《机床数控系统技能实训》授课计划.doc

机床数控系统技能实训授课计划(适用专业： 自动化、机电一体化、数控技术， 80学时)第1-4课时（理论2课时 实践2课时）课题一 RS-SY（802S）实训系统介绍1. 理论环节：（1） 数控原理课程所学习过的有关的内容。（2） 了解数控系统的组成，各主要组成部件的主要功能。（3） 电源强电模块及电源输出模块。（4） 802S系统（ECU和DI/O）模块。（5） 主轴变频器模块。（6） 步进进给模块。（7） I/O演示模块。（8） 电动刀架及其动态显示单元。（9） 输入点有效无效、正负逻辑检测模块。 2. 实践环节：了解、识读SINUMERIK 802S实训系统的各主要部件及其型号、大小、功率等参数。 以提问方式，考察学生对SINUMERIK 802S各主要组成部件知识的掌握情况。了解和掌握SINUMERIK 802S数控实训系统的基本结构和功能特性。3. 课后作业：要求学生在课外搜集SINUMERIK 802S相关组成部件的资料，拓展掌握这些部件在各个领域的使用情况。第5-12课时（理论4课时 实践4课时）课题二 SINUMERIK 802S系统的连接、数据保护和设定1. 理论环节：（1） 万用表的使用方法，基本的电气连接知识。（2） 了解和掌握SINUMERIK 802S数控实训台的基本结构。识读电气线路图的能力。了解SINUMERIK 802S的存储器，SINUMERIK 802S系统的启动方式。（3） SINUMERIK 802S系统的数据保护方法。SINUMERIK 802S系统的初始化，数据存储保护级，车/铣床数据设定。 2. 实践环节：（1） 熟悉SINUMERIK 802S数控系统的各基本单元。（2） 掌握SINUMERIK 802S数控系统的电气连接。（3） 操作过程中正确使用各种专用工具。 （4） 要求学生以小组为单位，互相协作和思考，最终完成SINUMERIK 802S数控实训台的各个主要部件之间的连接。（5） 通过RS232接口进行系统与电脑之间的数据传输、数据存储。（6） 西门子802S系统调试工具光盘TOOL BOX安装使用，系统初始化操作。（7） 数控基本车/铣床初始数据设定。 3. 课后作业：（1）802S步进驱动器有哪些信号与数控系统相连？分别起什么作用？（2）开环系统与闭环系统在硬件连接上有什么不同？（3）数控系统有哪几部分组成？（4）系统如何初始化？其意义如何？（5）系统为什么要进行车/铣床初始数据设定？802S基本数据有哪些？（6）为什么修改数据后要进行数据存储？（7）通过RS232串行口进行数据传输时我们要注意哪些事项？（8）试述试车数据由系统穿输至电脑的步骤。（9）试述各类数据由电脑传输至系统的步骤。第13-18课时（理论3课时 实践3课时）课题三 SINUMERIK 802S系统的PLC编程SINUMERIK 802S机床数据对PLC信号的影响1. 理论环节：（1） PLC的定义及作用。PLC的组成、工作过程及类型。（2） S7-200可编程控制器的编程软件及编程语言。（3） CNC与PLC数据交换接口，802S系统标准PLC程序介绍。（4） 机床数据在PLC程序中的应用实例。 2. 实践环节：（1）了解SINUMERIK 802S系统内嵌PLC（S7-200）工作原理。（2）熟悉S7-200的PLC指令及编程。（3）熟悉NC与PLC接口信号处理。 （4） 创建PLC项目，输入梯形图程序，保存项目。（5） 建立通讯，下载项目，运行项目。（6） 监控和调试项目。（7） 通过设置MD145120-7（VW45001000-VW45001007）改变有效输入、输出位的有效工作状态。（8） 通过设置MD1451212（VB45001012）改变机床进给和主轴倍率。（9） 通过设置MD1451217（VB45001017）改变机床返回参考点时进给倍率是否有效。3. 课后作业：（1）802S系统中STEP7连接开启后，其在通讯功能中的程序为什么不能传输了？（2）802S系统中NC部分与PLC部分有各自的CPU吗？（3）PLC有哪些编程语言及各自有什么特点？（4）PLC机床数据的值可以通过手动设置吗？（5）怎样使某个输入点变为0有效？第19-29课时（理论5课时 实践6课时）课题四 SINUMERIK 802S步进驱动单元的调试及故障诊断SINUMERIK 802S主轴变频单元的调试及故障诊断SINUMERIK 802S机床主轴及主轴编码器的安装与故障诊断1. 