《数控设备故障诊断与维修第3版》-第６ 章

６.１概述６.１.１数控系统的基本概念数字控制(ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ,ＮＣ)简称数控,是指利用数字化的代码构成的程序对控制对象的工作过程实现自动控制的一种方法。数控系统(ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ,ＮＣＳ)是指利用数字控制技术实现的自动控制系统。数控系统中的控制信息是数字量(０、１),它与模拟控制相比具有许多优点,如可用不同的字长表示不同精度的信息,可对数字化信息进行逻辑运算、数学运算等复杂的信息处理工作,特别是可用软件来改变信息处理的方式或过程,具有很强的“柔性”。下一页返回６.１概述数控机床是采用数控系统实现控制的机械设备,其操作命令是用数字或数字代码的形式来描述,工作过程是按照指定的程序自动进行。数控系统的硬件基础是数字逻辑电路。最初的数控系统是由数字逻辑电路构成的,因而被称为硬件数控系统。随着微型计算机的发展,硬件数控系统已逐渐被淘汰,取而代之的是当前广泛使用的计算机数控系统(ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ,ＣＮＣ)。ＣＮＣ系统是由计算机承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统,它采用存储程序的方式实现部分或全部基本数控功能,从而具有真正的“柔性”,并可以处理硬件逻辑电路难以处理的复杂信息,使数控系统的性能大大提高。上一页下一页返回６.１概述ＣＮＣ系统具有如下优点。(１)柔性强(２)可靠性高(３)易于实现多功能复杂程序的控制(４)具有较强的网络通信功能６.１.２数控系统的硬件和软件结构数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成,其中硬件控制系统是以微处理器为核心,采用大规模集成电路芯片,由可编程控制器、伺服驱动单元、伺服电动机、各种输入/输出设备(包括显示器、控制面板、输入/输出接口等)等可见部件组成。上一页下一页返回６.１概述软件控制系统即数控软件,包括数据输入/输出、插补控制、刀具补偿控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件及各种机床参数、ＰＬＣ参数、报警文本等组成。数控系统出现故障以后,就要分别对硬件和软件部分进行分析、判断,定位故障并维修。作为一个好的数控设备维修人员,必须具备电子线路、元器件、计算机软硬件、接口技术、测量技术等方面的知识,对数控系统的硬件组成和工作原理有一个清晰的认识,同时,又必须懂得数控系统的软件控制原理、数控加工程序编制、各种参数的设置等。１.数控系统的硬件结构上一页下一页返回６.１概述ＣＮＣ装置从它的硬件组成结构来看,若按其中含有ＣＰＵ的多少来分,可分为下面几类。①单机系统。整个ＣＮＣ装置只有一个ＣＰＵ,它集中控制和管理整个系统资源,通过分时处理的方式来实现各种ＮＣ功能。这种结构现存的已较少。②主从结构。系统中只有一个ＣＰＵ(称为主ＣＰＵ)对系统的资源有控制和使用权。其他带ＣＰＵ的功能部件,只能接收主ＣＰＵ的控制命令或数据,或向主ＣＰＵ发出请求信息以获得所需的数据,即它是处于从属地位的,故称之为主从结构。上一页下一页返回６.１概述③多机系统。ＣＮＣ装置中有两个或两个以上的ＣＰＵ,即系统中的某些功能模块自身也带有ＣＰＵ,根据部件间的相互关系又可将其分为多主结构和分布式结构。多主结构系统中有两个或两个以上带ＣＰＵ的模块部件对系统资源有控制或使用权,模块之间采用紧耦合方式,有集中的操作系统,通过仲裁器来解决总线争用问题,通过公共存储器进行信息交换。分布式结构系统有两个或两个以上带ＣＰＵ的功能模块,各模块有自己独立的运行环境,模块间采用松耦合,且采用通信方式交换信息。上一页下一页返回６.１概述(１)单机系统或主从结构单机系统以ＣＰＵ为核心,ＣＰＵ通过总线与存储器以及各种接口相连接,采用集中控制、分时处理的工作方式,完成数控加工中各个任务。有的ＣＮＣ装置虽然有两个以上的ＣＰＵ,但其中只有一个ＣＰＵ能控制总线,其他的ＣＰＵ只是附属的专用智能部件,不能控制总线,不能访问主存储器。它们之间构成主从结构,在此我们将它归于单机系统中。图６－１所示为单机系统硬件结构框图。ＣＰＵ通过总线与存储器(ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ)及各种接口(如ＭＤＩ/ＣＲＴ接口等)相连。上一页下一页返回６.１概述由于所有数控功能,如数据存储、插补运算、输入/输出控制、显示等由一个ＣＰＵ完成,因此ＣＮＣ装置的功能受ＣＰＵ字长、寻址能力和运算速度等因素限制。为了提高处理速度,增强数控功能,常采用以下措施。①采用协处理器(增强运算功能,提高运算速度)。②由硬件完成一部分插补工作(精插补)。③采用带有ＣＰＵ的ＰＬＣ和ＣＲＴ等智能部件。数控系统程序通常存放在ＥＰＲＯＭ中,采用专用写入器将程序写入,程序一经写入便可长期保存。写入的程序可以用紫外线擦除。上一页下一页返回６.１概述运算的中间结果存放在随机存储器(ＲＡＭ)中,可以对其随机读写,但断电后信息随即消失。零件加工程序、数据和参数存放在带有后备电池的ＣＭＯＳＲＡＭ中或磁泡存储器中,断电后信息仍保存。(２)多机系统多机系统的主要特点表现在两个方面,即它能实现真正意义上的并行处理,处理速度快,可以实现较复杂的系统功能;容错能力强,在某模块出了故障后,通过系统重组仍可继续工作。数控系统的多ＣＰＵ结构方案多种多样,它随着计算机系统结构的发展而变化。多处理器的数控系统一般采用总线互连方式,典型的结构有共享总线型、共享存储器型和混合型３类结构。上一页下一页返回６.１概述图６－２所示为共享总线型结构的多机系统。这种多机系统的功能模块分为带有ＣＰＵ或ＤＭＡ(ＤｉｒｅｃｔＭｅｍｏｒｙＡｃｃｅｓｓ)的主模块和从模块(ＲＡＭ/ＲＯＭ,Ｉ/Ｏ模块),同时它以系统总线为中心,所有的主、从模块都插在严格定义的标准系统总线上,并且采用总线仲裁机构(电路)来裁定多个模块同时请求使用系统总线的竞争问题。该结构的优点是结构简单,系统组配灵活,成本相对较低,可靠性高,但是总线又构成了系统的“瓶颈”,一旦系统总线出现故障,将使整个系统受到影响,另外,由于使用总线要经仲裁,使信息传输率降低。上一页下一页返回６.１概述图６－３为共享存储器型结构。这种结构的多机系统是面向公共存储器来设计的,即采用多端口来实现各主模块之间的互联和通信,采用多端口控制逻辑来解决多个模块同时访问多端口存储器冲突的矛盾。事实上,由于多端口存储器设计较复杂,而且对两个以上的主模块会因争用存储器可能造成存储器传输信息的阻塞,所以这种结构一般采用双端口存储器(双端口ＲＡＭ)。２.数控系统的软件结构ＣＮＣ系统的软件是为完成ＣＮＣ系统的各项功能而专门设计和编制的,是数控加工的一种专用软件,又称为系统软件(系统程序),其管理作用类似于计算机的操作系统的功能。上一页下一页返回６.１概述不同的ＣＮＣ系统,其功能和控制方案不同,因而各系统软件在结构上和规模上差别较大,各个厂家的软件互不兼容。现代数控机床的功能采用软件实现的比例越来越大,因此系统软件的设计相当重要。(１)数控系统硬件和软件功能划分数控系统的功能是硬件和软件协调工作的结果,究竟哪些工作由硬件实现,哪些工作由软件完成,即数控系统软件和硬件功能的划分,取决于数控系统本身的性价比。早期的ＮＣ装置中,数控系统的全部信息处理功能都由硬件来实现。随着技术的发展,微机性能价格比提高,微机成为数控系统中信息处理的主角,由软件完成数控工作。上一页下一页返回６.１概述随着产品的不同,功能要求的不同,软件和硬件功能的划分是不一样的。图６－４所示为４种典型ＣＮＣ系统的软硬功能划分,从图中可以看出,

