数控技术电气控制技术.doc

数控技术电气控制技术实验指导书 主编 冯宁 施振金主审 王浩广东机电职业技术学院前 言数控机床电气控制是一门理论与实际联系非常紧密的课程，它囊括了机床常用元件、普通机床的电气控制知识、数控机床方面的知识。本实验指导书适用于数控技术专业、机电一体化专业等，适用于机床电气控制、数控机床电气控制等课程。实验分为5项，其中一些实验，为多学时。目 录实验项目1 电器元件认识实验1实验项目2 机床电气控制线路实验1实验项目3 PLC编程实验1实验项目4 数控系统参数设定实验（一）1实验项目5 数控系统参数设定实验（二）1 实验项目1 电器元件认识实验一、项目编号：二、实验课时：2学时三、主要内容及目的(1) 了解常用电器元件的结构、工作原理及使用方法。(2) 掌握三相异步电动机正反转控制线路工作原理及接线方法。(3) 熟悉线路的故障分析及检测、排除方法。四、技术标准及要求(1)了解常用电器元件的作用，掌握其接线方法。(2) 学生自行设计或选择线路，选择相应电器元件，经教师审核检查后方可通电工作。五、实验场地与器材(1) 常用电器元件。(2) 电气控制实训板、三相异步电动机。(3) 三相交流电源。六、操作步骤及工作要点 1认识常用电器元件(1)了解常用电器元件的作用。(2)观察常用电器元件的结构，掌握其工作原理。(3)掌握常用电器元件的接线方法。 2正反转控制线路接线(1)分析正反转控制线路的电路原理图，掌握其工作原理。(2)在不通电的情况下接控制电路的线路。(3)接通电源，检查控制电路接线是否正确。(4)切断电源，接主电路的线路。(5)接通电源，检查所接线路是否正确。七、注意事项(1)在进行电路接线操作时，在确保切断电源的情况下才能进行接线操作。(2)在通电前应进行认真检查，并请指导教师检查后方可通电。(3)接电动机正反转控制电路时，应在正反转之间加上互锁。八、考核要求(1)能够正确选用常用电器元件，并能正确接线。(2)能够正确理解正反转控制电路的原理图。(3)接线正确、规范、迅速。九、配分、评分标准（参考）序号考核内容配分评分标准考核记录扣分得分1电器元件的认识30认识各种电器元件2元件接线30会根据要求接线3调试40能够正反转正常运行合计十、思考题(1)对于联动按钮，其长开触点和长闭触点的动作顺序是怎样的。(2)通电延时时间继电器和断电延时时间继电器的延时触点的动作有何异同。(3)三相异步电动机正反转控制电路中互锁的作用是什么。十一、参考文献电器元件认识实验报告书班级： 姓名： 学号：课程名称实验项目实验项目类型验证演示综合设计其他指导教师成 绩一、实验目的二、实验原理三、使用仪器、材料四、实验步骤五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)六、实验结果及分析教师签名年 月 日实验项目2 机床电气控制线路实验一、项目编号：二、实验课时：4学时三、主要内容及目的(1)车床电气控制电路的接线。(2)通过线路的连接，进一步掌握所学知识，增强动手能力、分析问题和解决问题的能力。四、技术标准及要求(1)能够对电气控制原理图、电器元件布置图、电气安装接线图进行正确读图。(2)接线正确、规范、快速。五、实验场地与器材(1)车床电气控制接线柜。(2)连接导线。(3)螺丝刀、接线钳、万用表等工具。六、操作步骤及工作要点 1车床电气控制线路导线的连接(1)阅读车床电气控制原理图，掌握其工作原理。(2)阅读电器元件布置图，对照接线柜找出对应的元器件。(3)阅读电气安装接线图，按照图纸进行接线。七、注意事项(1)必须切断电源后才能够进行接线操作。(2)接线完成后必须认真检查，并请指导老师检查后方可通电。八、考核要求(1)能够正确地读图。(2)接线正确、规范、快速。