数控机床的电气连接与调试PPT课件

1 数控机床电气连接与调试PPT课件 2 项目1 数控系统的连接及调试 FANUC数控系统介绍 F0系列F0系列数控装置是多微处理器系统 F0A系列的主CPU为80186 F0B系列的主CPU为80286 内置可编程控制器 PMC 的cpu为8086 F0C系列是F0系列的中高档产品 它除了有标准的串行通信RS 232接口外 还增加了具有高速串行接口的远程缓冲器 实现计算机分布式直接控制 DNC F10 F11 F12系列F10 F11系列数控装置的主板采用大板结构其他模块采用了小板 插在主板上 F12系列数控装置中所有电路板分别安装在两个底板上 F10 F11 F12系列为多处理器系统 主CPU和PMC的CPU是68000 F15系列该系列是32位人工智能 AI 型数控装置 结构为模块化多主控总线 主CPU为68020 PS15系列可构成2 15轴系统 适用于大型机床 多系统和多轴控制的数控机床 3 项目1 数控系统的连接及调试 F16系列F16系列的性能位于F15系列和F0系列之间 结构为多主控总线 它采用CISC处理器的基础上增加了用于高速运算处理的32位RISC高速处理器 F18系列F18系列是在F16系列之后推出的32位数控装置 性能位于F15系列和F0系列之间 但低于F16系列 F0i系列高性能 价格比的0i系列 整体软件功能包 高速 高精度加工 并具有网络功能 0i MB MA用于加工中心和铣床 4轴4联动 0i TB TA用于车床 4轴2联动 0i mateMA用于铣床 3轴3联动 0i mateTA用于车床 2轴2联动 具有网络功能的超小型 超薄型CNC16i 18i 21i系列 控制单元与LCD集成于一体 具有网络功能 超高速串行数据通讯 其中FSl6i MB的插补 位置检测和伺服控制以纳米为单位 16i最大可控8轴 6轴联动 18i最大可控6轴 4轴联动 21i最大可控4轴 4轴联动 除此之外 还有实现机床个性化的CNC16 18 160 180系列 4 项目1 数控系统的连接及调试 Fanuc0iC数控系统的组成与特点最大控制轴数4轴最大控制主轴电机数2个可连接的伺服电机 iS伺服电机可连接的主轴电机 i主轴电机伺服接口FANUC串行伺服总线 FSSB 显示单元7 2 单色LCD或8 4 10 4 彩色LCD显示单元具备PC功能简单的操作编程支持工具MANUALGUIDE0i针对磨床的独特控制功能以太网功能数据服务器功能 5 项目1 数控系统的连接及调试 CP1 系统直流24V输入电源接口FUSE 系统DC24V输入熔断器 5A JA7A 串行主轴 主轴位置编码器信号接口 JA40 模拟量主轴的速度信号接口 0 10V JD44A 外接的I O卡或I O模块信号接口 I OLINK控制 JD36A RS 232 C串行通信接口 0 1通道 JD36B RS 232 C串行通信接口 2通道 CA69A 伺服检测板接口 CA55A 系统MDI键盘信号接口 CN2 系统操作软键信号接口 6 项目1 数控系统的连接及调试 0imateC数控系统的组成与特点 FANUCOimateC的系统主模块 最多控制轴数3轴最多控制主轴电机数1个可连接的伺服电机 iS伺服电机可连接的主轴电机 i主轴电机伺服接口FANUC串行伺服总线 FSSB 显示单元7 2 单色LCD 7 项目1 数控系统的连接及调试 FANUC0imateC数控系统的的连接 FANUCOimateC的系统连接图 8 项目1 数控系统的连接及调试 SIEMENS数控系统介绍 SINUMERIK810系列810系列数控装置的CPU为80186 系统分辨率为1um 内置PLC为128点输入 64点输出 该系统具有轮廓监控 主轴监控和接口诊断等功能 SINUMERIK3型3型是标准16为微处理机系统 CPU为8086 可控制4轴 联动3轴 内置PLC输入 输出各512点 SINUMERIK850 880型850 880是多微机轮廓轨迹控制数控装置 具有机器人功能 适用于复杂功能机床以及FMS CIMS需要 SINUMERIK840C型840C型数控装置是32位微处理机系统 具有计算机辅助设计 CAD 功能 能控制多轴 可5轴联动 SINUMERIK8型8型数控装置时用于柔性制造的控制系统 它采用多微处理器 CPU均为8086 9 项目1 数控系统的连接及调试 SINUMERIK840D型SINUMERIK840D系统适用于所有的数控场合 10个加工通道 从2轴到31轴控制 系统有三种基于不同计算机性能主板而分别适用于高级 中级和基本的应用范围 840D系统控制器和相关的软件均按照模块化结构进行配备 可以实现从复杂的多轴运动控制直到高速切削所需要的数控系统基础平台和应用范围很广的应用操作知识库 零件的编程以易于操作使用为原则 可使用循环方式和轮廓方式直接进行编程 用通俗易懂的图形模拟方式验证切削路径和几何尺寸 可选定一个面 顶部或三维观察的方式 采用带刀尖轨迹或不带刀尖轨迹进行模拟显示 SINUMERIK802型SINUMERIK802系统包括802S Se Sbaseline 802C Ce Cbaseline 802D等它是西门子公司20世纪90年代才开发的集CNC PLC于一体的经济型控制系统 该系统的性能 价格比较高 比较适合于经济型与普及型车 铣 