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类ＣＮＣ系统,其软件实现功能的比例越来越大。从理论上讲,硬件能完成的功能也可以用软件来完成。从实现功能的角度看,硬件与软件在逻辑上是等价的,但是采用硬件和软件来实现相同的功能其特点是不同的。硬件处理速度快,但灵活性差,实现复杂控制的功能困难。软件设计灵活,适应性强,但处理速度相对较慢。(２)数控系统软件数据处理流程上一页下一页返回６.１概述数控系统软件的主要任务是将由零件加工程序表达的加工信息变换成各进给轴的位移指令、主轴转速指令和辅助动作指令,控制加工设备的轨迹运动和逻辑动作,加工出符合要求的零件。从加工程序输入到数控系统到数控机床完成零件的加工,这个过程中数控系统软件必须进行一系列的数据处理工作,其整个处理工作包括:①译码———将用文本格式(通常用ＡＳＣＩＩ码)表达的零件加工程序,以程序段为单位转换成后续程序所要求的数据结构(格式)。上一页下一页返回６.１概述②刀补处理———根据Ｇ９０/Ｇ９１计算零件轮廓的终点坐标值;根据Ｒ和Ｇ４１/４２,计算本段刀具中心轨迹的终点坐标值;根据本段与前段连接关系,进行段间连接处理。③速度预处理———根据加工程序给定的进给速度,计算在每个插补周期内的合成移动量,供插补程序使用。④插补处理———根据操作面板上“进给修调”开关的设定值,计算本次插补周期的实际合成位移量:ΔＬ１＝ΔＬ×修调值;将ΔＬ１按插补的线形(直线、圆弧等)和本插补点所在的位置分解到各个进给轴,作为各轴的位置控制指令(ΔＸ１、ΔＹ１);经插补计算后的数据存放在运行缓冲区中,以供位置控制程序之用。上一页下一页返回６.１概述本程序以系统规定的插补周期Δｔ定时运行。⑤位控处理———计算新的位置指令坐标值、新的位置实际坐标值、跟随误差、速度指令值。(３)软件系统特点ＣＮＣ系统是一个专用的实时多任务系统,ＣＮＣ装置通常作为一个独立的过程控制单元用于工业自动化生产中。因此,它的系统软件包括管理和控制两大部分。系统的管理部分包括输入、Ｉ/Ｏ处理、通信、显示、诊断以及加工程序的编制管理等程序。系统的控制部分包括译码、刀具补偿、速度预处理、插补和位置控制等软件,如图６－５所示。上一页下一页返回６.１概述数控的基本功能由上面这些功能子程序实现,这是任何一个计算机数控系统所必须具备的,功能增加,子程序就增加。不同的系统在其软件结构中对这些子程序的安排方式不同,管理方式亦不同。在单机系统中,常采用前后台型的软件结构和中断型的软件结构。在多机系统中,各个ＣＰＵ分别承担一定的任务,它们之间的通信依靠共享总线和共享存储器进行协调。在子系统较多时,也可采用相互通信的方法。无论何种类型的结构,数控系统的软件结构都具有多任务并行处理和多重实时中断的特点。１)多任务与并行处理。上一页下一页返回６.１概述所谓多任务,就是指为了保证控制的连续性和各任务执行的时序配合要求,数控系统的任务必须采用并行处理,而不能逐一处理。所谓并行处理,就是指系统在同一时间间隔或同一时刻内完成两个或两个以上任务处理的方法。数控加工时,数控系统要完成许多任务,有的任务对实时性要求很高,有的任务无实时性要求。在多数情况下,几个任务必须同时进行。在插补加工运行时,软件中的零件程序输入模块必须与控制软件同时运行。而控制软件运行时,本身的一些处理模块也必须同时运行。采用多任务并行处理的目的是合理使用和调配ＣＮＣ系统的资源和提高ＣＮＣ系统的处理速度。上一页下一页返回６.１概述具体实现方式有两种,即资源分时共享和资源重复利用。关于它们具体的特点描述请参见相关书籍。２)实时中断处理。数控系统软件结构的另一个特点是实时中断处理。数控系统程序以零件加工为对象,每个程序段有许多子程序(子过程),它们按预定的顺序反复执行,各步骤之间关系十分密切,有许多子程序实时性很强,这就决定了中断成为整个系统不可缺少的重要组成部分。数控系统的中断类型主要有外部中断、内部定时中断、硬件故障中断、程序性中断。数控系统的中断管理主要靠硬件完成,而系统的中断结构决定了软件结构。(４)软件系统结构上一页下一页返回６.１概述１)前后台型结构模式。在前后台软件结构中,前台程序是一个中断服务程序,完成全部的实时功能;后台(背景)程序是一个循环运行程序,管理软件和插补准备在这里完成,后台程序运行中,实时中断程序不断插入,与后台程序相配合。具体来讲,前台程序主要完成插补运算、位置控制、故障诊断等实时性很强的任务,它是一个实时中断服务程序;后台程序主要完成显示、零件加工程序的编辑管理、系统的输入/输出、插补预处理(译码、刀补处理、速度预处理)等弱实时性的任务,它是一个循环运行的程序,在运行过程中,不断地定时被前台中断程序所打断,前、后台相互配合来完成零件的加工任务,如图６－６所示。上一页下一页返回６.１概述２)中断型结构模式。中断型结构模式的特点是除了初始化程序之外,整个系统软件的各种任务模块分别安排在不同级别的中断服务程序中,整个软件就是一个大的中断系统。其管理的功能主要通过各级中断服务程序之间的相互通信来解决。３)基于实时操作系统的结构模式。实时操作系统(ＲｅａｌＴｉｍｅＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ,ＲＴＯＳ)是操作系统的一个重要分支,它除了具有通用操作系统的功能外,还具有任务管理、多种实时任务调度机制(如优先级抢占调度、时间片轮转调度等)、任务间的通信机制(如邮箱、消息队列、信号灯等)等功能。由此可知,ＣＮＣ系统软件完全可以在实时操作系统的基础上进行开发。上一页下一页返回６.１概述基于实时操作系统的结构模式的优点为:①弱化功能模块间的耦合关系。②系统的开放性和可维护性好。③减少系统开发的工作量。上一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法６.２.１直观检查法直观检查法,即维修人员充分利用自身的眼、耳、鼻、手等感觉器官查找故障的方法。通过仔细检查故障线路板,看有无熔丝熔断、元器件烧坏、烟熏、开裂等现象,从而可判断板内有无过流、过压、短路发生。用手摸并轻摇元器件(如电阻、电容、晶体管等)有无松动,以检查是否有断脚、虚焊等问题。针对故障的有关部分,用一些简单工具,如万用表、蜂鸣器等,检查各电源之间的连接线有无断路现象。若无,即可接入相应的电源,并注意有无烟、尘、噪声、焦煳味、异常发热的现象,以此发现一些较为明显的故障,进一步缩小检查范围。