XK7124数控铣床(加工中心)进给驱动系统的安装与调试

数控机床安装、调试与维修绪论1、数控机床数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统（即数控系统）的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作加工零件。数控车床加工中心X方向Y方向此即为铣床的三个进给轴方向放置待加工的工件的工作台Z方向主轴上安装铣刀数控铣床加工视频数控铣床加工视频加工中心自动换刀能够从事机电设备的安装、调试、运行维护、生产等工作机电一体化技术专业人才培养目标以NC作为控制核心的典型机电设备——数控机床的安装与调试

数控系统连接与调试以PLC作为控制核心的典型机电设备——自动生产线的安装与调试MPS系统安装与维护以手动作为控制核心的典型机电设备——普通机床电气的安装与调试机床电气系统安装与调试2、本课程的培养目标数控机床安装调试与维修数控车床的安装与调试数控铣床的安装与调试3、课程的考核方案课程考核=期终考核（60%）+单元考核（40%）任务完成质量对团队的贡献报告记录一定要详细，便于后面的期末考试时使用。4、分组王康徐海第一组杨程杨小雷第二组张建周浩第四组周林唐宏伟第五组学习情境1XK7124数控铣床（加工中心）电气控制系统调试任务1-1XK7124数控铣床（加工中心）进给伺服系统的装调一、任务目标（1）操作数控系统西门子SINUMERIK802DSolutionLine，运行模式为“JOG”运行模式，摁下“+X、+Y、+Z”键，则进给沿X（或Y）轴正向运行，Z轴正向旋转；（2）操作数控系统西门子SINUMERIK802DSolutionLine，运行模式为“JOG”运行模式，摁下“-X、-Y、-Z”键，则进给沿X（或Y）轴负向运行，Z轴反向旋转；（3）操作数控系统西门子SINUMERIK802DSolutionLine，运行模式为“Auto”运行模式，编制试运行G代码，进给轴能依照G代码完成进给动作；（4）操作数控系统西门子SINUMERIK802DSolutionLine，运行模式为“MDA”运行模式，输入“G19G00X20Z100F20”，进给轴能正确动作。二、任务资讯（一）SIEMENSSINUMERIK802Dsolutionline数控系统1.802DSL数控系统综述2023/2/4810D高性价比性能价格

802Sbl高性能型802Cbl802D普及型840DSINUMERIK系统简介–数控产品结构SINUMERIK802Dsl综述SINUMERIK系列数控系统802D1个通道，1个方式组可带3个进给轴+1个主轴802S/Cbaseline经济型1个通道，1个方式组可带4个进给轴+1个主轴SINUMERIK6通道，6方式组可带多达18个进给轴/主轴840Di基于PC机2个通道，2个方式组可带6个轴，包括2个主轴紧凑型810D10通道，10方式组可带多达31个进给轴/主轴840D模块化结构802DsolutionlineNew1个通道，1个方式组可带4个进给轴+1个主轴+1个PLC轴综述2023/2/4用于步进电机及模拟驱动的数控系统SINUMERIK802S/Cbaseline提供了完整的机床数控解决方案应用范围：

可用于车床铣床及传统伺服机床简便快捷的调试方式丰富的数控加工功能带有循环及轮廓路径支持的DIN66025编程802CbaselineMSTT交流主轴电机OP020ECUSIMODRIVE

611A/D驱动系统

步进电机交流伺服电机SINUMERIK802C/Sbaseline802SbaselineFM步进驱动1个通道，1个方式组可带3个进给轴+1个主轴综述2023/2/4数字驱动的数控系统配备机床控制面板优化的车铣加工功能PROFIBUSDP现场总线作为驱动与外围设备的通用联结方式ISO方言支持SINUMERIK802DI/O模块PCUMCPSIMODRIVE611Ue驱动系统I/O模块交流主轴电机交流伺服电机操作面板1个通道，1个方式组可带4个进给轴+1个主轴综述2023/2/4Sinumerik802Dsl创新的系统设计TFT彩色液晶显示器超薄的厚度易于安装操作面板中集成了NC、