理论环节：（1） 步进电机的基本结构、主要特性及工作原理。（2） 反应式步进电机的通电方式和步距角、转速的计算。（3） 步进电机驱动控制系统的组成及其怎样与数控系统连接。（4） 步进驱动器的调整及数控系统的设定。（5） 三相感应电动机的基本结构、主要特性及工作原理。（6） 三相感应电动机的调速与变频调速原理。（7） 通用变频器的结构及其分类和电路原理。（8） 西门子MM420介绍、操作与故障诊断。（9） 变频器与802S/C的匹配。（10） 数控系统位置测量装置的分类。（11） 光电增量式编码器的工作原理（12） 编码器与ECU的连接及编码器反馈在ECU中参数的设定。 2. 实践环节： （1） 掌握主轴变频驱动系统的调试方法（2） 掌握主轴闭环系统的调试方法。（3） 熟悉主轴闭环系统的故障诊断。 （4） 步进系统在正常情况下的运行实验。（5） 步进系统在高速时的丢步实验。（6） 步进系统的缺相运行实验。（7） 步进系统在低频时的共振实验。（8） 命令脉冲信号断路故障实验。（9） 方向脉冲信号断路故障实验。（10） 变频器的常规使用。（11） 802S系统主轴设定。（12） 变频器的常见故障诊断。（13） 系统与变频器、编码器的硬件连接。（14） 编码器的信号变化验证。（15） 编码器的系统参数设定。 3. 课后作业：（1） 为什么步进系统在高速时有时会有丢步现象？（2） 步进系统运行时的共振现象是故障吗？（3） 与步进进给系统相关的机床数据主要有哪些？（4） 如何判断故障是变频器是变频自身的故障？（5） 变频器的工作原理是什么？（6） 变频器有哪几种类型？（7） 如何将系统的指令转速与主轴的实际转速匹配正确？（8） 如果编码器的信号A与接反了，将会出现什么情况？（9） 为什么说主轴编码器在一般情况下不是速度反馈元件也不是位置反馈元件.第30-40课时（理论5课时 实践6课时）课题五 SINUMERIK 802S外围故障模拟及诊断 SINUMERIK 802S机床的参考点 SINUMERIK 802S丝杠螺距误差的补偿1. 理论环节:(1) 数控系统外围设备。(2) 机床参考点的含义、设立及调试方法(3) 丝杠螺距误差补偿。 2. 实践环节:(1) 掌握机床外围期间的调试方法。(2) 掌握机床外围器件的故障诊断。(3) 掌握机床参考点的设定及调试方法。(4) PLC机床参数设定(5) 外围器件与PLC的工作联系。(6) 完成一次回参考点操作，仔细观察机床运动并叙述全过程。(7) 验证零脉冲方式2与方式4有哪些不同。(8) 验证回参考点与反向间隙补偿的关系。(9)测量丝杠螺距误差。(10)补偿丝杠螺距误差。 3. 课后作业:(1) PLC在数控系统中的作用。(2) PLC机床参数在设置中应该注意的问题是什么？(3) 为什么说零脉冲类型方式4比方式2更为精确？(4) 在未回参考点的情况下，机床的丝杠螺距误差补偿起作用吗？(5) 在回参考点的过程中，若减速开关出现故障，会有什么危险？(6) 若NC系统配置有光栅反馈，还需要进行丝杠螺距误差补偿吗？为什么？(7) 若比较补偿方法一与方法二有何优缺点？第41-44课时（理论2课时 实践2课时）课题六 RS-SY（802D）实训系统介绍1. 理论环节：（1） 电气控制模块及电源控制模块。（2） 802D系统模块。（3） 主轴变频器模块。（4） 611UE伺服模块。（5） I/O演示模块（6） PP72/48接口单元。（7） 数控原理课程所学习过的有关的内容。（8） 了解数控系统的组成，各主要组成部件的主要功能。 2实践环节：了解、识读SINUMERIK 802D实训系统的各主要部件及其型号、大小、功率等参数。 以提问方式，考察学生对SINUMERIK 802D各主要组成部件知识的掌握情况。了解和掌握SINUMERIK 802D数控实训系统的基本结构和功能特性。 3课后作业：要求学生在课外搜集SINUMERIK 802D相关组成部件的资料，拓展掌握这些部件在各个领域的使用情况。第45-52课时（理论4课时 实践4课时）课题七 SINUMERIK 802D系统的连接、数据保护和设定1. 理论环节：（1） 万用表的使用方法，基本的电气连接知识。（2） 了解和掌握SINUMERIK 802D数控实训台的基本结构。识读电气线路图的能力。了解SINUMERIK 802D的存储器，SINUMERIK 802D系统的启动方式。（3） SINUMERIK 802D系统的数据保护方法。SINUMERIK 802D系统的初始化，数据存储保护级，车/铣床数据设定。 