磨床的控制 SINUMERIK802系列数控系统的共同特点是结构简单 体积小 可靠性高 此外系统软件功能也比较完善 SINUMERIK802S 802C系列是SIEMENS公司专为简易数控机床开发的经济型数控系统 两种系统的区别是 802S Se Sbaseline系列采用步进电动机驱动 802C Ce Cbaseline系列采用数字式交流伺服驱 10 项目1 数控系统的连接及调试 SINUMERIK802D系统的组成与特点SINUMERIK802D是将CNC PLC 人机界面HMI和通讯集成于面板控制单元 PCU 的集成型数控系统 它可由PROFIBUSDP连接4个数字进给轴和一个数字 模拟主轴及I O模块 因此 安装简单 布线费用低 控制系统的功能范围理想用于标准化的车床和铣床 驱动系统的模块化结构为各种应用提供了最大灵活性 图1 3SINUMERIK802D系统的连接实物图 11 项目1 数控系统的连接及调试 其特性如下 具有免维护性能同SINUMERIK802S Cbaseline 可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴 通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器 输入输出模块连接起来 模块化的驱动装置SIMODRIVE611UE配套1FK6系列伺服电机 为机床提供了全数字化的动力 通过视窗化的调试工具软件 SimoComU 可以便捷地设置驱动参数 并对驱动器的控制参数进行动态优化 集成了内置PLC系统 对机床进行逻辑控制 采用标准的PLC的编程语言Micro WIN进行控制逻辑设计 并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序 简化了制造厂设计过程 缩短了设计周期 12 项目1 数控系统的连接及调试 X8 24V电源3芯端子式插座 插头上已标明了24V 0V和PEX4 PROFIBUS总线接头 9芯孔式D型插座X6 COM1 9芯孔式D型插座X14 X15 X16 手轮1到手轮3接口 15芯孔式D型插座X10 键盘接口 13 项目1 数控系统的连接及调试 SIEMENS802D系统连接图 14 项目1 数控系统的连接及调试 FANUC0系统参数FANUC0系统参数按参数的表示形式来划分 数控机床的参数可分为三类 1 状态型参数状态型参数是指每项参数的八位二进制数位中 每一位都表示了一种独立的状态或者是某种功能的有无 例如FANUC0 TD系统的1号参数项中的各位所表示的就是状态型参数 N0004P01110101 2 比率型参数比率型参数是指某项参数设置的某几位所表示的数值都是某种参量的比例系数 例如FANUC0 TD系统的512 513 514号参数项中每项的八位所表示就是比率型参数 3 真实值参数真实值参数是表示某项参数是直接表示系统某个参数的真实值 这类参数的设定范围一般是规定好的 用户在使用时一定要注意其所表示的范围 以免千百万设定参数的参数超出范围值 例如FANUC0 TD系统的522 523 524 525号参数项中每项的值就是真实值参数 15 项目1 数控系统的连接及调试 按参数本身的性质可分为两类 1 普通型参数凡是在CNC制造厂家提供的资料上有详细介绍参数均可视为普通型参数 这类参数只要按着资料上的说明弄清含义 能正确 灵活应用即可 2 秘密级参数秘密级参数是指数控系统的生产厂在各类公开发行的资料所提供的参数说明中 均有一些参数不做介绍 只是在随机床所附带的参数表中有初始的设定值 用户搞不清其具体的含义 如果这类参数发生改变 用户将不知所措 必须请厂家专业人员进行维护和维修 16 项目1 数控系统的连接及调试 FANUC0i 16 18 21系统参数 对于位型和位轴型参数 每个数据由8位组成 每位都有不同的意义 轴型参数允许对每个轴分别设定参数 17 项目1 数控系统的连接及调试 位型和位轴型参数举例 位型 N000000100010 数值 位轴型 N1008X 00100011Y 00000101Z 00000111A000000001 N1023X 1Y 2Z 3A 4 18 项目1 数控系统的连接及调试 参数说明中空白位和画面上有显示但参数表中没有说明的参数号 是为了将来扩展而备用的 必须将其设为0 T系参数和M系参数可能不同 不同系统的参数有两层参数区分 空白表示该参数不能使用 FANUC系统参数修改生效的方式有立即生效和断电后才能生效 如果修改参数出现P S000报警 断开电源 则要断电后才生效 没有出现P S000报警则立即生效 19 项目1 数控系统的连接及调试 2 FANUC0iC mateC参数的意义FANUC系统一些常见参数的意义及设置值 20 项目1 数控系统的连接及调试 21 项目1 数控系统的连接及调试 22 项目1 数控系统的连接及调试 23 项目1 数控系统的连接及调试 2 FANUC0ic matac系统的参数设置参数显示 1 按MDI面板上SYSTEMS功能键数次 或按SYSTEMS功能键一次再按PARAM软件选择参数画面 2 参数画面由很多页组成 通过 a b 两种方法选择需要显示的参数所在的页面 a 按翻页键或光标移动键 显示需要的画面 b 从键盘上输入所需的参数号 然后按软件 NO