九、配分、评分标准（参考）序号考核内容配分评分标准考核记录扣分得分1电气控制原理图20看懂电气控制原理图2电器元件布置图15看懂电器元件布置图3电气安装接线图15看懂电气安装接线图4接线20会接线5排除故障30能排除故障合计十、思考题(1)车床主轴的正反转控制是如何实现的。(2)车床的主轴是如何实现快速制动的。十一、参考文献机床电气控制线路实验报告书班级： 姓名： 学号：课程名称实验项目实验项目类型验证演示综合设计其他指导教师成 绩一、实验目的二、实验原理三、使用仪器、材料四、实验步骤五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)六、实验结果及分析教师签名年 月 日实验项目3 PLC编程实验一、项目编号：二、实验课时：6学时三、主要内容及目的(1)PLC接线及编程软件应用。(2)用PLC控制彩灯和抢答器。(3) 用PLC控制十字路口交通灯。四、技术标准及要求(1)能够正确地进行PLC的接线。(2)能够熟练地使用PLC的编程软件。(3) 能够熟练地进行控制程序的编写。五、实验场地与器材(1)个人电脑及PLC编程软件。(2)PLC实验台。(3) 连接导线若干条。六、操作步骤及工作要点 1PLC接线及编程软件应用(1)熟悉PLC的接线。对于FX2N系列PLC，其输入不需外接电源，输出需要外接电源。注意公共端的接法。(2)熟悉PLC的编程软件，熟悉其界面，熟悉各个菜单和工具的作用和用法。(3)熟悉PLC和电脑之间的通讯方法。(4)练习梯形图的编辑方法和常用指令的使用方法(5)设计三相异步电动机正反转控制和Y控制的梯形图。 2用PLC控制彩灯和抢答器(1)彩灯的控制要求：有6盏彩灯HL1HL6，SB1是启动按钮，SB2是停止按钮。要求按下SB1后，分别按下列要求工作：a、 按HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL1的顺序循环点亮，每次亮一盏灯，每盏灯每次亮的时间为1S；b、 按HL1HL2、HL3HL4、HL5HL6、HL1HL2的顺序循环点亮，每次亮两盏灯，每次亮的时间为1S；c、 按HL1HL2、HL2HL3、HL3HL4、HL4HL5、HL5HL6、HL6HL1的顺序循环点亮，每次亮两盏灯，每次每盏灯亮的时间为2S。按控制要求进行接线，并且设计出梯形图。(2)抢答器的控制要求：主持人开始按钮为SB1，复位按钮为SB2，三组抢答按钮分别为SB3、SB4、SB5，开始指示灯为HL1，三组的指示灯分别为HL2、HL3、HL4，违例灯为HL5。主持人按下SB1后，指示灯HL1亮，可以开始抢答，最先按下按钮的一组其指示灯亮，其它两组指示灯不能亮；在HL1亮之前，三组中任何一组按下按钮为违例，违例灯HL5亮，违例的一组其指示灯也亮；主持人按下复位按钮SB2，所有灯复位熄灭。 按控制要求进行接线，并且设计出梯形图。 3用PLC控制十字路口交通灯十字路口有东西和南北两个方向，东西和南北方向各有红、黄、绿三种颜色的交通信号灯。按下启动按钮后，信号灯系统开始工作；按下停止按钮，系统停止工作。系统启动后，南北红灯亮25S，在此同时东西绿灯亮20S，到20S时东西绿灯开始闪亮，闪亮3S后绿灯熄灭，东西黄灯亮，东西黄灯亮2S后熄灭，然后东西红灯亮，南北红灯熄灭，南北绿灯亮；东西红灯亮30S，在此同时南北绿灯亮25S，到25S时南北绿灯开始闪亮，闪亮3S后熄灭，南北黄灯亮，南北黄灯亮2S后熄灭，又回到南北红灯亮，东西红灯熄灭，东西绿灯亮的状态。两个方向的绿灯闪亮间歇时间均为0.5S。两个方向的交通信号灯，按上面的要求周而复始地进行工作。按控制要求进行接线，并且设计出梯形图。七、注意事项(1)PLC的外部输入信号均接其常开触点。(2)PLC的输入、输出所接的电源必须符合要求，防止线路发生短路。