Sinumerik 808D数控车床CNC和伺服系统连接与调试【7张CAD图纸+毕业论文】

Sinumerik 808D数控车床CNC和伺服系统连接与调试

31页 11000字数+论文说明书+7张CAD图纸【详情如下】

Sinumerik 808D数控车床CNC和伺服系统连接与调试说明书.doc

X轴电路工程图.dwg

Z轴电路工程图.dwg

主轴伺服电路 K10 1工程图.dwg

主轴伺服电路K10 2工程图.dwg

控制系统电路M40 1工程图.dwg

控制系统电路M40 2工程图.dwg

调试方框图工程图.dwg

摘要

随着机械生产技术水平的不断提升，对于机械生产的产品与质量都提出了更高的目标，加工工艺是保证上述进步的重要措施。工艺不仅能提高生产的效率，同时降低成本，还改善了工人的工作条件。数字型的机床因为这些因素慢慢诞生并发展壮大。

数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System，早期是与计算机并行发展演化的，用于控制自动化加工设备的，由电子管和继电器等硬件构成具有计算能力的专用控制器的称为硬件数控（Hard NC）。20世纪70年代以后，分离的硬件电子元件逐步由集成度更高的计算机处理器代替，称为计算机数控系统。

计算机数控（Computerized numerical control，简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置，用于控制自动化加工设备的专用计算机系统。

CNC系统由数控程序存储装置（从早期的纸带到磁环，到磁带、磁盘到计算机通用的硬盘）、计算机控制主机（从专用计算机进化到PC体系结构的计算机）、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给（伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成。

由于逐步使用通用计算机，数控系统日趋具有了软件为主的色彩，又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更小巧，其灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维护也方便，并具有与网络连接及进行远程通信的功能。

本设计是基于西门子SINUMERIK 808D数控车床CNC和伺服系统连接与调试的设计与研究，最优速度控制——缩短加工时间，极高的生产效率，加工方便，快捷，快速安装，数据处理快速，在线诊断——缩短时间，快捷调试工具：（1）文本管理器和Win PC-IN（2）PLC编程工具（3）伺服调试工具SimoCom，功能强大的PLC，零件加工程序可以备份在PC卡上，

丰富的用户加工循环（1）车削循环(2)铣削循环（3）钻削循环一体化的步进/伺服驱动控制系统，

全球服务机构，标准的PROFIBUS总线通讯，完备的网上培训和信息支持程序产生方便易行——不需要任何数控的知识，从简单到复杂的零件处理方法一致

本文介绍了SINUMERK 808D数控系统的主要组成、特点及应用；同时对于控制电路的相关内容进行设计，并使用Programming Tool软件进行系统内部PLC功能的开发及相关参数设定，达到了PC机与数字控制系统之间的通信目的，以西门子SINUMERIK 808D铣削版为控制器的数控车床控制调试，其中含有系统初始化、PLC程序的使用、驱动器使用、参数设定、回数控机床的参考点等内容。

关键词：数控技术；西门子SINUMERIK 808D铣削版；控制电路

Abstract

With the improving of the mechanical manufacturing technology, mechanical products and quality are put forward for higher goals, processing technology is one of the important measures to ensure the progress. Technology can not only improve the efficiency of the production, at the same time reduce the cost, also improve the working conditions of the workers. Digital type machine because of these factors was born and grow slowly. 

Digital Control System, the English name for Numerical Control System, is the early development evolution of parallel computer, is used to Control the automation processing equipment, the vacuum tube and relay hardware dedicated controller is capable of computing hardware called NC (Hard NC). Since the 1970 s, the separation of hardware electronic components gradually more integrated computer processor, called computer numerical control system. 

CNC (Computerized numerical control, CNC) system is to use computer control processing functions, realizes the numerical control system. CNC system based on computer control program stored in memory, and perform some or all of the numerical control function, and is equipped with interface circuit and servo drive device, a special computer system for control of automated processing equipment. 

CNC system by nc program storage device (from early paper tape to the circular, and magnetic tapes, disks, to general computer hard disk), computer control console (from a dedicated computer architecture evolution to the PC computer), programmable logic controller (PLC), spindle driver and feed (servo) drive (including detection device), etc. 

Due to gradually use general computer, numerical control system is give priority to color with the software, and using PLC to replace the traditional machine tool electrical logic control device, make the system more compact, its flexibility, generality, better reliability, easy to implement complex numerical control function, operation and maintenance is convenient, and is connected to the network and the remote communication function. 