SRH 这样可显示包括指定参数所在的页面 光标同时处于指定参数的位置 数据部分变成反转文字显示 在项目选择软键显示页面一旦开始键入 软键显示将被包括 NO SRH 在内的操作选择软键自动替换 按 OPRT 软键也能变更为显示操作选择软键 24 项目1 数控系统的连接及调试 用MDI设置参数按下列步骤设置参数 1 将机床置于MDI方式或急停状态 2 用下列步骤使参数处于可写状态1 按SYSTEMS功能键数次 或按SYSTEMS功能键一次再按 SETTING 软件可显示SETTING画面的第一页 2 将光标移到 PARAMETERWRITE 处 25 项目1 数控系统的连接及调试 3 按软键 ON 1 或输入1 再按软键 INPUT 使PARAMETERWRITE 1 这样参数处于可写入状态 同时CNC发生P S报警100 允许参数写入 3 按SYSTEMS功能键数次 或按SYSTEMS功能键一次再按PARAM软键 显示参数画面 4 显示包含需要设定的参数画面 将光标置于需要设定的 参数位置上 5 输入数据 然后按 INPUT 软键 输入的数据将被设定到光标指定的参数中 12000 INPUT 26 项目1 数控系统的连接及调试 希望从选择的参数号开始连续地输入数据时 可以在数据和数据之间用 分隔进行输入 例 用键输入10 20 30 40再按软键 INPUT 时 从光标所在位置的参数开始 按顺序设定10 20 30 40 6 若需要则重复步骤 4 和 5 7 参数设定完毕 需将设定画面的 PARAMETERWRITE 设定为0 禁止参数设定 8 复位CNC 解除P S报警100 但在参数设定时 有时会出现P S报警000 需要切断电源 此时请关掉电源在开机 27 项目1 数控系统的连接及调试 3 SIEMENS数控系统的系统参数的分类1 802C D中 机床参数可分为 机床显示参数 通用机床参数 通道专用机床参数 轴参数和设定参数 2 810D 840D系统机床参数可分为 机床数据按用途分类表 28 项目1 数控系统的连接及调试 3 数据类型机床数据的调整必须符合规定的数值类型 如果输入的数值类型错误 机床数据将不会生效 并且会产生报警信息 机床数据的数值类型如下表 29 项目1 数控系统的连接及调试 4 SIEMENS802D数控系统的系统参数设置 1 SIEMENS802系列在802系列中 可以利用MDI CRT面板进行机床参数的修改 但更改参数前必须进行相应的口令设定 802系统共分为 SIEMENS 制造商和 用户 三档不同的口令设置 根据登录的用户不同 修改和显示的权限有所差异 具体修改的操作步骤如下 同时按系统操作面板上的 SHIFT 与 SYSTEM 键 进入系统画面 按 设定口令 功能键 进行口令的设定按 机床数据 功能键 进入机床数据页面 该页面共显示 通用数据 轴数据 其他数据 等数据 轴参数可以通过 轴 和 轴 功能键进行X Y Z 4轴的切换 修改机床数据 并根据应答键进行数据的修改的确认和取消 修改完毕后退回上一菜单按 数据存储 功能键 并根据应答键进行数据的存储 根据参数生效方式进行参数的生效的操作 机床数据修改完毕后 按 删除口令 清除设置的口令 2 SINUMERIK810D 840D机床数据的设置的方法 按 启动 软键 进入 启动 操作区域屏幕 按 设定口令 软键 根据修改机床数据的级别输入相应的口令 然后确认 按 机床数据 软键 进入机床数据屏幕 在水平菜单上将显示 通用数据搜索 通道数据搜索 轴数据搜索 驱动配置 FDD数据 MSD数据 及 显示数据 选择要修改的数据类型 按对应的软键 利用光标键或系统的搜索功能定位要修改的机床数据 键入新的机床数据 根据生效方式进行相应的操作 使新的机床数据生效 机床数据修改完毕后 按 删除口令 清除设置的口令 3数据生效的方式机床数据修改后 必须进行下一步操作才能修改的机床数据生效 每个数据的生效的方式 以字符的形式显示在该数据行的最右边 字符所代表的意义如下 PO 重新通电 POWERON Cf 新配置 NEW conf Re 复位 RESET 生效 按机床控制面板上的 reset 键生效 Im 立即 immediately 生效 输入值后无需其他操作便立即生效 30 项目1 数控系统的连接及调试 5 系统参数的备份1 FANUC数控系统数据备份分方法 1 用RS232串口通讯进行FANUC数据备份FANUC使用说明书详细介绍了使用磁盘机 编程器和穿孔机的数据传输方法 但根据国内数控系统应用的实际情况 考虑成本和通用性 目前使用磁盘机 编程器和穿孔机并很少 如能使用PC机与CNC实现通讯 则无需专用设备 更方便 更经济 目前 PC通讯软件品种繁多 其中PCIN软件是国内数控领域广泛使用的软件之一 下面就以FANUC0i系统用PCIN软件进行数据备份为例进行说明 1 2 数据通讯数据通讯可实现PROGRAM 零件程序 PARAMETER 机床参数 PITCH 螺距误差补偿表 MACRO 宏参数 OFFSET 刀具偏置表 WORK 工件坐标系 PMCPARAMETER PMC数据 的传送 但需分别设置PC端和CNC端相应的通讯协议 机床参数 螺距误差补偿表 宏参数 工件坐标系数据传输的协议设定只需在各自的菜单下设置 协议与零件程序传送的协议相同 PMC数据的传送则需更改两端的协议 