下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法６.２.２故障现象分析法对于非破坏性故障,必要时维修人员可让操作人员再现故障现象,最好会同机械、电气、液压等技术人员一起会诊,共同分析出现故障时的异常现象,有助于尽快而准确地找到故障规律和线索。６.２.３报警显示分析法数控机床上多配有面板显示器和指示灯。面板显示器可把大部分被监控的故障识别结果以报警的方式给出。对于各个具体的故障,系统有固定的报警号和文字显示给予提示。出现故障后,系统会根据故障情况、类型给予故障提示或者中断运行、停机等处理。上一页下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法指示灯可粗略地提示故障部分及类型等。程序运行中出现故障,程序显示能指出故障出现时程序中断部分;坐标值显示能提示故障出现时运动部件坐标位置;状态显示能提示功能执行结果。维修人员应利用故障信号及有关信息分析故障原因。６.２.４换件诊断法当系统出现故障后,维修人员把怀疑部分缩小,逐步缩小故障范围,直到把故障定位于板级或部分线路,甚至元器件级。此时,可利用备用的印刷线路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分,或将系统中具有相同功能的两块印刷线路板、集成电路芯片或元器件进行交换,即可迅速找出故障所在。这是一种简便易行的方法。上一页下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法但换件时应该注意备件的型号、规格、各种标记、电位器调整位置、开关状态、线路更改是否与怀疑的部分相同,此外,还要考虑到可能要重调新替换的某些电位器,以保证新旧两部分性能相近。任何细微的差异都可能导致失败或造成损失。６.２.５测量比较法在设计生产数控系统印刷线路板时,为了调整、维修的便利,在印刷线路板上设计了多个检测用端子。用户也可利用这些端子,比较测量正常的印刷线路板和有故障的印刷线路板之间的差异。可以检测这些测量端子的电压或波形,分析故障的起因及故障的所在位置。上一页下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法有时甚至还可对正常的印刷线路板人为地制造“故障”,如断开连接或短路,拔去组件等,以判断真实故障的起因。６.２.６参数检查法众所周知,数控参数能直接影响数控机床的性能。参数通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的ＣＭＯＳＲＡＭ中,一旦电量不足或由于外界的某种干扰等因素,会使个别参数丢失或变化,发生混乱,使机床无法工作。此时,通过核对、修正参数,就能将故障排除。当机床长期闲置后,工作时会有时无缘无故地出现不正常现象,就应根据特征,检查和校对有关参数。上一页下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法另外,经过长期运行的数控机床,由于其机械传动部件磨损、电气元件性能变化等原因,也需对其有关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。６.２.７敲击法当数控系统出现的故障表现为时有时无时,往往可用敲击法检查发生故障的部位。这是由于数控系统是由多块印刷线路板组成,每块板上又有许多焊点,板间或模块间又通过插接件及电缆相连。因此,任何虚焊或接触不良,都可能引起故障。当用绝缘物轻轻地敲打有虚焊及接触不良的疑点时,故障肯定会重复出现。上一页下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法６.２.８原理分析法根据数控系统的工作原理,维修人员可从逻辑上分析可疑器件各点的电平和波形,然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和对比,从而找出故障。这种方法对维修人员的要求较高,维修人员必须对整个系统乃至每个电路的原理有清楚的了解,但这也是检查疑难故障的最终方法。６.２.９接口信号法由于数控机床的各个控制部分大都采用Ｉ/Ｏ接口来互为控制,利用机床各接口部分的Ｉ/Ｏ接口信号来分析,则可以找出故障出现的部位。上一页下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法利用接口信号法进行故障诊断的全过程可归纳为:故障报警→故障现象分析→确定故障范围(大范围)→采用接口信号法→逻辑分析→确定故障点→排除故障。此方法符合系统的设计与调试原则,使用简单,容易掌握,能起到迅速、准确排除故障的作用。６.２.１０自诊断技术所谓自诊断技术,是指依靠数控系统内部计算机的快速处理数据的能力,对出错系统进行多路、快速的信号采集和处理,然后由诊断程序进行逻辑分析判断,以确定系统是否存在故障,以及对故障进行定位。上一页下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法现代数控系统虽然还未达到高度智能化,但已具备了较强的自诊断功能。自诊断大致可分为两类:一类为“启动诊断”,指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态为止,系统的内部诊断程序自动执行诊断,它可以对ＣＰＵ、存储器、总线、Ｉ/Ｏ单元等模块或印刷线路板,以及ＣＲＴ单元、阅读机、软盘驱动器等外围设备进行运行前的功能测试,确认系统的主要硬件是否可以正常工作。启动诊断的好处在于,使系统故障在没有造成危害之前就被发现,以便及时排除。另一类为“在线诊断”,指将诊断程序作为主程序的一部分,在系统的运行过程中不断对系统本身、与数控装置连接的各种外设、伺服系统等进行监控。上一页下一页返回６.２数控系统故障诊断的基本方法只要系统不停电,在线诊断一直进行。一旦发现异常,立即报警,甚至可以对故障进行分类,并决定是否停机。一般数控系统有几十种报警号,有的甚至多达五六百种报警号,用户可以根据报警内容提示来寻找故障的根源。上一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统是德国ＳＩＥＭＥＮＳ公司２０世纪８０年代中期推出的中档数控系统。其后的十几年中,ＳＩＥＭＥＮＳ公司相继推出的８１０系列产品有ＧＡ１、ＧＡ２、ＧＡ３三种型号。表６－１为８１０系统三种型号的区别。由于系统功能强大,使用方便,硬件采用模块化结构,系统容易维修,并且体积小,整体体积仅与一台１４ｉｎ电视机相当,因此８１０系统得到了广泛的应用。ＳＩＥＭＥＮＳ８１０/８２０系统分为Ｍ、Ｔ、Ｇ、Ｎ型。Ｍ型用于镗床、铣床和加工中心;Ｔ型用于车床;Ｇ型用于磨床;Ｎ型用于冲床。该数控系统一般适用于小型机床。下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统与ＳＩＥＭＥＮＳ８２０系统的功能差别见表６－２。与ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统配套的产品有ＳＩＭＡＴＩＣＳ５系列的ＰＬＣ,ＳＩＭＯＤＲＩＶＥ６１１Ａ交流驱动装置,１ＦＴ５、１ＦＴ６伺服电动机和１ＰＨ５、１ＰＨ６主轴电动机等。６.３.１ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点１)主ＣＰＵ采用８０８１６通道式结构的ＣＮＣ装置,有主、辅两个通道以同一方式工作,通道由ＰＬＣ同步。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成２)可控制２~４个坐标轴,基本插补有:任两坐标直线插补、圆弧插补,任三坐标螺旋线插补,三坐标直线插补,插补范围为±９９ｍ。３)可用屏幕对话、图形功能,５个软键和软键菜单操作编程,并可用图形模拟来调试程序,可采用极坐标编程轮廓描述编程(蓝图编程)。４)诊断功能完善,有内部安全监控,主轴监控和接口诊断等。在屏幕上可以显示数据和机床(ＰＬＣ)的报警信息及ＰＬＣ的内部状态。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成５)ＰＬＣ最大１２８点输入/６４点输出,用户程序容量为１２ＫＢ,小型扩展机箱ＥＵ可安装ＳＩＮＵＭＥＲＩＫＩ/Ｏ模块,也可选ＳＩＭＡＴＩＣＵ系列模块和ＷＦ７２５/ＷＦ７２６定位模块。６)在加工的同时可以输入程序以缩短停机时间。数据或程序输入可通过两个ＲＳ２３２Ｃ(Ｖ２４)接口或２０ｍＡ电流环(ＴＴＹ)接口。６.３.２ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的结构组成和连接１.ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的结构组成上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统由ＣＰＵ模块、位置控制模块、系统程序存储器模块、文字图形处理模块、接口模块、Ｉ/Ｏ模块、ＣＲＴ显示器及操作面板组成,是结构紧凑、经济、易于实现机电一体化的产品。(１)硬件结构图６－７为ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统背面外观图,正面可参阅图４－１。图６－８为系统的硬件结构框图。系统硬件主要由以下几部分组成。①ＣＰＵ模块(６ＦＸ１１３８)。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成该模块是数控系统的核心,主要包括ＣＮＣ与ＰＬＣ的ＣＰＵ、实际值寄存器、工件程序存储器、引导指令输入器(启动芯片)及两个串行通信接口。系统只有一片中央处理器(ｉｎｔｅｌ８０１８６),为ＣＮＣ与ＰＬＣ的ＣＰＵ所共用。②位置控制模块(６ＦＸ１１２１—４ＢＡ０２或４ＢＢ０２)。位置控制模块又称测量模块。该模块是数控系统对机床的进给轴与主轴实现位置反馈闭环控制的接口。它对每个控制轴的位置反馈进行拾取、监控、计数与缓冲,通过总线送到ＣＰＵ模块的实际值寄存器,同时将数控系统对各轴的模拟量控制指令(－１０~＋１０Ｖ)及使能信号送到相应轴的驱动装置。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成数控系统要求位置反馈元件是数字式的增量位移传感器,如光栅、光电脉冲编码器等,其中４ＢＢ０２具有内装的脉冲整形插值器(ＥＸＥ)。③系统程序存储器模块(６ＦＸ１１２８)。该模块的主要功能是插接系统程序存储器子模块(ＥＰＲＯＭ),同时还可带３２Ｋ静态ＲＡＭ存储器,作为零件加工程序存储器的扩展,扩展容量相当于８０ｍ穿孔带。④接口模块(６ＦＸ１１２１)。该模块通过Ｉ/Ｏ总线与输入/输出子模块(６ＦＸ１１２４)及手轮控制子模块(６ＦＸ１１２６),实现与系统操作面板和机床操作面板的接口。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成另外还可以连接两个快速测量头(用于工件和刀具的检测)及插接用户数据存储器(带电池的１６ＫＲＡＭ存储器子模块)。⑤文字图形处理器模块(６ＦＸ１１５１)。该模块的主要功能是进行文字和图形的处理,输出高分辨率的隔行扫描信号给显示器的适配单元。⑥电源模块(６ＥＶ３０５５)。该模块包括电源启动逻辑控制、输入滤波、开关式稳压电源(２４Ｖ/５Ｖ)及风扇监控等。⑦监视器控制单元。它是监视器的一部分,通过接口连接到文字图形处理器模块,其上的电位器可调节监视器的亮度、对比度、聚焦等。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成⑧监视器。一般采用９ｉｎ单色显示器,实现人机对话。⑨Ｉ/Ｏ子模块(６ＦＸ１１２４－６ＡＡ××)。它的主要功能是作为ＰＬＣ的输入/输出开关量接口,可连接多点接口信号,如６ＦＸ１１２４－６ＡＡ０１可连接６４点的２４Ｖ输入信号,２４点直流２４Ｖ、４００ｍＡ的输出信号,这些信号短路时分别有３个ＬＥＤ指示短路报警;另外还有８点直流２４Ｖ、１００ｍＡ的输出信号,这８点输出信号没有短路保护。(２)集成式可编程控制器(ＰＬＣ)ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统自带一个集成式可编程控制器(ＰＬＣ),用于实现系统与机床的接口和电气逻辑控制。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成所谓集成式ＰＬＣ,就是数控装置没有单独的可编程控制器的ＣＰＵ,硬件上与ＮＣ不能分离,不属于某型号的可编程控制器与ＮＣ实现接口或者通信而构成系统的模式。编程语言采用ＳＩＥＭＥＮＳＳＩＭＡＴＩＣＳ５系列可编程控制器的语言ＳＴＥＰ５。ＰＬＣ与ＮＣ间的信号交换如图６－９所示。８１０ＧＡ１的ＰＬＣ的用户程序可以编为两个程序块ＰＢ１和ＰＢ２(或ＦＢ１和ＦＢ２)。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成其中,ＰＢ１(ＦＢ１)是循环处理程序,可以用于实现ＮＣ控制系统和机床间的信号交换、辅助功能输出和机床间的电气逻辑控制,系统启动后,ＰＬＣ周而复始地扫描执行这个程序块,并在每次扫描结束时,向ＮＣ和机床侧输出执行结果;ＰＢ２(ＰＢ２)是以中断控制方式处理程序块,即由中断输入字节的信号引进跳转进入这个程序块,一般用于处理某种特定功能,如果对块长度有限制,可以不编制这个程序块。合理、巧妙地编制这两个程序块可以充分利用集成ＰＬＣ,从而使机床控制线路大为简化,同时提高可靠性。对于８１０ＧＡ１型系统,两个程序块的语句总数不能超过２０００条。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成对于ＧＡ２和ＧＡ３,系统ＰＬＣ的功能非常强,相当于Ｓ５１１５Ｕ的编程结构,使用组织块ＯＢ１作为系统与用户程序的接口,ＣＰＵ循环扫描ＯＢ１,在ＯＢ１中可以调用程序块、功能块等。