数控系统连接与参数设置资源教学内容

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1、 国家示范性高职院校建设项目成果 国家精品课程配套教材 数控系统连接与参数设置数控技术专业目 录w绪论w项目1 认识、连接数控系统w任务1 认识数控系统w任务2 连接数控系统各组件w项目2 开机调试w任务1 完成开机调试基本设定w任务2 坐标轴/主轴调试w项目3 设置数控系统的参数w任务1 设置返回参考点等参数w任务2 批量调试w任务3 数据备份绪 论一、数控系统的基本概念w数控机床的组成：三、数控系统的分类w1.按运动轨迹分类w（1）点位控制系统w（2）直线控制系统w（3）轮廓控制系统三、数控系统的分类w2.按伺服系统控制方式分类：w（1）开环控制系统：w（2）闭环控制系统：三、数控系统的分

2、类w（3）半闭环控制系统：三、数控系统的分类三、数控系统的分类w3.按功能分类： 四、数控技术的发展趋势w高速度、高精度化w开放式w智能化w复合化w高可靠性w多种差补功能w友好的人机界面项目1 认识、连接数控系统【学习目标】知识目标1.熟悉数控系统的组成，掌握数控系统连接的规范操作的方法。2.理解数控系统的工作过程和原理。 3.了解插补方法。技能目标1.通过本项目的学习，学生能够借助技术资料，按照技术要求和规范完成数控系统的连接，并规范的使用工具和检具，自觉地遵守安全操作规程及环境保护的工作要求。2.通过数控系统的连接，积累工作经验，提高学生利用相关资料快速准确地判断系统连接故障、按技术要求及

3、时修复产生的故障的能力。3. 通过小组合作的方式，培养学生与人沟通的能力，并将团队精神培养贯穿始终。【工作任务】任务1 认识数控系统。任务内容包括：理解数控系统的工作过程和原理，并根据工作任务书和要求制订合理的工作计划和方案，正确绘制数控系统连接图。任务2 连接数控系统各组件。任务内容包括：掌握数控系统各组件的作用，正确安装和连接PCU、KB 、MCP、PP72/48和伺服驱动器。 项目1 认识、连接数控系统w任务1 认识数控系统 数控系统是数控机床电气控制系统的核心。操作人员在使用数控系统以前，应当仔细阅读有关操作说明书，要详细了解所用数控系统的性能，要熟练掌握操作面板上各个按键、按钮和开关

4、的作用，以及使用注意事项。 w填写任务书【知识准备】一、西门子数控系统简介：w1.西门子数控系统的特点w2.SINUMERIK 802D数控系统w3.SINUMERIK 802C base line数控系统w4.I/O模块PP 72/48w5.机床控制面板二、FANUC数控系统简介w1.FANUC数控系统的发展w2.FANUC数控系统的特点w3.FANUC系统F0系列型号划分 0D系列 0C系列 0i系列三、CNC系统的结构计算机数控系统框图：w微处理机数控系统框图：三、CNC系统的结构三、CNC系统的结构w1.CNC系统的硬件构成三、CNC系统的结构w2.单微处理机结构w3.多微处理机结构

5、多微处理机共享总线结构框图：w双端口储存器结构框图：三、CNC系统的结构多微处理机共享储存器结构框图：三、CNC系统的结构四、插补原理w1.逐点比较法直线插补 四、插补原理w2.逐点比较法圆弧插补【任务实施】表1-4 任务实 施过程控制表任务务名称认识认识 数控系统统任务务内容任务务目标标任务实务实 施关键键控制点 明确任务目标 获取信息 制订计 划 明确任务目标、掌握获取信息的渠道 制订出合理的工作计划 正确获取信息的方法 资料的搜集与阅读 ，绘制数控系统连 接图 正确绘制数控系统连接图 数控系统驱动 和反馈的连接图的正确性 分组交流学习体会，展示汇报 学习内容，研讨所遇问题 和解决办法 同

