实验指导书综合实验台

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1、数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院数控技术综合实验实验指导书、南昌大学机电工程学院2010-6-10数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院1目录实验 内 容 页码实验一 系统的接线 2实验二 数控机床的基本操作与基本概念 7实验三 数控系统调试（NC 部分） 10实验四 故障设置与诊断、排除故障（综合实验） 16数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院2实验一 系统的接线11 实验目的：了解 NNC-R1C 数控机床综合实验台的组成和电缆连接；掌握西门子 802C Baseline 系统的构成12 实验装置： NNC-R1C 数控机床综合实验台由八块控制演示板和一台数控车床组成。其控制

2、演示板各部分的组成如下：1） 系统面板模块2） 数控装置模块3） 换刀模块4） 电器模块5） 输入/输出模块6） 主轴模块7） 进给模块实验台外部模块接插连线一览表模块名称 端子名称 到达模块名称 到达端子名称 导线颜色+/-10V 主轴 2 红数控装置G 主轴 5 黑+24 电源 电源+ 红GND 电源 电源- 黑CW 上 I/O Q0.4 常开上 黄CW 下 I/O Q0.4 常开下 黄CCW 上 I/O Q0.5 常开上 黄CCW 下 I/O Q0.5 常开下 黄1 I/O I1.0 黄2 I/O I1.1 黄3 I/O I1.2 黄4 I/O I1.3 黄5 I/O I1.4 黄换刀6

3、 I/O I1.5 黄I1.7 进给 伺服准备好左 黄红色电源端子 电源 电源+ 红I/O黑色电源端子 电源 电源- 黑STF I/O Q0.0 常开上 黄STR I/O Q0.1 常开上 黄SD I/O Q0.0 常开下 黄主轴SD I/O Q0.1 常开下 黄进给 伺复准备好右 电源 电源+ 红数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院3红色电源端子 电源 电源+ 红黑色电源端子 电源 电源- 黑注意：当上述接线正确连接，实验台才能正常运行。红色和黑色线为直流电源线请谨慎接插，避免出错，否则可能导致元器件的损坏。1.3 实验步骤：1) 802C Baseline 系统构成见图 1-3。802

4、C Baseline 系统可控制 23 个交流伺服电机轴和一个开环主轴（为变频器） 。802C Baseline 由下列各部分组成：操作面板（OP 020）、机床面板（MCP）、NC 单元带有全部接口、输入输出（DI/O）48 输入 16 输出数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院4图 1-3 802C Baseline 系统构成2) 掌握西门子 802C Baseline 系统的接线系统连线.见图 1-4：图 1-4 系统连线数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院5、数控系统工作电源 X1L+ 接直流 24V, M 接 24V 地。DC.24V 由外部提供。演示板上的电源已连接好。当合上

5、电源总开关 QS1 和 QS4,将 24V 电源开关拨到 ON,数控系统得电。、X7 为交流伺服电机驱动信号和模拟主轴控制输出（50 芯） 。其各脚号见表一。表一：X6 为主轴编码器输入（15 芯） 。其各脚号定义见表二。表二：来自主轴编码器的信号接入演示板下方的 15 芯插座 X6 上，它经故障设置接至X6 蓝色框中的相应检测端子，再接入系统。见图 1-5：数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院6编码器 15 芯针插座 X6 故障设置 检测端子 系统图 1-5 编码器输入、X20 高速输入接口。其各脚号定义见表三：表三：X20： 高速输入接口 接线端子脚号 信号 说明 脚号 信号 说明1

6、RDY1 使能 2.1 6 HI_42 RDY2 使能 2.2 7 HI_53 HI_1 参考点脉冲 X 轴 8 HI_64 HI_2 参考点脉冲 Y 轴 9 M 24V 地5 HI_3 参考点脉冲 Z 轴 10 M 24V 地注：NC 使能后，内部使能继电器触点闭合，即使能 2.1 和使能 2.2 导通来自接近开关的参考点脉冲信号（9 芯孔插座）接入演示板下方的 9 芯针插座 X20 上，它经故障设置接至 X20 蓝色框中的相应端子，再接入系统。见图 1-6：- 接近开关 9 芯针插座 X20 故障设置 检测端子 系统 图 1-6 高速输入数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院7实验二 数

7、控机床的基本操作与基本概念2.1 实验目的：熟悉操作区域及最重要的软件功能和简单的操作2.2 实验装置：数控实验台及机床2.3 实验步骤：1) 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：图 31 SINUMERIK 802C Baseline 操作区域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”键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；系统开机后首先进入“加工”操作区；保护级 可以通过设定口令字对系统资料的输入和修改进行保护；用户可以在菜单“显示机床资料”诊断操作区修改保护级；缺省设定：保护级 3(操作员)；默认设置密码:customer

8、在下面的菜单中，输入和修改资料取决于所设定的保护级； 刀具补偿 零点偏置 设定资料 RS232 设定数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院82) 熟悉重要的软件功能图 32 数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院93) 简单操作（回参考点）：、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 2-1)中显示该坐标轴是否必须回参考点坐标轴未回参考点坐标轴已经到达参考点、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“+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，-Z） ，不会产生运动。4) 简单操作