组织块可使用６４个,程序块、功能块、顺序块和数据块可编程２５５个,使编程更方便,控制功能更强大。ＰＬＣ的程序运行通常占用１５％的ＣＰＵ运行时间。ＰＬＣ的开关量接口通过输入/输出模块(６ＦＸ１１２４—６ＡＡ××)来实现,最多可有１２８点输入、６４点输出。(３)软件组成上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成使用８１０系统的数控机床软件部分可分为启动软件、ＮＣ和ＰＬＣ系统软件、ＰＬＣ用户软件、机床数据、参数设置文件、工件程序等,详见表６－３。表６－３中的Ⅱ、Ⅲ类程序,数据存储在ＮＣ系统的随机存储器中,是针对具体机床的。存储这些数据的存储器在机床断电时是受电池保护的,如果电池失效这些数据将丢失,所以用户需要将这些数据传出,做磁盘备份。２.ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的连接(１)ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的连接要求图６－１０为常用的、采用脉冲编码器作为反馈元件的８１０系统的连接总图。系统对于外部连接的要求如下。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成①输入电源的连接。由于使用显示器的区别,８１０与８２０系统对输入电源的要求有明显的不同。•８１０系统ＣＮＣ(不包括伺服驱动)对外部输入电源的要求为:输入电源电压:ＤＣ２４(１－１５％)Ｖ~２４(１＋２０％)Ｖ。输入电源容量:１２０ＶＡ。•８２０系统ＣＮＣ(不包括伺服驱动)对外部输入电源的要求为:输入电源电压:ＡＣ２２０(１－１５％)Ｖ~２２０(１＋５％)Ｖ。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成输入电源频率:(５０±２)Ｈｚ。输入电源容量:５００ＶＡ。②机床侧开关输入信号的连接。８１０系统Ｉ/Ｏ模块对机床侧开关输入信号的要求为:信号触点容量应大于ＤＣ３０Ｖ/６ｍＡ,若触点断开,输入电压小于＋５Ｖ;若触点闭合,输入电压大于１３Ｖ,小于３０Ｖ,信号持续时间大于４０ｍｓ。③ＣＮＣ输出信号的连接。８１０输出信号对机床侧负载的要求为:上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成输出为“１”(触点闭合):输出端负载电压ＤＣ２４Ｖ,最大负载电流小于４００ｍＡ。输出为“０”(触点断开):输出端最大负载电压小于ＤＣ３０Ｖ。(２)ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统与外部的连接８１０系统ＣＮＣ与外部的连接主要包括电源连接、ＣＮＣ与驱动器的连接、ＣＮＣ与位置反馈编码器的连接、ＣＮＣ与机床侧Ｉ/Ｏ信号的连接等。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成ＣＮＣ与驱动器的连接、ＣＮＣ与位置反馈编码器的连接通过ＣＮＣ的位置控制模块进行,信号连接地址在ＣＮＣ侧是固定不变的,但在驱动器与电动机(编码器)侧可能会因为驱动器与电动机的不同而有所区别。①ＣＮＣ与驱动系统的连接。ＣＮＣ与驱动器的连接主要有各坐标轴的速度给定信号、使能信号等,信号的连接要求见表６－４。当系统安装有两个位置控制模块时,第２位置控制模块的连接与第１位置控制模块相同,但对应的控制轴为第４、５、６轴或者第４轴、主轴、第５轴。上一页下一页返回６.３ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的主要特点和结构组成②ＣＮＣ与位置编码器的连接。在８１０系统ＣＮＣ中,通常采用伺服电动机内装的编码器作为位置检测元件,编码器信号也是直接与８１０系统的位置控制模块进行连接的,它不通过驱动系统。编码器与模块的连接关系见表６－５。上一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查６.４.１ＣＰＵ模块的设定端子８１０系统ＣＰＵ模块(６ＦＸ１１３８—５ＢＢ０３)上安装有设定端子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３,这些设定通常是固定不变的,维修时一般不做改变,但在更换ＣＰＵ模块时应对此做检查。设定端子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３的标准设定状态为:Ｓ１:ＯＦＦ(开路);Ｓ２:ＯＦＦ(开路);Ｓ３:ＯＮ(短路)。６.４.２显示控制模块的设定端子下一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查８１０系统的显示控制模块(６ＦＸ１１２６—１ＡＡ０４)上安装有地址设定端子Ｓ１、显示字符设定端子Ｓ２以及Ｓ３,这些设定通常是固定不变的,维修时一般不做改变,但在更换显示控制模块时应对此做检查。设定端子Ｓ１的标准设定状态为:Ｓ１－１/１６:ＯＦＦ(开路):Ｓ１－２/１５:ＯＦＦ(开路);Ｓ１－３/１４:ＯＮ(短路);Ｓ１－４/１３:ＯＦＦ(开路);Ｓ１－５/１２:ＯＮ(短路);Ｓ１－６/１１:ＯＦＦ(开路);Ｓ１－７/１０:ＯＦＦ(开路);Ｓ１－８/９:ＯＦＦ(开路)。设定端子Ｓ２的标准设定状态为:上一页下一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查Ｓ２－１/８:ＯＦＦ(开路);Ｓ２－２/７:ＯＦＦ(开路);Ｓ２－３/６:ＯＦＦ(开路);Ｓ２－４/５:ＯＮ(短路)。设定端子Ｓ３的标准设定状态为:Ｓ３－１/３:ＯＮ(短路);Ｓ３－１/２:ＯＦＦ(开路)。６.４.３接口/ＲＡＭ模块的设定端子８１０系统的接口/ＲＡＭ模块(６ＦＸ１１２１—２ＢＡ０３)上安装有外部传感器信号电平与信号形式设定端子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３,这些设定通常是固定不变的,维修时一般不做改变,但在更换接口/ＲＡＭ模块时应对此做检查,其标准设定状态为:上一页下一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查Ｓ１.１:ＯＦＦ(开路);Ｓ２.１:ＯＦＦ(开路);Ｓ３.１:ＯＮ(短路);Ｓ１.２:ＯＦＦ(开路);Ｓ２.２:ＯＦＦ(开路);Ｓ３.３:ＯＮ(短路);Ｓ１:ＯＦＦ(开路)。６.４.４存储器模块的设定端子８１０系统的存储器模块(６ＦＸ１１２８—１ＢＡ００)上安装有地址设定端子Ｓ１,设定通常是固定不变的,维修时一般不做改变,但在更换存储器模块时应对此做检查,其标准设定状态为:Ｓ１.２:ＯＮ(短路);Ｓ１.３:ＯＦＦ(开路)。６.４.