第一章數(shù)控系統(tǒng)簡介

1、第一章 數(shù)控系統(tǒng)介紹本實訓室配備有華中型車削、銑削數(shù)控系統(tǒng)的模擬軟件以及對應(yīng)的硬加密狗，SIENUMENS 810D銑加工中心數(shù)控系統(tǒng)。第一節(jié) 華中型車削數(shù)控系統(tǒng)華中型車削數(shù)控系統(tǒng)是(HCNC1T)華中理工大學、武漢華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司研制開發(fā)出來的。在保證系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，為用戶提供了一個簡捷、方便的操作平臺。1.1.1CNC結(jié)構(gòu)圖1.1 數(shù)控教學型車床系統(tǒng)框圖CNC結(jié)構(gòu)如圖1.1所示：說明：系統(tǒng)用中文CRT顯示，具有很好的人機界面。3.5英寸軟盤可用于保存或調(diào)入加工程序。通訊接口可用于系統(tǒng)集成化、聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)輸入、輸出、遠程診斷等。標準面板包括CRT/MDI面板和操作面板。系統(tǒng)采用實時多任

2、務(wù)的管理方式，能夠在加工的同時進行其他操作。系統(tǒng)啟動步驟打開電柜開關(guān)打開計算機開關(guān)開始自檢并由電子盤引導系統(tǒng)，進入DOS或WINDOWS工作環(huán)境。執(zhí)行CNC.EXE文件，系統(tǒng)顯示如圖1.2所示圖1.2 系統(tǒng)上電屏幕顯示.系統(tǒng)通電后的屏幕說明系統(tǒng)通電后，系統(tǒng)的屏幕顯示如圖1.2所示。工作方式：顯示系統(tǒng)目前的運行方式，如：自動運行、回零功能、手搖進給、MDI功能、手動操作、步進功能等。運行狀態(tài)：表示在不同的工作方式下有不同的運行狀態(tài)，如：自動方式的狀態(tài)顯示：100%（進給修調(diào)）、機床鎖住、程序單段等回零方式的狀態(tài)顯示：X軸回零、Z軸回零手搖功能的狀態(tài)顯示：*10（手搖倍率）、X軸進給、Z軸進給等M

3、DI功能的狀態(tài)顯示：摸態(tài)G00 G90 G20 G99等點動功能的狀態(tài)顯示：100%（最大速度的百分比）、X軸進給、Z軸進給等步進功能的狀態(tài)顯示：*10（步進倍率）、X軸進給、Z軸進給等運行文件名：顯示自動加工的文件名，如：O2000 表示該文件被讀入運行O.N索引：顯示自動運行中的O代碼和N代碼P.L索引：顯示自動運行中的P（調(diào)用子程序號）代碼和L（調(diào)用次數(shù)）代碼M.T索引：顯示自動運行中的M（輔助功能為兩位）代碼和T（刀具號為四位）代碼機械坐標：顯示從伺服單元反饋的坐標信息圖1.3菜單結(jié)構(gòu)F1鍵的功能：用此鍵改變顯示軟鍵的功能，使其返回到較高層次的菜單.系統(tǒng)的菜單功能介紹該系統(tǒng)的菜單共分為

4、4級，分一級主菜單和三級子菜單，其結(jié)構(gòu)如圖1.3所示第一級菜單（主菜單）基本功能菜單，如下圖所示：第二級菜單（第一級子菜單） 自動方式下的子菜單如下圖所示 回零方式下的子菜單如下圖所示 手搖方式下的子菜單如下圖所示 MDI方式下的子菜單如下圖所示 點動方式下的子菜單如下圖所示 步進方式下的子菜單如下圖所示第三級菜單（第二級子菜單） 刀具參數(shù)的子菜單如下圖所示 數(shù)據(jù)設(shè)定的子菜單如下圖所示 零件程序的子菜單如下圖所示 PLC功能的子菜單如下圖所示第四級菜單（第三級子菜單）程序編輯下的子菜單如下圖所示. 手動運行此工作方式在調(diào)試機床及對刀等情況下。.自動運行自動運行的操作步驟：在主菜單下選擇“自動運