6、学间相互启发，培养学生团队协 作的精神，提高学生分析问题 、解决问题 的能力学生的材料准备是否充分给予学生充分的研讨空间 学生可通过完成连接数控系统各组件任务，理解位置和速度检测原理和伺服系统工作原理，并借助各种技术资料和工具仪表，按照技术要求完成数控系统的连接工作；在遵守安全操作规范的前提下，通过经验或查阅相关资料快速准确地判断连接故障、并能够按技术要求及时排除故障；能够与他人合作共同完成调试任务；能够遵守劳动和环保的相关规定。w填写任务书w任务二 连接数控系统各组件一、检测装置w1.编码器 增量式编码器的结构示意图： 增量式光电编码器的输出波形：一、检测装置接触式编码盘结构及工作原理图：一

7、、检测装置w2.光栅（1）光栅的种类（2）光栅的结构和工作原理（3）直线光栅尺检测装置的辨向原理（4）提高检测装置分辨精度的细分电路一、检测装置1光源 2透镜 3标尺光栅 4指示光栅 5光敏元件 6驱动线路一、检测装置光栅读数头：光栅的莫尔条纹：一、检测装置光栅的辨向原理图：一、检测装置光栅检测装置的四细分电路与波形：一、检测装置二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接w1. SINUMERIK 802D 数控系统安装步骤：1）安装PCU，KB 和MCP。2）安装PP72/48。3）安装驱动器。4）连接PCU 和KB 以及MCP 和PP72/48。5）在PCU、PP72/48 和SIM

8、ODRIVE 611UE 之间用 现场总线PROFIBUS进行连接。 w2.数控系统接口（1）PCU上的用户接口二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接w1）DC 24V 电源接口(X8)用于和24V 负载电源连接的3 芯螺钉端子。w2）PROFIBUS (X4)，与PROFIBUS连接的9 芯D型 孔型插头。w3）COM1 RS-232 接口(X6)，9 芯D型针型插头，接口COM2不起作用。w4）手轮1至3(X14/X15/X16)，用于连接手轮的15 芯D型针型插头。w5）键盘接口(X10) 6芯Mini-DIN。w6）复位键。w7）跨接线 X311。w8）显示错误和状态的4 个

9、发光二极管(面板背面)。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接（2）键盘KB上的接口 键盘连接使用6芯Mini-DIN。（3）PP 72/48 上的接口 PP72/48 的用户接口位置如图所示。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接w1）X1接口，用于连接DC 24V电源的3 芯螺钉端子。w2）X2接口，用于连接PROFIBUS的9芯D型孔型插头。w3）X111、X222 和X333接口，用于连接数字输入/输出的50芯扁平电缆插头。w4）显示PP72/48状态的4个发光二极管。w5）拨码开关S1，用于设置PROFIBUS地址的DIL开关。二、SINUMERIK 802D 数

10、控系统的连接w（4）MCP上的接口 MCP上的接口如图所示。X1201和 X1202用于连接PP 72/48 的50 芯扁平电缆插头。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接 3.数控系统电缆连接 数控系统各个组件之间的电缆连接关系如图所示。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接w数控系统各个部件电缆的连接要求如下：w1）只能使用屏蔽电缆，而且确保屏蔽层与控制器一侧的金属或有镀金层的插头盒相连。w2）按照上图所示将电缆与组件相连。w3）使用紧固螺钉将D 型针型插头固定并安装电缆绷紧防护装置。（作为附件提供的电缆能提供最佳的抗干扰能力。）w4）键盘的连接。使用附件提供的电缆将键

11、盘与PCU 连接。多脚插头必须插入键盘。w5）手轮与PCU(X14,X15,X16)连接的引脚按照表1-8的要求进行分配。使用的插头名称： 手轮1(X14)，手轮2(X15)，手轮3(X16)。插头型号： 15 芯D 型孔型插头。最大电缆长度：3m。w6）PCU上RS-232接口(COM1)的连接配置 w7）I/O 与PP 72/48 的连接要求使用一条扁平电缆将机床控制面板与PP72/48(X111，X222)相连，如上图所示，最大电缆长度15m。 二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接4.SIMODRIVE 611U驱动模块的连接w（1）SIMODRIVE 611UE进给伺服系统