５位置控制模块的设定端子上一页下一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查８１０系统的位置控制模块(６ＦＸ１１２１—４ＢＡ０２)上安装有３轴的位置检测编码器的＋５Ｖ电源供给方式选择等设定端子Ｓ１~Ｓ６,设定通常是固定不变的,维修时一般不做改变,但在更换位置控制模块时应对此做检查,其标准设定状态为:Ｓ１－１/３:ＯＮ(短路);Ｓ１－２/３:ＯＦＦ(开路);Ｓ２－１/３:ＯＮ(短路);Ｓ２－２/３:ＯＦＦ(开路);Ｓ３－１/３:ＯＮ(短路);Ｓ３－２/３:ＯＦＦ(开路);Ｓ４:ＯＦＦ(开路);Ｓ５:ＯＦＦ(开路);Ｓ６－１/３:ＯＦＦ(开路);Ｓ６－２/３:ＯＮ(短路)。上一页下一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查６.４.６Ｉ/Ｏ模块的设定端子８１０系统的Ｉ/Ｏ模块(６ＦＣ３９８４—３Ｒ∗)上安装有两个用于地址设定的多位设定开关Ｓ１、Ｓ２,用于设定对应模块的Ｉ/Ｏ地址。在安装、调试、更换模块时,需要根据模块的实际连接要求改变地址设定端的状态,维修时应对此做检查。Ｓ１:用于Ｉ/Ｏ模块输入地址的设定,多位设定开关Ｓ１的位置与Ｉ/Ｏ模块连接端地址的对应关系如下。设定０:模块输入连接器Ｘ２４０４对应的输入地址为Ｉ０.０~Ｉ３.７;模块输入连接器Ｘ２４０５对应的输入地址为Ｉ４.０~Ｉ７.７;上一页下一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查设定１:模块输入连接器Ｘ２４０４对应的输入地址为Ｉ８.０~Ｉ１１.７;模块输入连接器Ｘ２４０５对应的输入地址为Ｉ１２.０~Ｉ１５.７;设定２:模块输入连接器Ｘ２４０４对应的输入地址为Ｉ１６.０~Ｉ１９.７;模块输入连接器Ｘ２４０５对应的输入地址为Ｉ２０.０~Ｉ２３.７;设定３:模块输入连接器Ｘ２４０４对应的输入地址为Ｉ２４.０~Ｉ２７.７;模块输入连接器Ｘ２４０５对应的输入地址为Ｉ２８.０~Ｉ３１.７。Ｓ２:用于Ｉ/Ｏ模块输出地址的设定,多位设定开关Ｓ２的位置与Ｉ/Ｏ模块连接端地址的对应关系如下。上一页下一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查设定０:模块输出连接器Ｘ２４０２对应的输出地址为Ｑ０.０~Ｑ３.７;设定１:模块输出连接器Ｘ２４０２对应的输出地址为Ｑ４.０~Ｑ７.７;设定２:模块输出连接器Ｘ２４０２对应的输出地址为Ｑ８.０~Ｑ１１.７;设定３:模块输出连接器Ｘ２４０２对应的输出地址为Ｑ１２.０~Ｑ１５.７。６.４.７手轮模块的设定端子上一页下一页返回６.４ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统设定端子的检查８１０系统的手轮模块(６ＦＣ３９８４—３ＲＪ)上安装有两个用于地址设定的多位设定开关Ｓ１、Ｓ２,用于设定对应模块的Ｉ/Ｏ地址。在安装、调试、更换模块时,需要根据模块的实际连接要求改变地址设定端的状态,维修时应对此做检查。手轮模块(６ＦＣ３９８４—３ＲＪ)Ｓ１、Ｓ２的设定位置均固定为“０”。上一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整设定正确的机床参数(或称机床数据)是保证机床正常工作的前提条件,也是机床维修的重要依据与参考,维修时必须保证机床参数的正确设定。一般来说,系统与机床生产厂家在提供系统与机床时,均应提供最终的机床参数设定表。在进行维修工作时,维修人员应随时参考系统“机床参数”的设置情况,对机床进行必要的调整与维修。特别是在更换数控系统模块前,一定要事先记录机床的原始设置参数,以便机床功能的恢复。下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整但是,由于种种原因,机床使用单位在维修时无法提供机床参数设定表的情况也经常发生,因此,维修人员必须对全部机床参数有完整、正确、清晰的了解,才能进行迅速、正确的维修。机床参数的设定依据主要有两方面,一是系统生产厂家根据机床生产厂家所需要的ＣＮＣ功能,对系统的基本功能进行的设定;二是机床生产厂按各机床的实际工作情况,对标准数控系统进行的设定与调整。与系统功能有关的机床参数直接决定了系统的配置和功能,设定错误可能会导致系统功能的丧失;与机床调整有关的机床参数设定错误,可能会影响机床的主要参数与动静态性能、定位精度等。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整因此,保证机床参数的正确设定对机床的正常工作至关重要。６.５.１参数的组成ＳＩＥＭＥＮＳ系统的机床参数大致可以分为ＣＮＣ参数(ＮＣ－ＭＤ)、ＰＬＣ参数(ＰＬＣ－ＭＤ)、设定参数(ＳＤ)等部分,从广义上说,还包括ＰＬＣ用户程序、ＰＬＣ报警文本等。ＣＮＣ参数一般为系统功能的设定、伺服系统的调整、机床的主要性能指标的设定、主轴主要性能指标设定等,它是数控机床最重要的参数。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整ＰＬＣ参数一般为ＰＬＣ模块的规格、定时器时间、计数器计算值、机床ＰＬＣ程序用的设定参数等,它通常由机床生产厂家根据机床的实际控制要求进行设定。ＰＬＣ用户参数也可以是机床生产厂家根据机床的功能要求而设置的参数,用于机床某些辅助部件动作的生效或取消,

以提高ＰＬＣ程序的通用化程度。８１０系统设定参数包括零点偏置、Ｒ参数、主轴设定参数、轴设定参数等。与其他系统有所不同,在８１０系统中,部分设定参数(如主轴设定参数、轴设定参数)可能会影响到机床的正常运行,因此,在维修时除对ＣＮＣ参数、ＰＬＣ参数等进行检查外,还必须同时对设定参数进行检查。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整ＰＬＣ用户程序是根据机床控制要求编写的机床(ＰＬＣ)控制软件,它直接决定了机床的动作与信号的逻辑关系。ＰＬＣ报警文本是可以在ＣＲＴ上显示的ＰＬＣ报警信息ＡＬＭ６０００~６０６３与操作者信息７０００~７６０６３的文本内容。在不改变机床动作与功能时,维修中一般不需要对它们进行修改。但是,维修人员应当熟悉机床的ＰＬＣ用户程序,以便通过接口信号来检查机床电气控制部分的故障。１.ＣＮＣ参数(ＮＣ－ＭＤ)ＮＣ参数是使ＣＮＣ与具体机床相匹配设置的有关参数,在８１０中包括如下部分。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整(１)ＣＮＣ通用参数(十进制字)ＣＮＣ通用参数包括ＮＣ－ＭＤ１~１５６,是对ＣＮＣ基本状态的设定参数,一般可以直接使用系统生产厂的出厂数据,机床厂、用户通常不需要进行修改与调整。(２)通道专用数据(十进制字)通道专用数据包括ＮＣ－ＭＤ１０８∗~１１８∗(∗代表通道号,可以是０、１),用于对ＣＮＣ开机默认Ｇ代码的设定。ＣＮＣ初次调试时需要设定,维修时可以根据实际加工要求进行修改与调整。(３)“进给轴”参数(十进制字)上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整“进给轴”参数包括ＮＣ－ＭＤ２００∗~３９６∗(∗代表轴号,可以是０、１、２、３、４,分别表示５个进给轴,下同),是坐标轴的漂移补偿、传动系统的间隙补偿、位置控制系统增益、坐标轴的速度和加速度、定位允差、轮廓监控等与坐标轴控制有关的设定数据,维修中这些数据有可能进行调整。(４)主轴参数(十进制字)主轴参数包括ＮＣ－ＭＤ4000