PLC、HMI和驱动简练、节约空间的结构IP65前端保护级更宽的电源容差：

+20%/-15%更为经济连接方式更加简单、快速的调试操作更为简便PLC梯图在线显示维护方便无硬盘无电池无风扇长寿命背景光源更多的功能，提供更宽的市场高速度高精度的新一代数控系统SINUMERIK802DslI/O模块操作面板PCUMCPSINAMICSS120驱动系统I/O模块1个通道，1个方式组可带4个进给轴+1个主轴交流主轴电机交流伺服电机2023/2/4各种类型机床的普适性数控系统广泛的功能范围，卓越的数控性能模块化的结构，可扩展的性能与轴数量配备SIMODRIVE611D数字驱动的优异表现开放性的系统结构powerlineSIMATICS7-300I/OSIMODRIVE611D驱动系统MCPI/R模块NCU电源模块PCU20/50/70SINUMERIK840DSINUMERIK840D交流主轴电机交流伺服电机综述驱动连接驱动控制信号输出端口2.DRIVECLiQ驱动总线总线，是电脑中传输数据的公共通道，就像马路有四车道、六车道、八车道一样，总线是分为位的，目前电脑的总线位数有16位、32位、64位等。位数越大，传输数据越多、越快。386DX电脑是32位总线，奔腾电脑的内部总线则是64位。总线位数越多，路越通畅，速度越快。总线被比喻为BUS（公共汽车），根据功能的不同又可分为数据总线、控制总线、地坦总线。在电脑中如果说CPU是电脑的心脏，那么，总线就是电脑的神经了。电脑的不断发展，总是伴随着电脑总线的不断更新。总线发展中出现过好几种类型，如工业标准总线、扩展工业标准总线、微通道总线等。

当总线空闲（其他器件都以高阻态形式连接在总线上）且一个器件要与目的器件通信时，发起通信的器件驱动总线，发出地址和数据。其他以高阻态形式连接在总线上的器件如果收到（或能够收到）与自己相符的地址信息后，即接收总线上的数据。发送器件完成通信，将总线让出（输出变为高阻态）。工作原理共享分时占用总线资源采用总线结构的缺点:

1、利用总线传送具有分时性。当有多个主设备同时申请总线的使用是必须进行总线的仲裁。

2、总线的带宽有限，如果连接到总线上的个硬件设备没有资源调控机制容易造成信息的延时（这在某些即时性强的地方是致命的）。

3、连到总线上的设备必须有信息的筛选机制，要判断该信息是否是传给自己的。现场总线（Fieldbus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。X1:高速驱动接口X20.1驱动器使能X20.2控制使能为简化系统设计，可利用PLC应用程序对驱动器电源模块的控制端子进行控制。控制功能由子程序33–EMG_STOP实现。（二）SIEMENSSINAMICSS120驱动系统和伺服电机SINAMICSS120是西门子公司新的一代驱动系统。采用高速驱动接口，配套的1FK7永磁同步伺服电机具有电子铭牌，系统可以自动识别所配置的驱动系统。具有更高的控制精度和动态控制特性，更高的可靠性。和802Dsl配套使用的SinamicsS120产品包括：书本型驱动器和用于单轴的AC/AC模块式驱动器。本次实训所使用的为AC/AC模块式驱动器。2023/2/4SINAMICSS120驱动系统SINAMICSS120•多功能性：伺服控制，矢量控制，V/f比控制

具有强大的驱动功能，适合于单轴驱动或多轴驱动•配置简单：驱动组件通过电子铭牌自动识别•使用预安装的电缆进行连接，快速方便•现代化：所有的组件通过串行通讯

接口DRIVE-CLiQ进行通讯•灵活性并且适合于未来的发展：

模块化设计，可升级性强•良好的设计与集成性：

可以胜任所有应用的驱动系统

驱动连接驱动控制信号输出端口控制单元适配器CUA31功率模块PM340（三）电抗器名词解释：电抗器最通俗的讲，能在电路中起到阻抗的作用的东西，我们叫它电抗器。电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。电抗器（reactor）

依靠线圈的感抗阻碍电流变化的电器。按用途分为7种：①限流电抗器。串联于电力电路中，以限制短路电流的数值。②并联电抗器。一般接在超高压输电线的末端和地之间，起无功补偿作用。③通信电抗器。又称阻波器。串联在兼作通信线路用的输电线路中，用以阻挡载波信号，使之进入接收设备。④消弧电抗器。又称消弧线圈。接于三相变压器的中性点与地之间，用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流，以补偿流过接地点的电容性电流，使电弧不易起燃，从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。⑤滤波电抗器。用于整流电路中减少直流电流上纹波的幅值；也可与电容器构成对某种频率能发生共振的电路，以消除电力电路某次谐波的电压或电流。⑥电炉电抗器。与电炉变压器串联，限制其短路电流。⑦起动电抗器。与电动机串联，限制其起动电流。（四）抱闸继电器X方向Y方向Z方向主轴上安装铣刀主轴安装在Z向进给轴上，一旦机床失电，进给轴失去动力，丝杠无自锁能力，主轴就会自由落体抱闸装置电机轴闭环伺服系统三、任务计划电抗器功率模块PM340控制单元适配器CUA31电抗器功率模块PM340控制单元适配器CUA31电抗器功率模块PM340控制单元适配器CUA31四、任务决策请同学自行完成电气原理图、布局图、接线图的绘制电气元器件明细表的填写。五、任务实施

