项目：数控机床控制系统安装调试

1、1职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库高级维修电工高级维修电工项目二：项目二：数控机床控制系统安装调试数控机床控制系统安装调试四川工程职业技术学院四川工程职业技术学院职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库l1.1任务及要求任务及要求l1.2阅读技术手册、图纸等资料阅读技术手册、图纸等资料l1.3安装接线安装接线l1.4通电前的检查通电前的检查l1.5首次通电流程首次通电流程l1.6 参数设置参数设置l1.7 机床功能检查机床功能检查职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务：提供一套经济型数控机床的电气原理图纸及所

2、需要的任务：提供一套经济型数控机床的电气原理图纸及所需要的元器件，安装整个机床的控制系统，实现机床的控制功元器件，安装整个机床的控制系统，实现机床的控制功能。能。提供的设备及资料：提供的设备及资料：数控系统：西门子数控系统：西门子802C802C数控系统数控系统主轴变频器：西门子主轴变频器：西门子G110G110变频器变频器伺服驱动器：松下伺服驱动器：松下A4A4伺服驱动器伺服驱动器低压电器：断路器、接触器、中间继电器等需要的元器件低压电器：断路器、接触器、中间继电器等需要的元器件802C802C数控车床电气原理图一套数控车床电气原理图一套802SC_base_line简明安装调试手册简明安装

3、调试手册松下伺服使用说明书松下伺服使用说明书(中文中文)西门子西门子G110变频器手册变频器手册1.1 任务及要求任务及要求职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库要求：要求：1 1、借助技术手册，读懂控制系统原理图，能叙述控制原理；、借助技术手册，读懂控制系统原理图，能叙述控制原理；2 2、安装数控机床的电气控制系统，元器件布局合理，标识、安装数控机床的电气控制系统，元器件布局合理，标识清楚，布线整洁美观，符合工艺要求。清楚，布线整洁美观，符合工艺要求。3 3、合理配置参数，实现机床的控制功能。、合理配置参数，实现机床的控制功能。4 4、调试过程记录完整。、调试过程记

4、录完整。1.1 任务及要求任务及要求职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库l搜集主要部件的技术手册及相关资料（已提供）；搜集主要部件的技术手册及相关资料（已提供）；l阅读相关的安装要求、各部件的接口功能说明；阅读相关的安装要求、各部件的接口功能说明；l阅读图纸。阅读图纸。1.2阅读技术手册、图纸等资料阅读技术手册、图纸等资料职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1 西门子西门子802C的接口说明的接口说明电源RS232串口X201、X202数字输出X100-X105数字输入主轴编码器三个进给轴的编码器各运动轴的控制信号保险丝急停按钮电缆压条电

5、缆压条1.2阅读技术手册、图纸等资料阅读技术手册、图纸等资料职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库西门子数控系统各接口具体引脚参考技术手册西门子数控系统各接口具体引脚参考技术手册2、变频器接口功能说明、变频器接口功能说明1.2阅读技术手册、图纸等资料阅读技术手册、图纸等资料职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库3、伺服驱动器、伺服驱动器（1）接口功能说明）接口功能说明1.2阅读技术手册、图纸等资料阅读技术手册、图纸等资料职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库3、伺服驱动器、伺服驱动器（2）交流伺服控制模式）交流伺服控

6、制模式l转矩控制模式转矩控制模式通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，主要应用于需要严格控制转轴对外的输出转矩的大小，主要应用于需要严格控制转矩的场合。矩的场合。l速度控制模式速度控制模式对电机的位置、速度有一定精度要求，而对实时转矩不对电机的位置、速度有一定精度要求，而对实时转矩不太关心，通过外部太关心，通过外部模拟量模拟量的输入或直接的地址赋值对伺的输入或直接的地址赋值对伺服电机的旋转速度进行控制。服电机的旋转速度进行控制。l位置控制模式位置控制模式对电机的位置、速度有一定精度要求，而对实时转矩不对电机的位置

7、、速度有一定精度要求，而对实时转矩不太关心的场合，通过外部输入的太关心的场合，通过外部输入的脉冲脉冲的频率来确定转动的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度。速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度。1.2阅读技术手册、图纸等资料阅读技术手册、图纸等资料职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库3、伺服驱动器、伺服驱动器（3）松下）松下A4驱动器速度控制模式接线实例驱动器速度控制模式接线实例1.2阅读技术手册、图纸等资料阅读技术手册、图纸等资料职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1、元器件布置安装，贴标识；、元器件布置安装，