~４５９０,是对主轴在不同传动级(变速挡)下的特性加以调整的参数,在维修中都有可能进行调整。(５)ＣＮＣ通用位参数(二进制位)上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整通用位参数包括ＮＣ－ＭＤ５０００~５０５０,是设置ＣＮＣ基本功能的参数,维修时可以根据需要做某些改变。(６)传送参数(二进制位)传送参数包括ＮＣ－ＭＤ５０６０~５０６６,当系统选择了“传送”功能选件时,用于指定需要传送的“轴名”。(７)主轴专用“位参数”(二进制位)主轴专用“位参数”包括ＮＣ－ＭＤ５２００~５２１０,是对主轴功能进行自动控制的参数,维修时可以根据需要做某些改变。(８)通道专用“位参数”(十进制位)上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整通道专用“位参数”包括ＮＣ－ＭＤ５４０∗~５５８∗(∗代表通道号,可以是１、２),是对系统功能的选择参数,在机床交付使用后,一般不再做调整。(９)进给轴专用“位参数”(二进制位)进给轴专用“位参数”包括ＮＣ－ＭＤ５６０∗~５７６∗,是对进给坐标轴功能进行选择的参数,维修时可以根据需要做某些改变。(１０)螺距误差补偿参数(二进制位)螺距误差补偿参数包括ＮＣ－ＭＤ６０００~６２４９,这些参数用来进行螺距补偿,通常需要用激光干涉仪测出丝杠螺距误差曲线后才能进行调整,在机床精度恢复时,应做调整。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整由于ＮＣ机床数据涉及内容广,数量大,因此在修改与优化时,必须弄清数据的确切含义、取值范围和设定方法,才能进行相应的修改。２.ＰＬＣ参数８１０系统的ＰＬＣ参数(ＰＬＣ－ＭＤ)包括系统参数与用户参数两大部分。ＰＬＣ系统参数又可以分为ＰＬＣ系统参数、ＰＬＣ系统位参数两部分,用户参数可以分为ＰＬＣ用户参数与ＰＬＣ用户位参数两部分,具体如下。(１)ＰＬＣ系统参数(ＳｙｓｔｅｍＤａｔａ,十进制字)ＰＬＣ系统参数ＰＬＣ－ＭＤ０~８用于指定中断输入信号地址、ＰＬＣ程序的循环执行时间、定时器范围等。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整在通常情况下,ＰＬＣ系统参数不需要进行改变,可以直接使用ＳＩＥＭＥＮＳ标准数据。(２)ＰＬＣ系统位参数(ＳｙｓｔｅｍＢｉｔｓ,二进制位)ＰＬＣ系统位参数ＰＬＣ－ＭＤ２０００~２００５用于指定部分与ＰＬＣ有关的系统功能,如Ｍ、Ｓ、Ｔ、Ｈ代码的输出形式,操作面板的信号传送,Ｉ/Ｏ信号的连接,倍率开关的使用,ＰＬＣ的启动和处理特性等。在通常情况下,ＰＬＣ系统参数ＰＬＣ－ＭＤ２０００~２００５应由机床生产厂家根据需要进行设定与调整。维修时应注意,在更换ＣＰＵ、存储器模块后必须对此进行正确的设定。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整(３)ＰＬＣ用户参数(ＵｓｅｒＤａｔａ,十进制字)ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统的用户参数包括ＰＬＣ－ＭＤ１０００~１００７(双字节),它一般是机床生产厂家根据ＰＬＣ程序要求设定的可变定时器的时间值、计数器计数值等。(４)ＰＬＣ用户位参数(ＵｓｅｒＢｉｔｓ,十进制位)ＰＬＣ用户位参数ＰＬＣ－ＭＤ２０００~２００３(单字节)一般是机床生产厂家根据机床的功能要求而设置的,用于机床某辅助部件动作的生效或取消的设定数据。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整ＰＬＣ用户参数与ＰＬＣ用户位参数可以在ＣＮＣ重新启动时,由ＣＮＣ的操作系统自动将其状态写入ＰＬＣ的内部标志寄存器Ｆ１１６.０~Ｆ１３５.７中,并且具有断电记忆与可以随时通过操作面板进行重新设定与修改的功能。维修时应注意,在更换ＣＰＵ、存储器模块后,必须对此进行正确的设定。３.设定参数８１０系统的设定参数(ＣＮＣ－ＳＤ)包括编程设定参数与基本设定参数两大部分,具体如下。(１)编程设定参数上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整８１０系统编程设定参数包括零点偏置参数(ＺｅｒｏＯｆｆｓｅｔ)、外部零点偏置参数(Ｅｘｔ.ＺｅｒｏＯｆｆｓｅｔ)、可编程零点偏置参数(Ｐｒｏｇｒ.ＺｅｒｏＯｆｆｓｅｔ)、附加零点偏置参数(Ａｄｄａ.ＺｅｒｏＯｆｆｓｅｔ)、Ｒ参数(ＲＰａｒａｍｅｔｅｒｓ)等。以上参数与其他系统一样,通常只会影响到程序的轨迹与加工尺寸,但不会对系统的功能与动作产生太大的影响,因此,通常属于编程人员检查的范畴。(２)基本设定参数上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整８１０系统基本设定参数包括主轴设定参数(ＳｐｉｎｄｌｅＳｅｔｔｉｎｇ)、通用轴设定参数(ＣｏｍｍｏｎＡｘｉａｌＳｅｔｔｉｎｇ)、设定位参数(ＳｅｔｔｉｎｇＢｉｔｓ)、坐标轴旋转角度参数(ＲｏｔａｔｅＡｎｇｌｅ)、坐标轴比例参数(ＳｃａｌｅＭｏｄｉｆ)等。以上参数与其他系统不同,它们不仅影响到程序的轨迹与加工尺寸,而且会对系统的功能与动作产生影响,因此,在维修时应像ＣＮＣ参数、ＰＬＣ参数一样引起重视,当机床发生故障时,必须同时对设定参数进行检查。４.ＰＬＣ用户程序与报警文本上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整ＰＬＣ用户程序是根据机床控制要求编写的机床(ＰＬＣ)控制软件,它直接决定了机床的动作与信号的逻辑关系,一般不需要对其进行修改。ＰＬＣ报警文本是可以在ＣＲＴ上显示的ＰＬＣ报警信息ＡＬＭ６０００~ＡＬＭ６０６３与操作信息７０００~７６０６３的文本内容。ＰＬＣ报警文本的显示,可以通过ＰＬＣ程序对内部标志寄存器Ｆ１００.０~Ｆ１１５.７的赋值进行,每页显示的报警条数与文本的长度决定于系统,在机床功能没有改变时,维修时原则上不应对其进行修改。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整６.５.２参数的显示在８１０系统中,所有的机床参数均可以通过ＣＲＴ的显示进行检查。当发现参数错误时,也可以通过ＭＤＩ/ＣＲＴ模块进行修改。８１０系统机床参数的检查与修改的基本操作步骤方法如下。１.ＣＮＣ参数的显示显示８１０系统ＣＮＣ参数的操作步骤如下。①按下ＣＮＣ操作面板上的功能键ＤＩＡＧＮＯＳ,ＣＲＴ进入诊断显示页面。②通过ＣＮＣ操作面板上的软功能键扩展键>,ＣＲＴ进入参数选择显示页面。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整③按下ＣＮＣ操作面板上的功能键ＮＣ－ＭＤ,ＣＲＴ进入ＣＮＣ参数显示页面。