PMC程序的传送则必需使用FANUC专用编程软件FLADDER III方可实现 这里不再展开说明 1 3 通讯线路的连接图1 6通讯电缆连接图通讯电缆的两头分别连接到PC和CNC 警告 由于台式机的漏电可能引起RS232接口的损坏 若使用台式计算机则必须将PC的地线与CNC的地线牢固地连接在一起 31 项目1 数控系统的连接及调试 1 4 设置PC机PCIN软件的通讯协议运行PCIN软件后出现下列菜单 V24 INIDATA INDATA OUTFIIESPECIALPC FORMATAR CHIV FIIEEXIT 使用左 右光标键 选择V24 INI 回车确认 出现下列菜单 COMNUMBER1 根据PC实际使用的通讯端口选择 BAUDRAIE19200 波特率 PARTIYEVEN 奇偶检验 2STOPBITS 停止位2位 7DATABITS 数据位7位 XON OFFSETUP ENDW M30OFF TIMEOUT0S BINFINEOFF TURBOMODEOFF DON TCHECKDSR 其中XON OFFSETUP选项如下设置 XON OFFOFF XONCHARACTER 11 XOFFCHARACTER 13 DON TWAITFORXON DON TSENDXON 使用上 下光标键选择上述各菜单 使用左 右光标键选择各菜单内的选项 按上述要求设置完成后回车确认 保存后返回至初始菜单 选择SPECIAL菜单设置DISPIAYON 返回至初始菜单 如不设置SPECIAL菜单内DISPIAY选项 在PC屏幕上将不能看到PC接受或传送数据的动态显示 32 项目1 数控系统的连接及调试 1 5 设置FANUC Oi数控系统的通讯协议下面以传送零件程序为例 详细介绍协议的设置 其它数据传输的协议设定可以参照零件程序传送的协议设定 启动机床 并确保机床已处于正常工作状态 CNC元任何报警 选择MDI方式 依次选择 SYSTEM ALLI O PRGM 进行下列菜单设置 I OCHANNELlBAUDRAIE19200STOPBIT2NULLINPUT EIA ALMTVCHECK NOTES OFFTVCHECKOFFPUNCHCODEISOINPUTCODEEIA ISOFEEDOUTPUTFEEDEOBOUTPUTLFCRCR注 OiCNC有两个RS232接口 这里以接口1为例 数据通讯CNC和PC按上述设置完毕后方能使用数据通讯功能RS 232口数据传输中的注意事项在机床和电脑开机的状态下 严禁拔插RS 232电缆 因为电脑有静电或是电源有漏电的情况存在 在电脑和系统开机状态下拔插RS 232电缆很容易造成系统主板烧坏 如果要拔插电缆 一定要同时关闭机床和电脑后再操作 按FANUC提供的接线方式接线 电缆线要购买带屏蔽层的 电缆的屏蔽层要接地 保证插头接线的紧固 电脑外壳接地 33 项目1 数控系统的连接及调试 2 用PCMCIA卡进行FANUC数据备份目前FANUC的系统0I B C 0I MATE B C 在系统上均提供PCMCIA插槽 通过这个PCMCIA插槽可以方便的对系统的数据进行备份 较以往的0系统方便很多 由于0I C系列 PCMCIA插槽位于显示器左侧 使用较0I B更加方便 1 通过BOOT画面整体备份这种方法是很传统的 0I A 16 18 21以及后面的I系列系统都支持这种方式 系统数据被分在两个区存储 F ROM中存放的系统软件和机床厂家编写PMC程序以及P CODE程序 S RAM中存放的是参数 加工程序 宏变量等数据 通过进入BOOT画面可以对这两个区的数据进行操作 数据存储区如下 1 1 系统开机的同时按住LCD下面最右边的2个软键 第6和第7软键 直到系统出现下图所示的画面后松开 34 项目1 数控系统的连接及调试 1 2 按屏幕底下的软键 DOWN 把光标移到第5项 SRAMDATABACKUP SRAM数据备份 1 3 光标移动到第5项 SRAMDATABACKUP 后 按软键 SELECT 出现下图的SRAM备份和恢复画面 下图画面的第1项 SRAMBACKUP 是把系统中的SRAM备份到存储卡中 第2项 RESTORESRAM 是把存储卡中的SRAM文件恢复到CNC系统中 图1 8SRAMDATABACKUP界面 35 项目1 数控系统的连接及调试 1 4 如果要把系统SRAM存储的数据备份到存储卡中 光标应放在第1项 SRAMBACKUP 如上图 按软键 SELECT 为了防止误操作 系统会提示 BACKUPSRAMDATAOK HITYESORNO 是否备份SRAM 按是或不是键 如果确实要备份SRAM 那么就按软键 YES 如果不要备份SRAM 就按软键 NO 1 5 如果选择 YES 系统就会把SRAM备份到存储卡内 备份完成 说明 备份PMC时选择第4项 SYSTEMDATASAVE 在选择该项目下的 PMC RA 或 PMC SB 即可 每张存储卡一次只能存储一台机床的SRAM数据 如果备份了一台机床的SRAM后 还想用同样的存储卡备份另一台机床的SRAM 就需要把先备份的SRAM文件拷贝到电脑里 然后把存储卡里的SRAM文件删除后再备份另一台机床的SRAM 否则 如果直接去备份另一台机床的SRAM 就会把原来的SRAM覆盖掉 注意备份出来的SRAM文件名称不能更改 用BOOT画面备份的SRAM数据是二进制形式 