12、的组成及作用 SIMODRIVE 611UE进给伺服系统的组成如下图所示。进给伺服系统包括：w1）电源模块： 提供伺服驱动系统的电源，包括维持系统正常工作的弱电和供给功率模块用的600V直流电压。w2）功率模块：对伺服电动机提供频率和电压可变的交流电源。w3）控制模块：对伺服电动机的速度进行闭环控制。w4）滤波模块：对电源进行滤波，防止电网中的干扰。w5）电抗器：对电压起到平稳作用。w6）电动机：伺服进给电动机（1FT6或1FK7带1VPP正弦波编码器）。w7）主轴电动机（1PH7）二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接w（2）SIMODRIVE 611UE进给伺服系统的接口 w1）

13、U1 V1 W1：主控制回路三相电源输入端口w2）X181：1U1-2U1、1V1-2V1、1W1-2W1是工作电源的输入端口，使用时常常与主电源短接。w3）64：控制使能输入端。该信号同时对所有连接的控制模块有效，该信号取消时，所有轴的速度给定电压为零，轴以最大的加速度停车，延迟一定的时间后，脉冲使能取消。w4）63：脉冲使能输入。该信号同时对所有连接的控制模块有效，该信号取消后，所有控制电动机的驱动电源取消，轴以自由运动的形式停车。w5）48：接触器使能输入。该信号断开时，控制主回路供电的接触器断开。w6）X111：驱动器准备好输出端子。7473.2（NC触点）、7273.1（NO触点）。

14、 加电后，模块无故障时， 7273.1接通；模块有故障时， 7273.1断开。w7）X121：驱动器、电动机过热报警端子。所有的模块过载和连接的电动机过热都会触发过热报警输出。5.15.2（NO触点）、5.15.3（NC触点） w8）9/19/R： 9是使能电压（24V）；19是使能电压的地；R为模块的报警复位输入端。w9）X351：设备总线 。为后面连接的模块提供工作电源。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接SIMODRIVE 611UE进给伺服系统的连接图：二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接w（3）控制模块接口 控制模块接口如下图所示，包括：w1）X411：编码器

15、反馈信号接口（1Vpp正弦波信号）：输入电动机的编码器信号和电动机的热敏电阻值，其中电动机的热敏电阻值是通过该插座的13和25脚输入，该热敏电阻在常温下为580，155时大于1200，这时控制板关断电动机电源并产生电动机过热报警。w2）663：轴脉冲使能。该信号为低电平时，该轴电动机的驱动电源关断，一般这个信号直接与9（24V）短接。 w3）65.A：轴控制使能。一般这个信号直接与9（24V）短接 。w4）75.A16.A ：模拟主轴速度给定（010V）。w5）Q0.A、Q1.A ：数字输出1、数字输出2。（可用于变频器主轴的正反转控制，此时P24、M24端子必须接外部24V电源的正和地）。二

16、、SINUMERIK 802D 数控系统的连接w5PROFIBUS总线的连接 PROFIBUS总线的连接图：二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接w6802D数控系统接地 PCU、MCP和KB接地 图：二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接变压器等电器接地图：二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接三、FANUC 0i 数控系统基本硬件连接 w1FANUC 0i-C系统的基本组成w2FANUC 0i-C系统接口 三、FANUC 0i 数控系统基本硬件连接 w接口主要说明如下：（1）电源插座CP1 为系统提供DC 24V直流电源。（2）I/O接口装置插座 I/O接口装置插座有两个接口JD36A、JD36B，该接口是CNC侧的RS-232C接口。w0i-C/0i Mate-C系统CNC侧的RS-232C接口仅作为下列用途使用：1）通过RS-232-C用FANUC-LADDER或FANUC-LADDER II软件上传和下传梯形图。2）用FANUC-LADDER II软件送外部PC上监控梯形图运行状态。3）通过RS-232-C，外部I/O设备控制做DNC运行。4）用