硬限位X+ I0.1 硬限位Z+I0.2 X参考点开关I0.3 Z参考点开关I0.4 硬限位X- I0.5 硬限位Z-I0.6 过载I0.7 急停按钮X101:I1

47、.0 刀架信号T1 I1.1 刀架信号T2I1.2 刀架信号T3 I1.3 刀架信号T4I1.4 刀架信号T5 I1.5 刀架信号T6I1.6 超程释放信号I1.7 就绪信号X102X105在实例程序中未定义,用户根据需要可以自己定义。本实验台中预留了接口X102 和X103以方便用户使用。1.2、输出信号说明:X200:Q0.0 主轴正转CW Q0.1 主轴反转CCWQ0.2 冷却控制输出Q0.3 润滑输出Q0.4 刀架正转Q0.5 刀架反转Q0.6 卡盘卡紧Q0.7 卡盘放松X201:Q1.3 电机抱闸释放Q1.4 主轴制动2、802S数控系统在铣床配置时输入/输出信号的功能说明:2.1、

48、输入信号说明:X100:I0.0 硬限位X+ I0.1 硬限位Z+I0.2 X参考点开关I0.3 Z参考点开关I0.4 硬限位X- I0.5 硬限位Z-I0.6 过载I0.7 急停按钮X101:I1.0 主轴低档到位信号I1.1 主轴高档到位信号I1.2 硬限位Y+ I1.3 Y参考点开关I1.4 硬限位Y- I1.5 无定义I1.6 超程释放信号I1.7 就绪信号2.2、输出信号说明:X200:Q0.0 主轴正转CW Q0.1 主轴反转CCW Q0.2 冷却控制输出Q0.3 润滑输出Q0.4 无定义Q0.5 无定义Q0.6 卡盘卡紧Q0.7 卡盘放松X201:Q1.0 主轴低档输出Q1.1

49、主轴高档输出Q1.2 无定义Q1.3 电机抱闸释放Q1.4 主轴制动3、已经定义的用户键如下,其他用户健根据需要自定义K1 驱动器使能,或禁止。LED1灯亮表示驱动器已使能。K2 卡盘卡紧,或放松。在本系统中始终认为卡紧。K4 手动换刀。LED4灯亮表示正在换刀。K5 手动润滑启动,或停止。LED5灯亮表示正在润滑。K6 手动冷却启动,或停止。LED6灯亮表示正在冷却。4、数字输入/输出信号接线原理 图1 数字输入接线原理 图2 数字输出接线原理四、实训内容与步骤1、按实训项目一的内容连接实验导线;2、接上电源,按正确方式启动实训台;3、开机系统自检完毕后,按点动键使X、Y和Z轴回参考点;4、

50、按“JOG”键切换到手动方式;5、按住“-X”点动键,使X 轴向负方向运动;6、在X轴向负方向运动的过程中,把“输入/输出”模块的S04钮子开关打到ON状态, X轴停止运动,数控系统出现报警“通道1 轴X 到达硬限位负”,排出故障(把S04关闭后按数控系统“复位”键,恢复正常状态;7、重复步骤5和6,结合输入口的定义观察其他轴正反方向的运行情况;8、按“主轴正转”或“主轴反转”键,相应指示灯点亮,继电器线圈得电,可以听到其常开触点吸合的声音,观察主轴的运行情况;9、按用户定义键“K5”启动手动润滑,此时Q0.3指示灯亮,说明润滑信号有输出,只要外部连接润滑设备,机床就可以完成润滑功能;10、按

51、用户定义键“K6”启动手动冷却,此时Q0.2指示灯亮,说明冷却信号有输出,只要外部连接冷却油泵,机床就可以完成冷却功能;11、在系统控制机床正常运行的过程中,如果某部分出现故障,按下系统操作面板上的急停按钮,系统停止运行,待故障排除后,解除急停,系统继续运行。七进给驱动单元的调试与应用一、实训目的1、掌握数控机床进给轴参数的设置2、了解机床步进驱动系统的控制二、实训设备THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习(一、步进驱动器简介本实训台各轴采用雷赛公司最新推出的3MD560型三相混合式步进驱动器,它是采用精密电流控制技术设计的高细分三相步进驱动器,由于采用了先进的纯正弦

52、电流控制控制技术,能大幅度降低电机运转时的噪声和振动,使得步进电机运转时的噪声和平稳性趋近于伺服电机的水平。1、特点高性能、超低噪声电机和驱动器发热很低供电电压DC1850V输出电流峰值可达8A输入电信号TTL兼容静止时电流自动减半光隔离信号输入,脉冲响应频率最高达400KHz细分精度每转脉冲数200、400、500、1000、2000、4000、5000、10000可选电流设定方便具有过压、欠压、过流、过热、短路等保护功能具有相位记忆功能(电机停止5秒后再断电可保持电机断电前后电机位置不变2、电气指标输出电流最小值1.5A,最大值6A;输入电源电压典型值36VDC;3、驱动器接口和接线介绍3

53、.1、P1弱电接线信号接口描述 4、输入接口电路3MD560驱动器采用差分式接口电路可适用差分信号,单端共阴及共阳等接口,内置高速光点耦合器,允许接收长线驱动,集电极开路和PNP输出电路信号。以集电极开路和PNP输出为例,接口电路示意图如图14、图15所示:图14 集电极开路(共阳极 图15 PNP输出(共阴极5、电流、细分拨码开关设定3MD560驱动器采用八位拨码开关设定细分精度、动态电流和半流/全流。详细描述如下: 如上表,SW1SW4四位拨码开关用于设定电机运行时的电流(2、停止(静态电流设定SW5为“off”脉冲串停止后约0.2秒左右电流自动减至一半左右(实际值的60%,发热量理论上减

54、至36% ;SW5 为“on”脉冲串停止时电流不变,因此电机保持转矩不变,但电机发热量较大,推荐使用停止半流。5.2 6、典型接线方式3MD560配三相电机接法(若马达转向与期望转向不同时,仅交换U、V的位置即可。 7、保护功能7.1、过压保护当电源电压为DC52V时,保护电路动作,电源指示灯变红,保护功能启动。7.2、电机线圈匝间短路保护电机接线线圈绕组短路或电机自身损坏时保护电路动作,电源指示灯变红,保护功能启动。当以上保护功能启动时,电机轴失去自锁力,电源指示灯变红。若要恢复正常工作,须确保以上故障消除,然后重新上电,电源指示灯变绿,电机轴锁紧,去冬恢复正常。注意:由于驱动器不具备电源正

55、负反接保护功能,因此,上电前请再次确认电源正负极接线是否正确,正负极接反将导致烧坏驱动器中的保险管。(二、与数控系统相关的参数说明1、 2 3 4、 5 四、实训内容与步骤1、按项目一的内容连接实训导线。注意DC24V的正负;2、接上外部电源,启动实训台;3、按“区域转换”软键“诊断”“机床数据”软键进入机床数据窗口。4、按“轴数据”软件选择轴数据设置,按“菜单扩展键”进入图1所示界面: 图15、用“轴+”、“轴-”选择控制轴(车床时只需设置X和Z轴参数,铣床三个轴都要设置,按“搜索”软键,在出现的界面中输入“30130”,按“确认”进入30130参数位置。 图26、将MD30130的参数设置成2(步进电机。按“回车