因此不能在计算机上读出 2 用存储卡在 ALLIO 画面里分别备份2 SIEMENS数控系统数据备份的方法 1 SINUMERIK802的存储器在SINUMERIK802系统内 有静态存储器SRAM与高速闪存FLASHROM两种存储器 静态存储器区存放工作数据 可修改 高速闪存区存放固定数据 通常作为数据备份区 出厂数据区 PLC程序和文本区等 以及存放系统程序 36 项目1 数控系统的连接及调试 图1 9SINUMERIK802的存储器 工作数据区内的数据内容有 机床数据 刀具数据 零点偏移 设定数据 螺距补偿 R参数 零件程序 固定循环 备份数据区内的数据内容是系统在数据存储操作后工作数据区的全部内容复制到备份数据区 出厂数据区内容是系统在出厂时的标准数据 机床数据的缺省值 PLC程序和文本保存的是系统的内置S7 200PLC程序及PLC的用户报警文本 37 项目1 数控系统的连接及调试 2 SINUMERIK802系统的三种启动方式启动方式分为 方式0 正常上电启动 方式1 缺省值上电启动 方式3 按存储数据上电启动 三种 a 方式0 正常上电启动 即以静态存储器区的数据启动 正常上电启动时 系统检测静态存储器 当发现静态存储器掉电 如果做过内部数据备份 系统自动将备份数据装入工作数据区后启动 如果没有系统会将出厂数据区的数据写入工作数据区后启动 b 方式1 P缺省值上电启动 以SIEMENS出厂数据启动 制造商机床数据被覆盖 启动时 出厂数据写入静态存储器的工作数据区后启动 启动完后显示04060已经装载标准机床数据报警 复位后可清除报警 c 方式3 按存储数据上电启动 以高速闪存FLASHROM内的备份数据启动 启动时 备份数据写入静态存储器的工作数据区后启动 启动完后显示04062已经装载备份数据报警 复位后可清除报警 图1 10SINUMERIK802的启动方式界面 38 项目1 数控系统的连接及调试 3 SINUMERIK802系统的二种启动方法启动方法分为冷启动 热启动两种 a 冷启动 即直接给系统加DC24V电源的系统启动 b 热启动 即系统在已启动运行通过面板选择的系统重新启动 热启动的三种启动方式是通过系统软键选择的 39 项目1 数控系统的连接及调试 2 SINUMERIK802系统的数据保护数据保护分为机内存储和机外存储两种 即机内与机外存储 1 机内存储即将静态存储器SRAM区已修改过的有用数据存放到高速闪存FLASHROM备份数据区保存 通常系统断电后 SRAM区的数据由高能电容C上的电压进行保持 可在断电情况下保持数据不少于50小时 一般情况下可在 天左右 对于长期不通电的机床 SRAM区的数据将丢失 当重新上电时 系统会根据电容上电压的情况 在启动过程中自动调用备份数据区上一次存储的机床数据 方式3启动 若没有做过数据存储则在启动过程中自动调用出厂数据区上数据 方式1启动 机内存储即数据存储功能是一种不需任何工具的方便快速的数据保护方法 数据机内存储具体操作步骤 步骤一 按 Alt N 键或 进入诊断操作区域 会在右垂直菜单条出现数据存储菜单功能 40 项目1 数控系统的连接及调试 步骤二 按 数据存储 功能菜单键 出现对话框 要求用户确认是否要保存数据 图1 13机内存储界面 41 项目1 数控系统的连接及调试 步骤三 按 确认 键 进入数据存储操作 屏幕出现对话框 要求用户别操作 别关机 按 中断 键 返回原画面 退出数据存储操作 图1 14机内存储过程界面 42 项目1 数控系统的连接及调试 步骤四 数据存储结束 返回原操作画面 在屏幕底部出现提示数据存储结束 图1 15机内存储结束提示界面注意 数据存储需要十几秒的时间 此间不要作任何操作 不能断电 关闭口令后进行数据存储 43 项目1 数控系统的连接及调试 2 机外存储即将静态存储器SRAM区数据通过RS232串行口传输至电脑保存 或通过PCMCIA卡 机外存储数据分为系列备份和分区备份 系列备份 是将系统的所有数据都按照一定序列全部传输备份并含有一些操作指令 如初始化系统 重新启动系统等 其中数据包括 机床数据 设定数据 R参数 刀具参数 零点偏移 螺距误差补偿值 用户报警文本 PLC用户程序 零件加工程序 固定循环 系列备份的优点是备份方便 只需传输保存一个文件就可以 但其中包含一些特殊指令 不同版本的系统间一般不能通用 802系统上有二个RS232口 可与外部设备 如电脑 进行数据通讯 如用电脑进行数据通讯时电脑侧应安装SIEMENS公司的专用通讯软件WINPCIN 1 试车数据 系列 机外备份电脑侧 打开WINPCIN 设置好接口数据 与802系统侧相对应 在ReceiveData菜单下选择好数据要传至的目的地 按回车键输入开始 等待802的数据 802系统侧 打开制造商口令 缺省值 EVENING 在主菜单下选择 通讯 操作区域 设置好接口数据 与电脑侧WINPCIN相对应 选择要输出的数据 试车数据 按 数据输出 菜单键后 试车数据从802系统传输至电脑 作外部数据保存 44 项目1 数控系统的连接及调试 2 机外分区备份分区备份是将系统的各种数据分类进行传输备份 其中可分四大类 每一类都可分别传输备份 具体为 1类 零件程序和子程序 2类 标准循环 3类 用户循环 4类 数据 5类 PLC 应用 其中带 符号的类别中又可以选择某一程序或循环或数据 