9、(对刀)：(见实验十一)G54G57 可设定的零点偏置G158 可编程的零点偏置G500 取消可设定的零点偏置5) 简单操作（输入新程序）6) 简单操作（编程加工）数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院10实验三 数控系统调试（NC 部分）3.1实验目的：通过坐标参数调试使机床的坐标轴运动符合精度与速度要求.3.2试验装置：数控实验台和机床3.3实验步骤：1） 802C Baseline 坐标参数调试最重要的三个参数 设定：30130=2 ，30240=3 ，34200=2 按下软键“诊断” “机床数据” ，出现图 5-1 所示图 5-1 按下软键“轴数据” ，打开轴数据窗口。按“ ”，出现

10、图 5-2。图 5-2 用软键“轴+” “轴-”选择相应的坐标轴。首先选 X 轴。 按动操作面板上的“光标向上”或“光标向下”键，将光标移至 30130，输入数值 2，按黄色的“回车/输入键” 。 按动“光标向下”键，移动光标至 30240，输入数值 3，按黄色的“回车/输数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院11入键” 。 按下软键“搜索” ，出现图 5-3图 5-3 输入要查询的机床数据号“34200” ，按下“确认” 。光标立即定位到所要查询的机床数据 34200 上。输入设定值 2，按下黄色的“回车输入键” 。 按软件“轴+” ，选择 Z 轴。重复-。机床数据的生效条件是：PO(Po

11、wer On) 系统上电时参数生效；RE(Reset) 系统复位时参数生效；CF(Configguration) 按“数据生效”软菜单键参数生效；IM(Immediate) 立即生效。因为 30130、30240、24200 的生效条件都是 PO,因此，要重新上电。 按软键“调试” “调试开关” “NC”(选择正常上电启动)“确认” 。系统重新上电。说明：30240=0 模拟=2 标准编码器=3 用步进电机控制的编码器30130=0 模拟=1 方波编码器=2 步进电机控制如果设定 30240=0，30130=0，则移动坐标轴时，仅屏幕坐标数值变化，而实际坐标轴不动。2）设定传动系统的机械参数（

12、X 轴、Z 轴）设定下列参数：31020=1600；同时设定 31400。步进电机步距角 1.8 度,建议采用 8 细分，则:360/1.8*8（16 细分同理则：3601.816，31020 和 31400 应设为 3200）31400=1600；电机每转的步数，单位是：每转脉冲数 IPR.31030=4；丝杠螺距，单位：mm。31050=1；31060=1；即 31050/31060=1/1=1，减速比为 1。说明：以上设定的操作步骤，参考实验 4.3 先设定 X 轴参数，再设定 Z 轴参数。下面数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院12其它参数设定的操作步骤与此相同，不再赘述。设定相关

13、的速度（X 轴、Z 轴）32000=1000；最大轴速度 G00；32010=1000；点动快速；32020=600；点动速度；32260=1500；电机额定转速；36200=2200；坐标速度极限。系统重新上电。按软键“调试” “调试开关” “NC”(选择正常上电启动)“确认” 。系统重新上电。系统上电时自动计算：（1500/60）转/秒*1600 脉冲/每转=40000 脉冲/秒检查 31350，参数为 40000。输入监控频率（X 轴、Z 轴）36300=120000；步进频率极限。3）坐标动态特性调试系统的另一独特功能是对坐标的动态特性进行优化。利用点动方式测试进给轴的动态特性，设定各

14、坐标的最高速度，并选择合适的加速度曲线。图 5-4设定动态调整参数(X 轴、Z 轴)32300=0.4；最大加速度；35220=0.3；速度转折点；35230=0.4；速度衰减系数。4）调试参考点逻辑802C Baseline 系统的很多功能都建立在参考点的基础上。自动方式和 MDA 方式只有在机床返回参考点后才能进行操作。方向间隙补偿和丝杠螺距误差补偿也只有在返回参考点后才生效。综合实验台上回参考点配置如图 5-5 所示：数控技术实验指导书 南昌大学机电工程学院13图 5-5在坐标轴侧有减速开关，在丝杠端有一接近开关（丝杠每转产生一个脉冲） 。减速开关接到 I/O 的输入，接近开关接到系统的高速输入口(X20)。该方式可高速寻找减速开关，然后低速寻找接近开关。图 5-6 为有减速开关，且接近开关在减速开关之前。 （34050=0）其中：Vc寻找减速挡块速度（34020）Vm寻找接近开关信号速度（34040）Vp参考点定位速度（34070）Rv参考点偏移（34080，34090）Rk参考点坐标（34100）图 5-65） 设定回参考点参数（X 轴、Z 轴）34000=1； 减速开关有效；34020=800； 寻找减速开关速度；34060=20； 寻找接近开关的最大距离；34040=300； 寻找零脉冲