8、贴标识；2、统计线号，打印需要的线号管；、统计线号，打印需要的线号管；3、按布线工艺要求：、按布线工艺要求：l选择合适的导线（颜色、线径）；选择合适的导线（颜色、线径）；l正确穿入线号管；正确穿入线号管；l线头处理；线头处理；l合理的导线走向；合理的导线走向；l合理的接线端子分配合理的接线端子分配1.3安装接线安装接线职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1、机床和调试环境安全检查、机床和调试环境安全检查l各种部件（机械部件、电气部件）的安装是否可靠、稳各种部件（机械部件、电气部件）的安装是否可靠、稳固。固。l在机床运动机构的动作范围内是否有障碍物或人员。在机床运动机

9、构的动作范围内是否有障碍物或人员。l电器柜内是否有没有连接的导线或其他没有固定的金属电器柜内是否有没有连接的导线或其他没有固定的金属物体。物体。l检查调试场地上是否有危及安全的物品，包括固体障碍检查调试场地上是否有危及安全的物品，包括固体障碍物、易滑的物质、液体物质等，凡存在以上物品，必须物、易滑的物质、液体物质等，凡存在以上物品，必须清除。清除。1.4 通电前的检查通电前的检查职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库2、检查线路正确性、检查线路正确性l对照图纸，检查电路的正确性和连接可靠性。对照图纸，检查电路的正确性和连接可靠性。3、强电与直流回路间的绝缘检查、强电与

10、直流回路间的绝缘检查l由于涉及到电子线路，因此不能使用摇表等高压仪表检由于涉及到电子线路，因此不能使用摇表等高压仪表检查，可以采用万用表上的较高档位检查。查，可以采用万用表上的较高档位检查。4、 PLC的的I/O点检查点检查l数控系统数控系统I/O点与点与I/O电路所用直流电路所用直流24V正、负极间电阻检正、负极间电阻检查。查。填写好以下各项检查记录表填写好以下各项检查记录表1.4 通电前的检查通电前的检查职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库（1）通电检查前应把所有电源开关置于断开状态，）通电检查前应把所有电源开关置于断开状态，并断开与数控系统、伺服驱动、并断开与

11、数控系统、伺服驱动、I/O板的所有连接导板的所有连接导线、接插件。线、接插件。（2）逐级通电，逐级检查，确保各级供电电压正常）逐级通电，逐级检查，确保各级供电电压正常l机床进线电源检查机床进线电源检查l主轴系统电源检查主轴系统电源检查l进给系统电源检查进给系统电源检查l数控系统供电线路检查数控系统供电线路检查lI/O单元电源检查单元电源检查l辅助装置电源检查辅助装置电源检查1.5 首次通电流程首次通电流程职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库（3）所有）所有I/O点对地交流、直流电压检查。点对地交流、直流电压检查。（4）I/O电路功能检查，该项检查必须在与数控系统连接

12、的电路功能检查，该项检查必须在与数控系统连接的端子处操作。端子处操作。l测量输入点电压，人为使输入点有效，记录输入点有效测量输入点电压，人为使输入点有效，记录输入点有效或无效时的电压值，并分析其是否正确。或无效时的电压值，并分析其是否正确。l在各输出点处采取措施，使输出有效，观察对应电路的在各输出点处采取措施，使输出有效，观察对应电路的动作是否正常。动作是否正常。l注意：在进行该项检查时，可能会导致机床产生动作，注意：在进行该项检查时，可能会导致机床产生动作，应采取必要防范措施。应采取必要防范措施。（5）断开电源，正确连接电路，再通电调试机床。）断开电源，正确连接电路，再通电调试机床。 1.5

13、 首次通电流程首次通电流程职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1、数控系统参数设置、数控系统参数设置可在现场示范讲解数控系统的操作界面，参数查找、修改可在现场示范讲解数控系统的操作界面，参数查找、修改的操作过程。结合技术手册讲解相关重要参数的意义。的操作过程。结合技术手册讲解相关重要参数的意义。（1）参数类型）参数类型通用机床数据；轴机床数据；PLC 机床数据伺服驱动数据；其他机床数据1.6 参数设置参数设置职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置（1）操作面板介绍）操作面板介绍职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育

14、机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置（2）口令的设置与修改）口令的设置与修改l在主菜单画面中按在主菜单画面中按“诊断诊断”l按按“调试调试”及及“”键；键；l按按“设定口令设定口令”或或“修改口令修改口令”，输入口令或修，输入口令或修改口令。改口令。 若要退出当前的权限，按若要退出当前的权限，按“关闭口令关闭口令”退出。退出。制造商口令（级别制造商口令（级别2 2）：）：EVENINGEVENING，用户口令（级别用户口令（级别3 3）：）：CUSTOMERCUSTOMER。 职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置（3）PLC参数的