每个小组制作元器件接线示意幻灯片，展示每个元器件（包括低压电器）的连接情况，每个元器件一张幻灯片。制作完成后由全班展示。数码相机由教师提供。（一）接线X200,来自802D的X1X201,去往自Y轴驱动的X200X202,来自X轴电机的编码器反馈电源，来自电抗器输出X轴伺服电机电源线X轴伺服驱动器（二）参数备份1、802DSL数控系统的数据保护静态存储器（掉电信息丢失）高速闪存FLASHROM（掉电信息不会丢失）闪存FLASHROM2、802DSL数控系统的数据备份重要事项在一台机床调试完毕后，应备份以下数据：机床数据（文本格式）-编辑后只留下调试时手工输入的参数，换名存储。该文件与系统软件版本无关螺距误差补偿（文本格式）刀具数据（文本格式）加工程序（文本格式）调试存档（NC/PLC）-包括了NC、PLC、驱动器的所有数据和用户报警文本及加工程序调试存档（HMI）-包括用户开机画面PLC项目-PTE格式的PLC程序2、802DSL数控系统的数据备份原理操作自动恢复下周安排：每天上午在东区802Dsl中的数据（包括PLC应用程序，报警文本以及驱动器数据）可以通过RCS802备份到个人计算机的硬盘或软盘上，或者将数据备份到CF卡上。（1）备份到CF卡上报警信息查询，SHIFT+该键为系统功能，调试经常需要用到在CF卡上备份数据只需在802Dsl操作：选择系统→[调试文件]，在[802D数据]中选择需要备份的数据，用软菜单键[复制]后，进入[用户CF卡]，用[粘贴]键将备份文件复制到CF卡上。操作数据有文本格式和二进制格式，可将光标置于根目录备份此目录的所有内容，也可点击回车键进入下级子目录进行分项备份：数据：文本格式，其中包括机床数据、设定数据、刀具数据、R参数、零点偏置、丝杠误差补偿和全局用户数据；调试存档（NC/PLC）：二进制格式，其中包括NC、PLC、驱动的所有数据和用户报警文本及加工程序；调试存档（HMI）：二进制格式，包括系统开机画面等；PLC项目（PT802D*.PTE）：PLC程序PTE格式的备份；在编程工具ProgrammingToolPLC802的菜单［文件］→［引入…］，可以打开PTE格式的文件，的菜单［文件］→［引出…］，可以生成PTE格式的文件；加工程序的分项备份可在[PROGRAMMANAGER]区进行：（2）备份到计算机硬盘上RCS802工具介绍控制器选择、版本选择、项目设定1.从WINDOWS的“开始”中找到RCS802，并启动。2.选择系统对应的版本并创建项目（用于项目管理）：选择[Settings]→[Toolbox]→[SelectVersionAndProject]3.正确选择版本，然后选择[Project]4.通过[Remove]、[Modify]、[New]正确创建或修改项目。以太网设定首先利用准备好的“直连网线”将计算机和802Dsl的X5连接起来；1.选择[Settings]→[Connection]2.选择[ViaEthernet(peertopeer)]，通过以太网进行连接。选择[OK]进行确认。3.通讯接口设定对应802Dsl系统端也应作相应的设定：选择系统→[维修信息]→[系统通讯]，然后激活[直接连接]；4.RCS802和802Dsl在线连接，选择[Extras]→[Connect]，然后选择[OK]，建立连接；IP：169.254.11.21子网掩码：255.255.0.05.选择[OK]进行确认。RCS802和802Dsl已建立在线连接数据备份在Control802D中找到需要备份的文件后，用鼠标将其拖到计算机的目录下即可。三种启动方式方式0：正常上电启动。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；如果没有系统会将出厂数据写入工作数据区后启动。方式1：缺省值上电启动。以SIEMENS出厂数据启动，制造商机床数据被覆盖。启动时，出厂数据写入静态存储器的工作数据区后启动，启动完成显示04060已经装载标准机床数据报警。方式2：按存储器数据上电启动。以高速闪存FLASHROM内的备份数据启动。启动时，备份数据写入静态存储器的工作数据区启动，启动完成后显示04062已经装载备份数据报警。闪存FLASHROM（三）驱动器调试1.装载SINAMICSFirmware–确保驱动器各部件具有相同的固件版本2.装载驱动出厂设置–激活各驱动部件的出厂参数3.拓普识别和确认(快速开机调试)–读出驱动器连接的拓扑结构以及实际电机的控制参数，设定拓扑结构比较等级驱动调试向导注意在启动驱动调试向导进行驱动调试之前，必须断掉驱动器的所有使能；拍下急停，即可取消驱动器使能2.驱动器的初始化进入驱动调试向导[SINAMICS_IBN]→选择[装载驱动出厂设置]→[打开]选择[全部组件]→激活[启动]在执行过程中，系统上有状态指示。当系统提示：“组件已设为出厂设置”，表示驱动器初始化完成。3.驱动器的自动配置（1）自动读取驱动器配置的拓扑结构进入驱动调试向导[SINAMICS_IBN]→选择[拓扑识别和确认(快速开机调试)]→[打开]激活[启动]在执行过程中，系统上有状态指示。当系统上提示：“该过程后必须进行SINAMICSPowerOff/On”，表示驱动配置完成；注意：驱动器总线DRIVECLiQ的正确连接是读取配置拓扑结构的基本保证！（2）设置SINAMICS拓扑结构比较等级驱动调试结束后，应将拓扑结构比较等级设为最低，否则在驱动部件更换后，系统会提示：拓扑结构比较错误。找到驱动器CU_I参数P9，输入1；