2. 实践环节：（1） 掌握SINUMERIK 802D数控系统的电气连接。（2） 操作过程中正确使用各种专用工具。 （3） 要求学生以小组为单位，互相协作和思考，最终完成SINUMERIK 802D数控实训台的各个主要部件之间的连接。（4） 通过RS232接口进行系统与电脑之间的数据传输、数据存储。（5） 西门子802D系统调试工具光盘TOOL BOX安装使用，系统初始化操作。（6） 数控基本车/铣床初始数据设定。 3. 课后作业：（1）802D步进驱动器有哪些信号与数控系统相连？分别起什么作用？（2）开环系统与闭环系统在硬件连接上有什么不同？（3）数控系统有哪几部分组成？（4）系统如何初始化？其意义如何？（5）系统为什么要进行车/铣床初始数据设定？802D基本数据有哪些？（6）为什么修改数据后要进行数据存储？（7）通过RS232串行口进行数据传输时我们要注意哪些事项？（8）试述试车数据由系统穿输至电脑的步骤。（9）试述各类数据由电脑传输至系统的步骤。第53-58课时（理论3课时 实践3课时）课题八 SINUMERIK 802D系统的PLC编程SINUMERIK 802D机床数据对PLC信号的影响1. 理论环节：（1） PLC的定义及作用。PLC的组成、工作过程及类型。（2） S7-200可编程控制器的编程软件及编程语言。（3） CNC与PLC数据交换接口，802D系统标准PLC程序介绍。（4） 机床数据在PLC程序中的应用实例。 2. 实践环节：（1） 了解SINUMERIK 802D系统内嵌PLC（S7-200）工作原理。（2） 熟悉S7-200的PLC指令及编程。（3） 熟悉NC与PLC接口信号处理。 （4） 创建PLC项目，输入梯形图程序，保存项目。（5） 建立通讯，下载项目，运行项目。（6） 监控和调试项目。（7） 通过设置MD145120-7（VW45001000-VW45001007）改变有效输入、输出位的有效工作状态。（8） 通过设置MD1451212（VB45001012）改变机床进给和主轴倍率。（9） 通过设置MD1451217（VB45001017）改变机床返回参考点时进给倍率是否有效。3. 课后作业：（1）802D系统中STEP7连接开启后，其在通讯功能中的程序为什么不能传输了？（2）802D系统中NC部分与PLC部分有各自的CPU吗？（3）PLC有哪些编程语言及各自有什么特点？（4）PLC机床数据的值可以通过手动设置吗？（5）怎样使某个输入点变为0有效？第59-69课时（理论5课时 实践6课时）课题九 SINUMERIK 802D步进驱动单元的调试及故障诊断SINUMERIK 802D主轴变频单元的调试及故障诊断 SINUMERIK 802D机床主轴及主轴编码器的安装与故障诊断1. 理论环节：（1） 步进电机的基本结构、主要特性及工作原理。（2） 反应式步进电机的通电方式和步距角、转速的计算。（3） 步进电机驱动控制系统的组成及其怎样与数控系统连接。（4） 步进驱动器的调整及数控系统的设定。（5） 三相感应电动机的基本结构、主要特性及工作原理。（6） 三相感应电动机的调速与变频调速原理。（7） 通用变频器的结构及其分类和电路原理。（8） 西门子MM420介绍、操作与故障诊断。（9） 变频器与802D的匹配。（10） 数控系统位置测量装置的分类。（11） 光电增量式编码器的工作原理（12） 编码器与ECU的连接及编码器反馈在ECU中参数的设定。 2. 实践环节： （1） 掌握步进驱动器的调试方法。（2） 掌握主轴变频驱动系统的调试方法（3） 掌握主轴闭环系统的调试方法。（4） 步进系统在正常情况下的运行实验。（5） 步进系统在高速时的丢步实验。（6） 步进系统的缺相运行实验。（7） 步进系统在低频时的共振实验。（8） 命令脉冲信号断路故障实验。（9） 方向脉冲信号断路故障实验。（10） 变频器的常规使用。（11） 802D系统主轴设定。（12） 变频器的常见故障诊断。（13） 系统与变频器、编码器的硬件连接。（14） 编码器的信号变化验证。（15） 编码器的系统参数设定。 3. 课后作业：（1） 为什么步进系统在高速时有时会有丢步现象？（2） 步进系统运行时的共振现象是故障吗？（3） 与步进进给系统相关的机床数据主要有哪些？（4） 如何判断故障是变频器是变频自身的故障？（5） 变频器的工作原理是什么？（6） 变频器有哪几种类型？（7） 如何将系统的指令转速与主轴的实际转速匹配正确？（8） 如果编码器的信号A与接反了，将会