1类程序和2 3类循环根据用户使用不同其中包含的程序和循环而不同 这些程序和循环可单独分程序或循环传输备份 4类数据 内包含6个子类机器数据 设置数据 刀具数据 R参数 零点偏移 丝杆误差补偿 其中这6个子类又可单独分类传输备份 分区备份的优点是备份的文件不分版本 可以通用 方便制造商使用 但其备份文件很多 如备份不全就不能完全恢复系统 在802系统中的试车数据为系统备份 将试车数据传输备份后即可完成系列备份工作 并且在802系统中试车数据 PLC 应用传输时必须要选择二进制格式传输 其余程序 循环 数据均需选择文本格式传输 电脑侧 打开WINPCIN 设置好接口数据并与802系统侧相对应 传输程序 循环 数据时设定文本格式 传输试车数据 PLC 应用时设定二进制格式 在ReceiveData菜单下选择好数据要传至的目的地 按回车键输入开始 等待802的数据 45 项目1 数控系统的连接及调试 802系统侧 打开制造商口令 缺省值 EVENING 在 系统 操作区域中选择 数据入 出 设置好接口数据并与电脑侧WINPCIN相对应 传输程序 循环 数据时设定文本格式 传输试车数据 PLC 应用时设定二进制格式 选择要输出的数据 按 读出 菜单键后 试车数据从802系统传输至电脑 作外部数据备份保存3 数据备份的原则无论是数据备份还是数据恢复 都是在进行数据的传送 传送的原则是 设备两端通讯口设置参数需设定一致 永远是准备接收数据的一方先准备好 处于接收状态二 计划 决策1 项目分组 6 8人分成一个学习小组 自由组合2 制定项目执行计划 组为单位 确认任务 分解 制定工作计划 小组成员进行任务分工 讨论讨论FANUC0i或SIEMENS802D数控系统连接 参数的设置及数据备份方案3 分组讨论修改方案 确定FANUC0i或SIEMENS802D数控系统参数设置及数据备份方案4 分组讨论 修改项目工作计划 师生 小组内多次交流互动 达成一致 46 项目1 数控系统的连接及调试 三 实施1 数控系统参数设置与调试方法1 FANUC0i数控系统系统参数设置与调试 1 上电全清当系统第一次通电时 最好是先做个全清 上电时 同时按MDI面板上RESET DEL 因为系统在出厂前 在FANUC工厂内经过各项性能测试 里面残留有FANUC工作人员做实验留下的参数 部分PMC程序 为了消除对您的影响 请务必做一下全清 全清后一般会出现如下报警 100参数可输入参数写保护打开 设定画面第一项 506 507硬超程报警梯形图中没有处理硬限位信号设定3004 5OTH可消除417伺服设定不正确重新进行设定伺服参数进行伺服参数初始化 5136FSSB电机号码太小FSSB设定没有完成或根本没有设定 当系统不带电机时 把1023设定为 1 屏蔽伺服电机 可消除5136报警 手动输入功能参数 9900 9999 根据FANUC提供的出厂参数表正确输入 然后关断系统电源 再开 检查参数9900 8130 1010的设定是否正确 一般车床为 铣床 4 47 项目1 数控系统的连接及调试 伺服FSSB设定和伺服参数初始化 参数1023设定位 等 参数1902的位0 0 在放大器设定画面 指定各放大器连接的被控轴的轴号 等 按 SETING 软键 若显示警告信息 请重新设定 在轴设定画面上 指定关于轴的信息 如分离型检测器接口单元的连接器号 按 SETING 键 若显示警告信息 重复上述步骤 此时 应关闭电源 然后开机 如果没有出现5138报警 则设定完成 首先把3111 0SVS设定为1显现伺服设定和伺服调整画面 翻到伺服参数设定画面 如下图示 设定各项 如果是全闭环 先按半闭环设定 主轴设定首先在4133 参数中输入电机代码 把4019 7设定为1进行自动初始化 断电再上电后 系统会自动加载部分电机参数 如果在参数手册上查不到代码 则输入最接近的电机代码 初始化后根据主轴电机参数说明书将不同的修改 没有的不用更改 即可 修改后主轴初始化结束 设定相关的电机速度 3741 参数 在MDI画面输入 M03S100 检查电机的运行情况是否正常 不使用串行主轴时设定3701 1ISI设定为1屏蔽串行主轴否则750 注意 如果在PMC中MRDY信号没有置1 则参数4001 0设为0 其他参数的设定 包括运行速度 到位宽度 加减速时间常数 软限位 运行 停止时的位置偏差 和显示有关的参数等 5 PLC程序的调试 48 项目1 数控系统的连接及调试 2 SIEMENS802D数控系统系统参数设置与调试1 系统初始化为了简化802D数控系统的调试 在802D的工具盒中提供了车床 铣床等的初始化文件 系统初始化的方法是利用通讯工具软件WinPCIN将提供的标准车床或铣床的初始化文件传人802D系统1 从WINDOWS的 开始 中找到通讯工具软件WinPCIN 并启动 2 通讯工具软件WinPCIN中 二进制 通讯方式 然后选择发送 3 WinPCIN出现选择发送文件窗口 找到文件夹CONFIG 选择所需的初始化文件 49 项目1 数控系统的连接及调试 4 802D输入制造商口令 然后进入通讯画面 选择 二进制 方式以及与WinPCIN相同的波特率 然后选择 读入启动 5 选择 OPEN 中文安装即开始 6 802D屏幕上提示 读启动数据 按软菜单键 确认 后 传输继续进行 在传输过程中 