(3)PLC和电脑之间上传和下载程序时PLC设置为STOP状态，PLC运行时设置为RUN状态。八、考核要求(1)接线正确。(2)熟练使用编程软件。(3)编程快速、正确。九、配分、评分标准（参考）序号考核内容配分评分标准考核记录扣分得分1接线接线正确2编程编制要求的程序3程序输入能输入、修改程序4调试对程序进行调试5运行运行程序合计十、思考题(1)PLC的外部输入信号为什么都接其长开触点。(2)PLC的输入的变化和PLC的输出的变化是同步发生的吗。十一、参考文献PLC编程实验实验报告书班级： 姓名： 学号：课程名称实验项目实验项目类型验证演示综合设计其他指导教师成 绩一、实验目的二、实验原理三、使用仪器、材料四、实验步骤五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)六、实验结果及分析教师签名年 月 日实验项目4 数控系统参数设定实验（一）一、项目编号：二、实验课时：4学时三、主要内容及目的(1)初步掌握GSK980TA数控系统参数修改的操作步骤；(2)对数控系统中参数基本意义的了解，并学会简单参数的合理设置；(3)理解手轮使用时当量的意义；四、技术标准及要求(1)熟悉GSK数控系统的操作面板；(2)熟悉数控系统参数设置方法；(3)悉数控系统刀架参数的功能及意义。五、实验场地与器材(1) GSK-LT-01数控原理示教机一台；(2)螺丝刀一套；(3)活动扳手一把。六、操作步骤及工作要点1数控系统参数设置操作：GSK980TA数控系统的参数分为三部分：（1）系统参数；（2）诊断参数；（3）报警参数。其中系统参数和诊断参数是可以进行修改的，而且通过这些参数的修改可以达到改善机床使用性能的目的。参数操作过程分为解除保护、参数修改两步。系统在电源开启，在任意工作界面按设置键系统进入设置工作界面，如图1；按翻页键系统进入参数、程序保护解除或设置界面如图2；同上下键、选择要解除保护或设置的项目；按键设置保护，按键解除保护。系统参数修改：按参数键进入参 图1 图2数界面，按键，进入“录入方式”，输入修改后的参数数据并按输入键，完成操作。诊断参数修改：完成解除或设置保护操作后，按键，进入诊断参数浏览、修改界面,通过翻页键和上下键选择需要修改的诊断参数，完成修改。注：在修改参数的过程中，系统会提示报警，此时不需理会，完成参数修改后只需按键或者同时按复位键和取消键。 2相关参数的意义001摸拟主轴手轮半径编程摸拟主轴与机械主轴控制切换参数：主轴为变频器控制或受摸拟量控制时设为“1”；手轮与单步工作方式切换参数：“1”为手抡方式， “0”为单步方式；直径编程与半径编程切换参数： “1” 为X轴半径编程设，“0” 为X轴直径编程设。 3刀架工作过程刀架手刀系统发出的正转信号，到及开始整方向进行转动，但刀架刀位后，系统发送反转信号，到家反转进行锁紧。刀架定位完成即为换刀结束。刀架换刀时间的计算时从系统发出换刀值零开始刀刀架完成重新定位结束止。系统用于刀架换刀时间设置的诊断参数：076/7换刀时，移动一个刀位所需的时间上限（076低字节，077高字节）。设定范围：01048秒 单位：16毫秒。 078/9换刀时，从第一把刀换到最后一把刀所需的时间上限（078低字节，079高字节）。设定范围：01048秒 单位：16毫秒。 0800000010008200000011换刀T1时间：刀架正转停止到刀架反转锁紧开始的延迟时间。设定值： 0255（04.080 秒） 单位：16毫秒设定时间 = 设定值16 毫秒。083 0 1 1 11 111 T2：未接收到*TCP的报警时间（*64MS）084 0 00 0 0100 总刀位数选择（8）085 0 0 11 1111刀架反转锁紧时间。