15、设置参数的设置PLC参数主要涉及参数参数主要涉及参数14510、14512。l主菜单界面中按主菜单界面中按诊断诊断键，再按键，再按机床数据机床数据 ，在，在“普通数据普通数据”中找到中找到14510、14512参数；参数；l各各14510i、14512i的意义（见技术手册）的意义（见技术手册）职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置（4）进给轴参数设置）进给轴参数设置802C数控系统可控制数控系统可控制3个轴和一个主轴，在参数设个轴和一个主轴，在参数设置里，分为置里，分为X、Y、Z、主轴，若为车床，只需设、主轴，若为车床，只需设置置X、Z轴参数（

16、用的是车床配置文件，轴参数（用的是车床配置文件，Y轴数据轴数据被屏蔽）。若为铣床（须下载铣床配置文件），被屏蔽）。若为铣床（须下载铣床配置文件），且且X、Y、Z、主轴均需设置。、主轴均需设置。按按诊断诊断键，再按键，再按机床数据机床数据，按，按轴数据轴数据，进入轴，进入轴参数设置页面参数设置页面 职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置按按“”和和“轴轴+”或或“轴轴-”找到相应的轴找到相应的轴基本轴参数基本轴参数l30130： 设定控制轴速度信号输出类型。设定控制轴速度信号输出类型。0：模拟（即不接到驱动器）；：模拟（即不接到驱动器）；1：伺服

17、驱动；：伺服驱动；2：步进驱动；：步进驱动；3、4：不存在；：不存在；l 30240：编码器类型编码器类型0：模拟，仿真；：模拟，仿真； 2：方波发生器、标准编码器（四倍增量：方波发生器、标准编码器（四倍增量）；）；3：用于步进电机的编码器。：用于步进电机的编码器。l31020：编码器每转脉冲数：编码器每转脉冲数 按照伺服电机编码器的分辨率设定，一般增量式编码器线按照伺服电机编码器的分辨率设定，一般增量式编码器线数为数为2500。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置传动系统机械参数传动系统机械参数l 31030： 各轴滚珠丝杠的导程值，各轴滚

18、珠丝杠的导程值各轴滚珠丝杠的导程值，各轴滚珠丝杠的导程值，根据各轴丝杠导程设置此参数。，根据各轴丝杠导程设置此参数。l31050： 齿轮箱电机端齿数，电机和丝杠通过连轴器连接设齿轮箱电机端齿数，电机和丝杠通过连轴器连接设置为置为1，若通过齿轮连接根据实际情况设定。，若通过齿轮连接根据实际情况设定。l31060： 齿轮箱丝杠端齿数，电机和丝杠通过连轴器连接设齿轮箱丝杠端齿数，电机和丝杠通过连轴器连接设置为置为1，若通过齿轮连接根据实际情况设定。，若通过齿轮连接根据实际情况设定。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置进给速度设置进给速度设置l320

19、00：进给轴执行进给轴执行G00且倍率为且倍率为100%时的各轴的快速时的各轴的快速移动速度，若两轴同时移动则有移动速度，若两轴同时移动则有V2合合= V2X+ V2Z（即为两（即为两个轴速度的矢量和）。个轴速度的矢量和）。l32010： 进给轴在进给轴在100%时的点动快速速度，按下快速倍率时的点动快速速度，按下快速倍率键才能生效。键才能生效。l32020： 进给轴在进给轴在100%时的点动速度。时的点动速度。l32260： 电机的额定速度，按照伺服电机的额定转速设定此电机的额定速度，按照伺服电机的额定转速设定此参数。参数。l36200：电机实际速度的极限，当电机速度超越此值时，电机实际速度

20、的极限，当电机速度超越此值时，会产生会产生“25030 实际速度报警极限实际速度报警极限”的报警，一般此值设定的报警，一般此值设定为为32000 快速移动速度的快速移动速度的110%115%。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置（5）主轴参数设置）主轴参数设置按照上面进给轴参数设置的操作方法，进入到主轴设置画面。按照上面进给轴参数设置的操作方法，进入到主轴设置画面。l30130 = 1 设置输出类型为标准输出。设置输出类型为标准输出。0无模拟量输出；无模拟量输出；1有有10V模拟量输出。模拟量输出。l 30134 = 2设置主轴为单极性主轴，

21、设置主轴为单极性主轴，010V输出。输出。0双极性主轴输出；双极性主轴输出；1单极性主轴输出，单极性主轴输出，Q0.0和和Q0.1不可以由不可以由PLC使用，使用，Q0.0=伺服使能，伺服使能，Q0.1=负方向运行；负方向运行；2单极性主轴输出，单极性主轴输出，Q0.0和和Q0.1不可以由不可以由PLC使用，使用，Q0.0=伺服使能正方向运行，伺服使能正方向运行，Q0.1=伺服使能负方向运行。伺服使能负方向运行。l30200 = 1 设置编码器个数（主轴有或没有编码器）。设置编码器个数（主轴有或没有编码器）。 职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数