802D会有若干次自动启动 时间大约4分钟 初始化后的坐标配置如下 注意 对于只有3个进给轴和一个主轴的铣床 可去掉A轴 MD20070 4 0 50 项目1 数控系统的连接及调试 2 802D基本参数设定1 总线配置SINUMERIK802D是通过现场总线PROFIBUS对外设模块 如驱动器和输入输出模块等 PROFIBUS的配置是通过通用参数MD11240来确定的 MD11240 0 PP72 48模块 1 1 驱动器 无 出厂设定 MD11240 3 PP72 48模块 1 1 驱动器 双轴 单轴 单轴 MD11240 4 PP72 48模块 1 1 驱动器 双轴 双轴 单轴 MD11240 5 PP72 48模块 1 1 驱动器 单轴 双轴 单轴 单轴 MD11240 6 PP72 48模块 1 1 驱动器 单轴 单轴 单轴 单轴 2 驱动器模块定位数控系统与驱动器之间通过总线连接 系统根据下列参数与驱动器建立物理联系 51 项目1 数控系统的连接及调试 3 位置控制使能系统出厂设定各轴均为仿真轴 既系统不产生指令输出给驱动器 也不读电机的位置信号 按下表设定参数可激活该轴的位置控制器 使坐标轴进入正常工作状态 4 传动系统参数配比传动系统的参数决定了这个坐标轴的实际移动量注意 对于主轴 索引号为 0 的减速比分子和分母均无效 索引号 1 表示主轴第一档的减速比 2 表示主轴第二档的减速比 依此类推 注意 对于进给轴 减速比应设定在索引号 0 注意 对于车床减速比分子索引号 0 5 都要填入相同的值 分母索引号 0 5 也要填入相同的值 否则在加工螺纹时 会有报警 26050 52 项目1 数控系统的连接及调试 5 其他参数 行程参数 回参考点参点等 3 驱动器参数的设置 SimoComU软件 4 PLC程序的调试2 准备数控系统参数设置与调试及数据备份相关的资料 机床电气图 诊断说明书 安装调试手册 参数说明书 维修手册等 3 数控系统的连接 参数调试根据任务单上的任务 在教师监控下 小组协作实施1 连接好数控系统各接口的电缆2 设置系统能正常运行所需的系统参数并调整4 数控系统参数备份根据任务单上的任务 在教师监控下 小组协作实施对数控系统参数进行备份5 实施记录文件 填写实施过程记录暨机床调试表 五 检查 评估1 对实施中出现的问题进行记录 并讨论解决问题的方法2 FANUC0i或SIEMENS802D系统功能的检测3 各组PTT汇报4 评价表 对本项目整个实施过程评价 建议 填写评价表 优化方案5 资料整理要求 资料整理归档六 6s管理1 工具的摆放要整齐有序2 项目实施中要严格遵守实训室6S管理制度 53 项目2 主轴伺服驱动系统的连接及调试 一 资讯1 下发项目任务 见学习指导书中项目二任务单 2 布置任务1 交代项目任务2 发放相关学习资料发放引导文 西门子802 840安装调试手册 教学实训系统电气原理图 FANUC操作编程手册 FANUC数控系统维修说明书 SIEMENS数控系统诊断维修说明书 课件 视频教程 数控机床等 因资料为厂家提供 数量有限 且由于内容很多不便于大量印刷 因此 所有资料只能提供一份供大家共同参考 54 项目2 主轴伺服驱动系统的连接及调试 3 数控机床主轴伺服驱动原理1 数控机床主轴驱动系统的分类主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机构 其功能是接收数控装置的S代码速度指令及M代码辅助功能指令 驱动主轴进行切削加工 数控加工中心对主轴有较高的控制要求 首先要求在大转矩强过载能力的基础上实现较宽范围的无极调速 其次要求在自动换刀的动作中实现指定角度停止 准停 这使加工中心主轴驱动系统比一般的变频调速系统或小功率交流伺服系统在电路设计和运行参数整定上具有更大的难度 主轴驱动可以使用变频或伺服两种控制方式 交流变频主轴能够无极变速但不能准停 需要另外装设主轴位置传感器 配合CNC装置的PMC逻辑程序来完成准停速度控制和定位停止 直流或交流伺服主轴驱动系统本身具有准停功能 其轴控PLC信号可直接连接至CNC装置的PMC 配合PMC逻辑程序来完成准停定位控制 且控制精度高于前者 主轴驱动系统具有特点 1 转速高 功率大 数控机床能进行大功率切削和高速切削 从而实现高速加工 2 主轴转换速度可靠 能自动无极变速 使切削工作始终在最佳状态下运行 3 为实现刀具的快速及自动装卸 主轴应有刀具自动装卸主轴定向停止和主轴内切削的清除装置 55 项目2 主轴伺服驱动系统的连接及调试 主轴传动的要求早期的机床主轴传动全都采用三相异步电机加上多级变速箱的结构 随着技术的不断发展 机床结构有了很大的改进 对主轴系统提出了新的要求 1 主轴电机应有2 2 250KW的功率范围 2 要有大的无极调速范围 能在1 100 1000范围内进行恒转矩和1 10的恒功率调速 3 要求主轴具有四象限的驱动能力 4 为了满足螺纹车削 要求主轴能与进给实行同步控制 5 主轴能够进行高精度定向控制 角度分度控制功能等 主轴传动经历从普通三相异步电动传动到直流主轴传动的过程 随着微处理器技术和大功率晶体管技术的发展 进入了交流主轴伺服的时代 交流主轴电机不用永磁式同步电机 因为一方面受永磁体的限制 当电机容量做的很大时 电机成本会很高 对数控机床来讲无法接受 另一方面数控机床主轴传动系统性能没有进给伺服系统高 