参数P9906，输入3；

参数P9，输入0。驱动器数据存储：找到驱动器参数P977，输入1–存储数据；观察驱动器参数P977；当P977由1→0表示数据存储完成；或者，选择“保存参数”软键来存储驱动数据。注意：驱动器参数和NC参数全部在NC侧设置！！！802Dsl及驱动器断电，再上电。（四）驱动调试向导中的诊断功能1.拓扑显示进入驱动调试向导[SINAMICS_IBN]→选择[拓扑显示]→[打开]拓扑显示画面中表述了DriveCliQ总线的连接情况。2.组件概览进入驱动调试向导[SINAMICS_IBN]→选择[组件概览]→[打开]组件概览画面表述了所有和DriveCliQ总线连接的组件的类型、固件版本及拓扑比较等级；将光标置于某一组件，可选择[详细资料]此组件的详细资料便可显示。3.配置-功率部件、编码器和电机进入驱动调试向导[SINAMICS_IBN]→选择[组件配置-功率部件和电机]→[打开]画面描述了电机和对应电机模块的信息；选择[驱动器+]或[驱动器-]可在不同轴之间进行切换；在此画面中也可对不带DriveCliQ接口的非标准电机进行配置，输入相应的参数后，选择[存储]；选择[电机数据]，可显示关于电机的更详细的信息；画面显示了电机的详细信息。画面描述了电机和对应编码器的信息；在此画面中也可对轴的第二编码器配置：SINAMICS驱动常用参数SINAMICSS120的参数有CU控制单元参数、ALM电源模块参数、SERVO轴参数；（四）驱动器参数设置1.驱动器模块定位数控系统与驱动器之间通过总线连接，系统根据下列参数与驱动器建立物理联系：注意：轴号以驱动总线DRIVECLiQ的连接次序相关：由802Dsl驱动接口X1连接到的第一个电机模块的轴号为1，且以此类推；我们这样的连接，该参数应该咋设置？X1YZ2SP430220X1YZ2SP32.位置控制使能系统出厂设定各轴均为仿真轴，既系统不产生指令输出给驱动器，也不读电机的位置信号。按下表设定参数可激活该轴的位置控制器，使坐标轴进入正常工作状态。30130：说明:在机床数据中输入转速额定值输出的类型：0:模拟(无硬件要求)1:额定值输出端有效30240：说明:此MD中必须输入编码器类型：0:模拟1:信号发生器（1VSS，sin，cos）4:EnDat接口的绝对值编码器2、3、5：保留3.传动系统参数配比注意：对于进给轴，减速比应设定在索引号[0]。4.坐标速度和加速度5.返回参考点相关的机床数据6.软限位除了硬件限位开关监控外，还可以设置一个软件限位开关。在加工轴系统中每根轴在正向给定一个绝对位置。含义与正向第1个软件限位开关相同，只是加工范围界限在负方向。7.反向间隙补偿关于绝对值编码器的调试过程知识拓展：1．设置机床参数34200说明:安装的位置测量系统可以根据回参考点方式分为：0:如果安装了绝对值编码器：接受MD34100：REFP_SET_POS的值其它编码器：不回参考点1:使用增量测量系统回参考点：增量式旋转测量系统增