1、第一節(jié)概述 按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平，可以把數(shù)控系統(tǒng)分為高、中、低三檔，低檔數(shù)控系統(tǒng)即可認為是經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)是相對于標準型數(shù)控系統(tǒng)而言的，不同時期，不同國家和地區(qū)的含義是不一樣的。根據(jù)實際機床的使用要求，合理簡化系統(tǒng)，降低成本，即可稱為經(jīng)濟型。區(qū)別于經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，將功能比較齊全的數(shù)控系統(tǒng)稱為全功能數(shù)控系統(tǒng)，或稱為標準型數(shù)控系統(tǒng)。組成：步進電機、驅(qū)動電路、傳動機構(gòu)工作原理：一、開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)第二節(jié)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成及功能特點 1）無位移檢測裝置，控制精度低 2）結(jié)構(gòu)簡單、易于調(diào)整、成本低。主要技術(shù)指標 1）定位精度可達0.02mm 2）脈沖當量可達0.01mm 3）最高進

2、給速度低于6m/min應(yīng)用:經(jīng)濟型數(shù)控機床及機床數(shù)控化改造關(guān)于步進電機 步距角：步進電機每接受一個指令脈沖，轉(zhuǎn)子相應(yīng)的轉(zhuǎn)角 脈沖當量：步進電機每接受一個指令脈沖，工作臺相應(yīng)的位移 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向的決定因素：脈沖頻率、脈沖數(shù)和通電相序。 主要類型：反應(yīng)式步進電機、混合式步進電機二、數(shù)控系統(tǒng)的功能1.運行監(jiān)控(1) 輪廓監(jiān)控輪廓誤差是由于位置調(diào)節(jié)回路的信號偏差而產(chǎn)生的，可分為線性信號誤差和非線性信號誤差。(2) 定位監(jiān)控為了確保軸在預(yù)定的時間內(nèi)到達指定點，在一個程序段運行結(jié)束后，啟動在精定位延遲中設(shè)定的時間，并在這一時間運行結(jié)束后檢查誤差是否低于精定位精度的極限值。(3) 零速監(jiān)控在一個程序段運

3、行結(jié)束后，檢查零速監(jiān)控遲滯時間結(jié)束之后，移動誤差是否達到零速公差的極限值。(4) 夾緊監(jiān)控如果定位工序結(jié)束后，軸需要被夾緊，可以用接口信號“夾緊工序運行”(V380X0002.3)起動夾緊監(jiān)控。(5) 轉(zhuǎn)速給定值監(jiān)控轉(zhuǎn)速給定值監(jiān)控用來監(jiān)控主軸和模擬驅(qū)動進給軸轉(zhuǎn)速不超過極限速度。(6) 實際速度監(jiān)控用來監(jiān)控實際速度是否超過在速度監(jiān)控臨界值里給出的極限值。2.編碼器監(jiān)控(1)編碼器極限頻率監(jiān)控只要編碼器被接通，編碼器極限頻率監(jiān)控就一直生效。(2)零標監(jiān)控零標監(jiān)控用來檢查在位置實際值編碼器發(fā)出兩個零標之間是否丟失脈沖，在零標監(jiān)控里將記錄需要進行監(jiān)控響應(yīng)的被識別到的零標誤差個數(shù)。3.靜態(tài)極限監(jiān)控(1)

4、硬件限位開關(guān)監(jiān)控每根軸每個加工方向都用一個硬件限位開關(guān)，以避免滑塊脫離機床。(2)軟件限位開關(guān)監(jiān)控軟件限位開關(guān)監(jiān)控用來控制在正常加工方式下各加工軸最大的加工范圍。第三節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的電氣連接一、供電與接地1) 接地方法必須遵守國標GB/T5226.12002/IEC602041:2000“機械安全機械電氣設(shè)備第 1部分：通用技術(shù)條件。2)在用戶現(xiàn)場沒有良好接地的情況下，應(yīng)摘掉CNC電源X1中PE和M端子上的短接片，并且斷開電柜中其他PE與DC24V零線的連接，使CNC處于浮地狀態(tài)。3) 當CNC處于浮地狀態(tài)時，如需使用RS-232接口，必須采用RS-232隔離器(訂貨號:6FX2003-0DS00

5、)。4) PE接地只能集中在一點接地，接地線截面積必須大于等于6mm2，接地嚴格禁止出現(xiàn)環(huán)繞。5) 用于24V穩(wěn)壓電源的變壓器為控制變壓器(AC380V/AC220V)，用于驅(qū)動器的變壓器為驅(qū)動變壓器(AC380V/AC85V)。6)系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源DC24V之前需接入隔離變壓器(控制變壓器AC380V/AC220V,JBK3-400VA)；步進驅(qū)動AC85V必須采用獨立的隔離變壓器(驅(qū)動變壓器AC380V/AC85V,JBK3系列)。7)電柜中布線時，交流電源線(如AC85V、AC220V、AC380V、變頻器到主軸電動機的電纜)必須與DC24V電纜和信號線電纜分開走線。8)如果機床使用變頻

6、器作為主軸驅(qū)動單元，在設(shè)計電柜時應(yīng)考慮采取必要的抗干擾的措施。 變頻器的電源進線和動力出線在電柜內(nèi)的長度應(yīng)盡可能短； 變頻器的電源線和動力線應(yīng)單獨布線； CNC的模擬量控制信號應(yīng)屏蔽，屏蔽應(yīng)在變頻器端接地； 變頻器的動力線也應(yīng)屏蔽，屏蔽應(yīng)在電動機地腳端接地。二、數(shù)控系統(tǒng)各部件的連接置布置位口接37圖圖7-4X7接口與進給驅(qū)動和主軸的連接表7-1實例程序定義的輸入輸出信號說明圖7-5步進驅(qū)動和系統(tǒng)之間的連接第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試一、 PLC應(yīng)用程序調(diào)試1. PLC實例應(yīng)用程序的主要功能(1)PLC 初始化包括激活測量系統(tǒng); 通道和軸接口的進給倍率生效;參數(shù)有效性檢測(在子程序31中實現(xiàn))。(2)急