采用成本低异步电机进行矢量闭环控制 完全可以满足数控机床的要求 交流主轴电机采用异步电机的结构形式 交流主轴电机与普通异步电机不同 要求交流主轴电机的输出特性曲线在基本速度以下应为恒转矩区域 而在基本速度以上时应为恒功率区域 56 项目2 主轴伺服驱动系统的连接及调试 2 主轴伺服驱动原理交流主轴驱动系统也有模拟和数字式两种型式 交流主轴驱动系统与直流主轴驱动系统相比 具有如下特点 1 由于驱动系统必须采用微处理器和现代控制理论进行控制 因此其运行平稳 振动和噪声小 2 驱动系统一般都具有再生制动功能 在制动时 既可将电动机能量反馈回电网 起到节能的效果 又可以加快起制动速度 3 特别是对于全数字式主轴驱动系统 驱动器可直接使用CNC的数字量输出信号进行控制 不要经过D A转换 转速控制精度得到了提高 4 与数字式交流伺服驱动一样 在数字式主轴驱动系统中 还可采用参数设定方法对系统进行静态调整与动态优化 系统设定灵活 调整准确 5 由于交流主轴电动机无换向器 主轴电动机通常不需要进行维修 6 主轴电动机转速的提高不受换向器的限制 最高转速通常比直流主轴电动机更高 可达到数万转 57 项目2 主轴伺服驱动系统的连接及调试 交流主轴驱动系统原理图如下 其工作工程为 2 1交流主轴控制系统框图 由CNC来的转速给定指令1在比较器中与测速反馈信号2比较后产生转速误差信号 这一转速误差经比例积分调节器3放大后 作为转矩给定指令电压输出 转矩给定指令经绝对值回路4将转矩给定指令电压转化为单极性信号 然后经函数发生器6 V F 转换器7 转换为转矩给定脉冲信号 转矩给定脉冲信号在微处理器8中与四倍频回路17输出的速度反馈脉冲进行运算 同时 预先存储在微处理器ROM中的信息给出幅值和相位信号 分别送到DA振幅器10和DA强励磁9 DA振幅器用于产生与转矩指令相对应的电动机定子电流的幅值 而DA励磁强化回路用于控制增加定子电流的幅值 两者输出经乘法器11处理后 形成定子电流的幅值给定 58 项目2 主轴伺服驱动系统的连接及调试 另一方面 从微处理器输出的U V相位信号sin0和sin o 120 分别送到U相和V相的电流指令回路12 并在电流指令回路中与幅值给定相乘后产生U相和V相的电流给定指令 电流给定指令与电流反馈信号比较之后的误差 经放大送到PWM控制回路14 变成固定频率的脉宽调制信号 其中W相信号由Ua和Va两信号合成产生 上述脉宽调制信号经 PWM转换器15 最终控制电动机的三相电流 作为检测器件的脉冲编码器产生每转固定的脉冲 这一脉冲经四倍频回路17进行倍频后 经F V转换器19转换为电压信号 提供速度反馈电压 由于低速时F V转换器的线性度较差 速度反馈信号一般还需要在微分电路18和同步整流电路20中做相应的处理 3 FANUC 西门子主轴伺服电机 1 FANUC主轴伺服电机 1 A06B 10XX ACModel 40 系列A06B 10XX系列交流主轴电机与A06B 6044系列交流主轴驱动器配套组成模拟式交流主轴驱动系列产品 主要与FANUC11 FANUC0 FANUC6等数控系统配套 2 A06B 10 ACModel1 40 系列A06B 10 系列交流主轴电机与A06B 6055系列数字交流主轴驱动器配套组成数字式交流主轴驱动系列产品 59 项目2 主轴伺服驱动系统的连接及调试 3 A06B 07XX系列交流主轴电机A06B 07XX系列交流主轴电机A06B 6059系列数字交流主轴驱动器配套组成数字式交流主轴驱动系列产品 主要与FANUC11 FANUC0 FANUC15等数控系统配套 该系列产品可分为S系列 标准型 P系列 广域恒功率调速 H系列 高速润滑脂 VH系列 高速油雾润滑 HV系列 高电压输入 等几个系列 4 FANUCa ai系列主轴驱动系统FANUC公司最新产品 其中ai系列主轴驱动系统为21世纪初开发的最新数控机床主轴驱动系列产品 是a系列的改进型 a ai系列产品有标准型a ai广域恒功率输出型ap api 经济型ac aci 中空型aT aTi 强制冷却型aL aLi系列 高电压输入型a HV a HV i系列 高电压输入广域恒功率输出型aP HV aP HV i系列 高电压输入中空型aT HV aT HV i系列 高电压输入强制冷却型aL HV aL HV i系列 60 项目2 主轴伺服驱动系统的连接及调试 2 SIEMENS主轴伺服电机1PH是西门子异步伺服电机电机的系列代号1PH2built in车床用电机是一种液冷式鼠笼转子感应电机为主轴的变速操作而特别设计开发应用于对加工精度标准要求很高的机械设备1PH3异步主轴电机 电机轴与直接驱动器进行了预先安装 与轴承 电机的活动部分和编码器结合在一起完整的电机轴直接驱动器 1PH4异步主轴电机 紧凑型水冷式鼠笼转子异步电机应用于非常恶劣的环境中用于铣床及旋转主轴1PH7异步伺服电机 紧凑型独立分冷式鼠笼转子异步电机小体积下的高功率密度零速下无转矩减弱应用于起重 印刷 橡胶 塑料和玻璃等工业的伺服驱动或作为主轴电机使用主轴电动机应具备的性能 1 电动机功率要大 且在大的调整范围内速度要稳定 恒功率调速范围宽 2 在断续负载下电动机转速波动要小 3 加速 减速时间短 4 温升低 噪声小 振动小 可靠性高 寿命长 5 电动机过载能力强 61 项目2 主轴伺