按软功能键ＧＥＮＥＲＡＬＤＡＴＡ,ＣＲＴ显示ＣＮＣ通用参数、通道参数;按软功能键ＡＸＩＡＬＭＤ１,ＣＲＴ显示进给轴参数;按软功能键ＡＸＩＡＬＭＤ２,ＣＲＴ显示螺距误差补偿参数;按软功能键ＳＰＩＮＤＬＥＤＡＴＡ,ＣＲＴ显示主轴参数;按软功能键ＭＡＣＨＩＮＥＢＩＴＳ,ＣＲＴ显示机床位参数。④通过系统操作面板上的选页键或光标移动键可以“逐页”或“逐行”显示参数。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整进入相应的参数显示页面后,为了快速搜索到所需要的参数,也可以在显示对应参数页面时,通过输入参数号,直接用检索键进行检索。２.ＰＬＣ参数的显示显示８１０系统ＰＬＣ参数的操作步骤为:①按下ＣＮＣ操作面板上的功能键ＤＩＡＧＮＯＳ,ＣＲＴ进入诊断显示页面。②通过ＣＮＣ操作面板上的软功能键扩展键>,ＣＲＴ进入参数选择显示页面。③按下ＣＮＣ操作面板上的功能键ＰＬＣ－ＭＤ,系统进入ＰＬＣ参数显示页面。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整按软功能键ＳＹＳＴＥＭＤＡＴＡ,ＣＲＴ显示ＰＬＣ系统参数;按软功能键ＳＹＳＴＥＭＢＩＴＳ,ＣＲＴ显示ＰＬＣ系统位参数;按软功能键ＵＳＥＲＤＡＴＡ,ＣＲＴ显示ＰＬＣ用户参数;按软功能键ＵＳＥＲＢＩＴＳ,ＣＲＴ显示ＰＬＣ用户位参数。④通过系统操作面板上的选页键或光标移动键可以“逐页”或“逐行”显示参数。进入相应的参数显示页面后,为了快速搜索到所需要的参数,也可以在显示对应参数页面时,通过输入参数号,直接用检索键进行检索。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整３.设定参数的显示显示８１０系统设定参数(ＣＮＣ－ＳＤ)的操作步骤为:①按下ＣＮＣ操作面板上的功能键ＳＥＴＴＩＮＧＤＡＴＡ,ＣＲＴ进入设定参数显示页面。②通过ＣＮＣ操作面板上的软功能键(部分软功能键需要通过软功能键扩展键>才能显示),ＣＲＴ可以显示如下设定参数页面:按软功能键ＺＥＲＯＯＦＦＳＥＴ,ＣＲＴ显示零点偏置参数;按软功能键ＰＲＯＧＺＯ,ＣＲＴ显示可编程零点偏置参数;按软功能键ＥＸＴＺＯ,ＣＲＴ显示外部零点偏置参数;上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整按软功能键ＲＰＡＲＡＭＥＴＥＲ,ＣＲＴ显示Ｒ参数;按软功能键ＡＸＩＡＬ,ＣＲＴ显示通用轴设定参数。③通过软功能键扩展键>还可以继续显示如下参数。按软功能键ＳＰＩＮＤＬＥ,ＣＲＴ显示主轴设定参数;按软功能键ＳＥＴＴＩＮＧＢＩＴＳ,ＣＲＴ显示设定位参数;按软功能键ＲＯＴＡＴＡＮＧＬＥ,ＣＲＴ显示坐标轴旋转角度参数;按软功能键ＳＣＡＬＥＭＯＤＩＦ,ＣＲＴ显示坐标轴比例参数。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整进入相应的参数显示页面后,通过系统操作面板上的选页键或光标移动键可以“逐页”或“逐行”显示参数。６.５.３参数的修改８１０系统的设定参数(ＣＮＣ－ＳＤ)通常只需要在选择参数后直接进行修改,无须其他步骤,但是如果８１０系统的ＣＮＣ参数设置了对设定参数(ＳＤ)的保护,则它们也需要像修改８１０系统ＣＮＣ参数或ＰＬＣ参数那样通过如下步骤进行修改。修改８１０系统参数ＣＮＣ参数或ＰＬＣ参数的操作步骤为:①按下ＣＮＣ操作面板上的调试键(带有“眼睛”标记符号的按键),ＣＲＴ进入调试显示页面。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整②输入ＣＮＣ参数保护密码(系统默认值为“１１１１”),选择调试方式。③按下系统操作面板上的功能键ＤＩＡＧＮＯＳ,ＣＲＴ进入诊断显示页面。④通过与参数显示同样的操作,显示需要修改的参数。⑤通过光标移动键,使光标定位到需要修改的参数上。⑥通过操作面板上的数字键与输入键,输入需要修改或重新输入的参数值。⑦确认输入参数是否正确,必要时可以再次输入,进行修改。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整⑧通过以下任意一种方法,使参数生效。•关机,并再次开机;•按下系统操作面板上的调试键,选择初始化软功能键ＩＮＩＴＩＡＬＣＬＥＡＲ,然后再选择调试结束软功能键ＳＥＴＵＰＥＮＤＰＷ。⑨如果参数ＮＣ－ＭＤ５、ＮＣ－ＭＤ８、ＮＣ－ＭＤ５０１２.６被修改,则还需要对用户程序存储器进行格式化处理。６.５.４参数的设定和调整上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整在８１０系统中,机床参数涉及内容广,数量大,因此在修改与优化时,必须弄清数据的确切含义、取值范围和设定方法,才能进行相应的修改。要了解各参数的确切含义、取值范围的设定方法,应参见８１０系统的“安装说明书”。为了维修方便,现将常用的主要参数简要说明如下。１.ＰＬＣ参数的设定与调整如前所述,８１０系统的ＰＬＣ参数(ＰＬＣ－ＭＤ)包括ＰＬＣ系统参数、ＰＬＣ系统位参数、ＰＬＣ用户参数。主要ＰＬＣ参数含义见表６－６。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整２.ＣＮＣ位参数的设定与调整所谓位参数是指以八位二进制表示的机床参数,其中每一位均有具体含义,通常它们是直接决定系统的基本配置、基本功能等方面内容的重要参数。相对而言,十进制参数的变化通常仅仅是在参数(如速度、位置)数值上的增减,它们一般不会引起系统功能、机床动作的本质变化。但８１０系统的基本位参数却可以改变功能与信号的状态,它会导致系统功能、机床动作的本质变化。因此,在机床维修与调整时,尤其要引起重视。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整在机床位参数(ＭａｃｈｉｎｅＢｉｔｓ)中,ＮＣ功能位参数是直接决定系统选择功能的最重要参数,一旦设定错误,可能会直接导致系统选择功能的丧失。此外,在维修时需要经常检查与重点调整的参数还有通用位参数、主轴专用位参数、通道专用位参数、进给轴专用位参数等。它们与ＣＮＣ功能参数一样,都是直接决定系统功能的基本参数。(１)ＮＣ功能位参数ＮＣ功能位参数是直接决定系统选择功能的重要参数,与ＦＡＮＵＣ系统不同,８１０系统的功能位参数无特别的设定区域,它穿插在其他的位参数之中。上一页下一页返回６.５ＳＩＥＭＥＮＳ８１０系统机床参数的设定和调整通常来说,系统的功能位参数属于系统生产厂家的保密范围,它与系统的价值直接相关,一般不提供给机床生产厂家与用户。功能位参数的设定与调整,原则上只能按照系统出厂时随机附带的设定表进行,不允许维修人员进行任意修改。但如果维修人员能够正确理解、掌握功能位参数的内在含义,就可能使系统的功能得到加强与提升,从而提高数控机床的性能与价值。表６－７是８１０系统部分常用功能位参数的含义,可以供维修人员参考。需要注意的是:系统中少数特殊功能,除应设定正确的功能参数外,还需要硬件的支持。上一页下一页返回６.