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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 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、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SIMODRIVE 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)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)。 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、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
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