This design is based on Siemens SINUMERIK 808 d numerical control lathe CNC and the servo system connection and debugging of design and research, the optimal speed control, shorten processing time, high production efficiency, processing is convenient, quick, quick installation, data processing, fast online diagnosis, shorten time, fast debugging tools: (1) the text manager and Windows PC - (2) IN PLC programming tool (3) servo debugging tools SimoCom, powerful PLC, parts processing program can backup on the PC card, 

Rich user processing cycle (1) the turning circle (2) milling cycle (3) the drilling cycle integration step/servo drive control system, 

Global services, the standard of PROFIBUS fieldbus communication, complete online training and information support programs to produce convenient and feasible - does not require any knowledge of numerical control, from simple to complex parts processing method 

SINUMERK 808 d nc system were introduced in this paper the main composition, characteristics and applications. And the related contents in the control circuit design, and use the Programming Tool software development of the internal function of PLC system and related parameters setting, achieved the purpose of communication between the PC and digital control system, Siemens SINUMERIK 808 d milling version as controller commissioning of CNC lathe control contains system initialization, the use of PLC program, drive use, parameter setting, back to the CNC machine Tool reference point, etc.

Keyword: CNC technology; Siemens SINUMERIK 808D Milling Edition; a control circuit

目 录

引言 1

第一章  绪论 2

1.1 设计背景 2

1.2设计课题的意义 3

1.2.1 西门子SINUMERIK 808D简介 3

1.3 课题设计研究的内容 3

第二章  SINUMERIK 808D 铣削数控系统组成 4

2.1 数控车床传动系统的总体结构 4

2.2 SINUMERIK 808D数控单元介绍 5

2.2.1面板处理单元PPU 5

2.2.2 操作面板MCP 7

2.3驱动单元介绍 7

2.3.1 SINAMICS V60伺服驱动模块 7

2.3.2 1FL5伺服电机 8

2.3.3 西门子SINAMICS G120变频器 8

第三章 SINUMERIK 808D 铣削数控系统电气原理图设计 10

3.1概述 10

3.2电源开关及保护电路 11

3.3 控制系统电路 11

3.4 X轴电路 12

3.5 Z轴电路 13

第四章  数控车床内置PLC控制系统设计 14

4.1Programming Tool PLC 介绍 14

4.2 数控车床系统PLC I/O分配和子程序库的调用 14

4.2.1 I/O点分配 14

4.2.2 MCP面板功能分配 14

4.2.3 异步子程序库调用 15

4.3数控车床辅助装置PLC程序的设计 16

第五章  数控机床的故障诊断 18

5.1故障诊断简述 18

5.2故障诊断内容和分类 18

第六章 　CAD绘图简单说明 20

结论 21

参考文献 22

致谢 23

引言

毕业设计的关键是结束的大学生在学校期间,这是一个综合考试的知识,也是我们的实际设计过程,模拟真实的环境,这使得本专业设计工作我们有一个更深刻的理解,因此,为未来的工作奠定了坚实的基础。  

进入90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控机床技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软硬件资源开发开放式体系机构的新一代数控系统。利用多CPU的优势，能够实现故障自动排除，增强通信功能，提高线进，联网能力。开发生产周期大大缩短。

设计工作是一个细致、困难、复杂,涵盖非常广泛,它不仅巩固了所学的知识,更多的提高和锻炼我们的综合能力。但是因为水平有限,难免有缺点和错误的设计,请在这里老师指导。

1.2设计课题的意义

  数控机床是多技术为一体化的机电一体化的产品，其中包括机械、电气、液压、气动、微电子、信息等多项技术。是机械制造设备中具有很多优点的工作母机。现在数控机床技术的水平是衡量一个国家工业制造水平的重要标志之一。数控车床是数控机床设备中主要部分，在数控机床中占主要位置，一直受到各国的重视，发展迅速。

   我国在数控机床从上世纪70年代初进入市场，经过多年不懈的努力，我国数控车床水平得到了很大的发展提高，在产量、品种、规格等方面发展齐全，已进入实用、全面的发展阶段。

   对于数控机床的发展背景，作为机械方面学生，对数控机床系统研究很重要，通过模拟系统对数控车床的系统进行集中设计，使所学的相关知识得到充分利用，完成相关设计，为进入社会工作做好准备，为我国数控机床发展做出自己的努力。

1.2.1 西门子SINUMERIK 808D简介

西门子SINUMERIK 808D数控系统分为两个版本，分别为车削版和铣削版。车削版满足于现在普及型车床的高轮廓精度和高动态特性，确保了较高的生产效率，尤其在大批量的车削加工过程中。其特点是一个加工通道，可以同时加工最多4个进给轴，其专为斜床身或者平床身的数控车床定制的机械机床系统。SINUMERIK 808D铣削版完美的适应现在普及型数控车床或者立式的加工中心，由于SINUMERIK MDynamics车削工艺包的控制功能，西门子808D也可以进行模具的加工，因此在普及型数控车床的应用等方面，SINUMERIK 808D也有很好的性价比。