设定值： 0255（04.080 秒） 单位：16毫秒设定时间 = 设定值16 毫秒。二进制与十进制计算转换原则：十进制的值=（二进制各位的值1或0）*2的（二进制位数n-1）次方的和。例：二进制数00111011换算成十进制为：2的5次方+2的4次方+2的3次方+2的1次方+2的0次方594.实验内容： (1)测试并理解手轮当量的意义； (2)理解、修改换刀时间参数，保证换刀时间最短，提高效率；七、注意事项(1) 在学生进行实验前，实验教师需要对系统的参数建立一个拷贝，防止学生不能恢复参数；(2)学生在实验中不要打开数控电路电气保护盖板，防止灰层、金属物品、人触摸控制电气电路；(3)进行实验时，实验人员不得穿戴项链、手链、围巾等挂件、金属饰品，以免勾挂住设备的电气元件；八、考核要求(1)能进行GSK980TA数控系统参数修改的操作；(2)会设置数控系统参数；(3)懂得手轮使用时当量的意义；(4)掌握数控系统刀架参数的功能及意义九、配分、评分标准（参考）序号考核内容配分评分标准考核记录扣分得分1参数修改30会参数修改2设置数控系统参数30能设置数控系统参数3手轮使用时当量的意义20掌握手轮使用时当量的意义4刀架参数的意义20理解刀架参数的意义合计十、思考题(1)刀架反锁时间设置过长会产什么样的不良后果？十一、参考文献 数控系统参数设定实验（一）班级： 姓名： 学号：课程名称实验项目实验项目类型验证演示综合设计其他指导教师成 绩一、实验目的二、实验原理三、使用仪器、材料四、实验步骤五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)六、实验结果及分析教师签名年 月 日实验项目4 数控系统参数设定实验 (二) 一、项目编号：二、实验课时：4学时三、主要内容及目的(1)了解数控系统中参数基本意义的，并学会简单参数快速速度、系统软限位等的合理设置；(2)能排除因参数错误引起的机床故障；(3)了解数控机床RS232接口的传输，并学会使用传输软件。四、技术标准及要求(1)能合理设置系统软限位等；(2)能排除因参数错误引起的机床故障；(3)能传输软件。五、实验场地与器材(1)GSK-LT系列数控原理示教机一台；(2)秒表一块；(3)通讯软件、通讯线一套；(4)电脑一台。六、操作步骤及工作要点 1电机方向控制参数 008DIRZDIRXDIR，DIRX：X，Z轴电机旋转方向选择。电机的控制由系统发送使能脉冲、方向脉冲、脉冲当量等来通过驱动器驱动电机。系统驱动信号的端口入下图： 2各轴最大快速移动速度022RPDFX023RPDFZRPDFX，Z 分别为X,Z坐标快速移动速度 。 3各轴正负方向的最大行程045LT1X1046LT1Z1047LT1X2048LT1Z2049PRSX4RS232通讯功能使用(1) 连接好GSK980T与PC机；(2) 设定输出代码(ISO)；(3) 把方式选择开关置于编辑方式；(4) 按程序键，显示程序画面；(5) 选择要输出的程序代号；(6) 将电脑的波特频率设置为系统要求的频率；(7) 根据电脑的提示将电脑设置为接受状态；(8)按OUT键，把输入号码的程序输出给PC机；RS232电缆的连接图如下: XS36 COM1/COM2（9孔D型插头） 注：屏蔽层焊接在插头金属体上5实验内容 (1)修改各轴电机旋转方向，理解参数对电机旋转方向的控制； (2)测试移动相同距离时不同快速移动速度所需的时间，掌握快速速度对机床移动速度的限制，软限位对机床形成的限制。 (3)掌握数控机床与电脑之间的数据传输。6实验步骤 (1)修改参数改变X、Z轴电机的旋转方向，并记录相应的参数，填写在下表中：(由轴外侧看轴的旋转方向)（修改前参数）（修改前参数）（X旋转方向）（Z旋转方向）（X旋转方向）（Z旋转方向）(2)依次将快速移动速度设为200、40