7、停處理包括急停按鈕處理；611U電源模塊上電與下電時序控制(T48，T63，T64)；611U 電源模塊的狀態(tài)監(jiān)控(T72-驅(qū)動器就緒，T52-I2t報警)(這兩個狀態(tài)反饋信號也可以激活急停)。(3)信號處理包括操作方式選擇；NC啟動、停止、復位；主軸手動操作(主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止)；點動鍵處理(根據(jù)PLC參數(shù))；由HMI接口選擇手輪 (SBR39 HMIHW)。(4)坐標軸控制包括各個坐標的使能控制(包括主軸)；硬限位處理(單或雙開關(guān)邏輯)或超程鏈；參考點開關(guān)監(jiān)控。(5)接觸器控制的主軸包括主軸使能；主軸手動操作(手動方式下正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止)；在自動或MDA方式下，可直接編程M03和M04，

8、PLC自動在M03和M04之間加入制動輸出；外部主軸制動控制。(6)模擬主軸包括單極性模擬主軸(010V)和雙極性模擬主軸(+/-10V)；單極性主軸的正使能由Q0.0引出，負使能由Q0.1引出；雙極性主軸使能由系統(tǒng)的 X7(Pin 17 和 Pin 50)引出；主軸手動操作(手動方式下正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止)；主軸程序控制(自動和MDA方式)。(7)車床刀架控制包括適用于4或6工位霍爾元件簡易刀架；刀架鎖緊監(jiān)控(鎖緊時間由PLC機床參數(shù)設(shè)定)；刀架刀位反饋監(jiān)控；換刀過程監(jiān)控(如果在一定時間內(nèi)沒有找刀目標刀具，自動停止)；換刀時進給停止。(8)冷卻液控制(9)導軌潤滑包括用戶鍵K5啟動潤滑一次；定時

9、定量潤滑(根據(jù)PLC參數(shù)設(shè)定的間隔和潤滑時間)。(10)卡緊放松控制包括用于車床的卡盤卡緊和放松；用于銑床的刀具卡緊和放松。(11)伺服驅(qū)動器優(yōu)化時電動機抱閘的釋放控制控制組合鍵由PLC機床參數(shù)激活(只用于611U對帶抱閘電動機的優(yōu)化)，組合鍵：+抱閘釋放；+抱閘鎖緊；抱閘釋放時可以產(chǎn)生PLC報警以提示調(diào)試人員注意。2.實例程序調(diào)試(1)設(shè)定機床類型參數(shù)MD1451016；0表示車床；1表示銑床。(2)定義輸入輸出參數(shù)MD1451204&MD1451247；MD1451204表示DI16的輸入使能和輸入邏輯，MD1451247表示DO16的輸出使能和輸出邏輯。(3)定義點動鍵參數(shù)MD14510

10、26MD1451031；MD1451026為X+鍵，MD1451027為X-鍵，MD1451030為Z+鍵，MD1451031為Z-鍵，機床為銑床(MD1451016=1時)MD1451028為Y+鍵，MD1451029為Y-鍵。(4)屏蔽急停信號參數(shù)MD1451216；Bit0=1退出急停。(5)定義使用功能參數(shù)MD1451211；Bit7=1車床刀架有效，Bit6=1銑床主軸換檔生效，Bit3=1主軸控制生效，Bit2=1卡緊放松控制，Bit1=1自動潤滑生效，Bit0=1冷卻控制生效。(6)設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)MD1451216/17/18；這三個參數(shù)每個參數(shù)都有8位，分別用來定義旋轉(zhuǎn)監(jiān)控、

11、主軸配置、帶制動裝置的進給電動機、回參考點倍率無效的軸、硬限位等。表7-2軸參數(shù)設(shè)置表表7-2軸參數(shù)設(shè)置表第五節(jié)802S/C的工具盒一、工具盒的安裝 將工具盒CD插入驅(qū)動器，計算機自動接入安裝程序：進入安裝程序后選擇需要的軟件工具，然后計算機會自動將軟件工具安裝到硬盤上。安裝過程中如果采用默認路徑，則軟件工具被安裝在C盤上的Program FilesSiemens目錄下。如果您自己選擇路徑，一定要記住路徑名，以免找不到所需的文件。二、WINPCIN通信工具軟件圖7-7WINPCIN通訊工具軟件界面三、Programming Tool PLC 802PLC編程工具軟件1.修改內(nèi)裝實例程序 用戶可以將系統(tǒng)中的實例程序上載到計算機中，修改、加入所需的功能，然后再下載到SINUMERIK 802S/C base line系統(tǒng)中。圖7-8PLC802編程工具軟件界面2.用子程序庫搭建自己的應(yīng)用程序1) PLC與計算機的通信電纜接線確保正確。2) 在SINUMERIK 802S/C base line系統(tǒng)中選擇聯(lián)機波特率(路徑：“診斷“調(diào)試 “STEP7連接)。3) 在 SINUMERIK 802S/C base line系統(tǒng)中激活“STEP7連接(有效)。4) 在Programming Tool PLC 802 中，在“P