1.3 课题设计研究的内容

1）数控车床CNC系统和伺服系统的功能分析。

2）CNC和伺服系统之间的连接电路设计。

3）CNC参数设定。

4）伺服系统参数设定。

5）CNC和伺服系统调试。

6）常见连接故障的分析与处理。

第二章  SINUMERIK 808D 铣削数控系统组成

2.1 数控车床传动系统的总体结构

如图2.1所示：此图为数控车床传动的系统图，主轴的电机通过皮带传递扭矩给齿轮轴，再通过齿轮传动把转矩传给车床主轴，使主轴转动。X轴方向，X伺服电机把转矩通过齿轮传给丝杠螺母，丝杠螺母副把转矩转换为X轴方向上的直线往返运动。在Z轴方向上，伺服电机把转矩通过丝杠螺母副把转动运动转换为Z轴往返直线运动。

第六章 　CAD绘图简单说明

AutoCAD（Autodesk Computer Aided Design）是Autodesk（欧特克）公司首次于1982年开发的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行。

基本特点

⑴具有完善的图形绘制功能。

⑵有强大的图形编辑功能。

⑶可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。

⑷可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。

⑸支持多种硬件设备。

⑹支持多种操作平台

⑺具有通用性、易用性，适用于各类用户，此外，从AutoCAD2000开始，该系统又增添了许多强大的功能，如AutoCAD设计中心（ADC）、多文档设计环境（MDE）、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能。

   通过对软件的系统化学习，掌握了许多制图规范和要求，对制图能力得到了很大提高，同时也学习了许多快捷操作方式，增强了画图速度，如下表6.1所示

表6.1  CAD快捷键

快捷键 功能 快捷键 功能

【CTRL】+2 *ADCENTER 设计中心 【CTRL】+Z *UNDO 放弃

【CTRL】+O *OPEN 打开文件 【CTRL】+X *CUTCLIP 剪切

【CTRL】+N+M *NEW 新建文件 【CTRL】+C *COPYCLIP 复制

【CTRL】+P *PRINT 打印文件 【CTRL】+V *PASTECLIP 粘贴

【CTRL】+S *QSAVE 保存文件 【CTRL】+B *SNAP 栅格捕捉

【CTRL】+F *OSNAP 对象捕捉 【CTRL】+G *GRID 栅格

【CTRL】+L *ORTHO 正交 【CTRL】+W * 对象追踪

【CTRL】+U * 极轴 　 　

结论

毕业设计是大学生学习是一个重要环节,最后它既是一种知识的综合考试,同时为我们提供模拟真实环境的设计过程,为将来上班奠定了一定的基础。

 在本次毕业设计中，充分了解了西门子808D数控系统，对数控机床的准确控制，精准操作等各方面做了一次系统性学习，强大的数控系统能够确保在短时间内实现极佳的工件加工精度和表面质量，借助SINUMERIK 808D在线向导等功能，从机床样调试到批量生产、机床销售直至操作编程的所有环节的培训成本都得到降低。

数控系统的安装与调试关系到零件加工的精度，稳定的操作系统十分重要,西门子808 D操作系统不管在操作方面，还是在稳定性、经济性方面都具有很大的优势，对于普通的数控加工来说，拥有简单、准确、稳定的操作系统是完成合格零件的有力保障。在学习了西门子808D数控系统后，不仅熟悉了数控机床的系统，对于日后操作机床或者检修数控机床，都有了一定的理论基础。数控系统就像大脑一样，完美的控制着数控机床的运动，准确无误的完成工件加工，掌握了数控系统不仅学会了数控机床的操作原理，对于以后数控系统的发展也会有一定的帮助。

参考文献

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致谢

本设计数控车床控制系统的毕业设计工作是在老师的精心指导和悉心关怀下完成的，在我的学业和毕业设计工作中无不倾注着导师辛勤的汗水和心血。导师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受的启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。在多年的学习生活中，还得到了许多学院领导、老师的热情关心和帮助。在日常学习和生活中，我的舍友和班级同学都给予了我很大帮助。

我也要感谢我的父母和亲人，他们在我的学业中给了我莫大的鼓励、关爱和支持。

最后，向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的谢意！衷心地感谢在百忙之中评阅我的设计数控车床控制系统和参加答辩的各位老师！