22、设置l30240 = 2 设置方波发生器来检测位置。设置方波发生器来检测位置。若主轴不带编码器，设定此参数为若主轴不带编码器，设定此参数为0。l31020 = 1024 编码器分辨率编码器分辨率1024，根据编码器线数设定。，根据编码器线数设定。l32260 = 1400 主轴额定转速为主轴额定转速为1400rpm，根据主轴电机额，根据主轴电机额定转速设定此参数。定转速设定此参数。l31050 = 1 主轴各档变比（电机端），根据主轴电机与主轴主轴各档变比（电机端），根据主轴电机与主轴连接关系设定参数连接关系设定参数31050、31060。l31060 = 1 主轴各档变比（主轴端）根据主轴电

23、机与主轴连主轴各档变比（主轴端）根据主轴电机与主轴连接关系设定参数接关系设定参数31050、31060。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置（6）数据生效条件）数据生效条件PO（Power On)：系统上电时参数生效；：系统上电时参数生效；RE(Reset)：系统复位时参数生效；：系统复位时参数生效；CF(Configuration):按按“数据生效数据生效”软菜单生效；软菜单生效；IM(Immediate):立即生效立即生效职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置2、变频器参数设置、变频器参数

24、设置可在现场示范讲解变频器的操作界面，参数查找可在现场示范讲解变频器的操作界面，参数查找、修改的操作过程。结合技术手册讲解相关重要、修改的操作过程。结合技术手册讲解相关重要参数的意义。参数的意义。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参数设置参数设置3、伺服驱动器参数设置、伺服驱动器参数设置可在现场示范讲解伺服驱动器的操作界面，参数可在现场示范讲解伺服驱动器的操作界面，参数查找、修改的操作过程。结合技术手册讲解相关查找、修改的操作过程。结合技术手册讲解相关重要参数的意义。重要参数的意义。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.6 参

25、数设置参数设置3、伺服驱动器参数设置、伺服驱动器参数设置职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.7 机床功能检查机床功能检查1、机床操作面板介绍、机床操作面板介绍在现场进在现场进行示范讲行示范讲解机床的解机床的操作操作职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.7 机床功能检查机床功能检查2、手动方式下功能检查组、手动方式下功能检查组选择选择“JOG”工作方式工作方式（1）主轴正转、反转、停止；）主轴正转、反转、停止；（2）各进给轴的点动进给；）各进给轴的点动进给；（3）各进给轴的点动快移进给）各进给轴的点动快移进给（4）各进给轴的正负硬超程

26、保护、超程解除；）各进给轴的正负硬超程保护、超程解除；（5）手动选刀功能）手动选刀功能职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.7 机床功能检查机床功能检查3、增量操作方式检查、增量操作方式检查选择选择“增量增量”工作方式工作方式选择不同的进给轴，摇动手轮，检查各运动轴是否选择不同的进给轴，摇动手轮，检查各运动轴是否工作正常。工作正常。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.7 机床功能检查机床功能检查4 4、回参考点功能检查、回参考点功能检查 （1 1）回参考点的必要性）回参考点的必要性l检测装置一般使用增量式编码器和光栅尺检测装置一般使

27、用增量式编码器和光栅尺l系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机床坐标系；建立机床坐标系；l可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。偿对加工的影响。（2 2）回参考点的工作原理）回参考点的工作原理一般根据减速开关和编码器的零脉冲信号完成回参一般根据减速开关和编码器的零脉冲信号完成回参考点过程考点过程职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.7 机床功能检查机床功能检查零脉冲在减速开关前零脉冲在减速开关前l回参考点操作开始，以回参考点操作开始，以Vc的速度寻找减

28、速开关；的速度寻找减速开关；l撞到减速开关后，以撞到减速开关后，以Vm的速度反向寻找编码器的零脉的速度反向寻找编码器的零脉冲信号；冲信号；l寻找到零脉冲信号后，再以寻找到零脉冲信号后，再以Vp的速度移动一个偏移量，的速度移动一个偏移量，结束回参考点。结束回参考点。为了定位更加准确，为了定位更加准确，一般一般VcVm Vp。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库1.7 机床功能检查机床功能检查零脉冲在减速开关后零脉冲在减速开关后l回参考点操作开始，以回参考点操作开始，以Vc的速度寻找减速开关；的速度寻找减速开关；l撞到减速开关后，以撞到减速开关后，以Vm的速度继续向前寻找编码器的的速度继