5、行”按（F1）鍵顯示其子菜單，選擇加工程序，如加工程序已被選擇，可進行、操作按“內(nèi)存方式”，選擇要運行的程序按“循環(huán)啟動”當運行過程中，需要人為退出自動運行或需要消除屏幕上的報警信息時，可按“運行取消”軟體鍵，屏幕上提示確認信息“是否退出自動運行Y/N？”，按“Y”鍵表明取消，其他任意鍵表示不取消運行。*.報警信息提示：l “#0”：在程序中有錯誤的符號l “#1”：在宏程序中括號不配對l “#2”：表達式不對l “#3”：沒有等號l “#4”：非法變量l “#5”：標號表滿l “#6”：重復標號l “#7”：沒有定義的標號l “#8”：GOTO語句需接標號l “#9”：在Dom中的m不是數(shù)字

6、或超出范圍l “#10”：DO后沒有數(shù)字l “#11”：DO WHILE不配對l “#12”：太多的WHILEl “#13”：ENDm without WHILEl “#14”：太多的嵌套l “#15”：重復的DOml “#16”：被零除l “#17”：太多嵌套的宏l “#18”：空變量被引用l “#19”：非法地址被引用l “#20”：沒有該G7*功能l “#21”：在G71 G72 G73指令中沒有P地址l “#22”：在G71 G72 G73指令中沒有Q地址l “#23”：在G71 G72 G73指令中P地址指定應(yīng)該在Q地址之前l(fā) “#24”：內(nèi)存空間不夠l “#25”：程序中無M02代

7、碼l “#26”：在G02 G03指令中半徑太小l “#27”：指令速度太大l “#28”：X軸正軟極限報警l “#29”：Y軸正軟極限報警l “#30”：Z軸正軟極限報警l “#31”：X軸負軟極限報警l “#32”：Y軸負軟極限報警l “#33”：Z軸負軟極限報警l “#34”：Y軸正超程l “#35”：Y軸負超程l “#36”：在G02/G03不能進行倒角控制l “#37”：倒角量太大l “#38”：倒角控制時不能進行刀補l “#39”：Y軸正超程l “#40”：Y軸負超程l “#41”：指令中刀具補償號太大l “#42”：指令中刀具號太大l “#43”：在G02 G03指令中不能有T代

8、碼存在l “#44”：急停報警l “#45”：X軸正超程l “#46”：X軸負超程l “#47”：Z軸正超程l “#48”：Z軸負超程l “#49”：主軸報警l “#50”：在G02/G03中不能進行建立刀補l “#51”：在G02/G03中不能進行取消刀補l “#52”：在G71/G72/G73/G76中不能建立刀補l “#53”：刀補的刀具半徑為零l “#54”：輪廓半徑太小l “#55”：刀具干涉l “#56”：伺服故障l “#57”：伺服1故障l “#58”：伺服2故障l “#59”：伺服3故障l “#60”：軸1碼盤錯誤l “#61”：軸2碼盤錯誤l “#62”：軸3碼盤錯誤l “#

9、63”：軸1過載l “#64”：軸2過載l “#65”：軸3過載l “#66”：軸1過速l “#67”：軸2過速l “#68”：軸3過速l “#69”：文件太長，用CAM加工方式.華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的位置伺服單元報警信息l 軸通信錯誤，/1118Hl 軸系統(tǒng)硬件故障，/30Hl 軸主回路短路，/31Hl 軸伺服電機過熱，/32Hl 軸保險絲熔斷，/33Hl 軸直流過電流，/34Hl 軸直流過電壓，/35Hl 軸泵升回路故障，/36Hl 軸控制回路欠壓，/37Hl 軸反饋斷線，/38Hl 軸看門狗叫喚，/39Hl 軸UVW信號不正常，/3AHl 軸UVW初始定位不正確， /3BHl 軸伺服

10、單元超速，/40Hl 軸跟蹤誤差過大，/41Hl 軸軟件過熱保護，/42Hl 軸找不到參考點，/44Hl 軸RAM測試錯誤，/90Hl 軸EPROM測試錯誤，/91H第二節(jié)華中型銑削數(shù)控系統(tǒng).系統(tǒng)概述華中型數(shù)控系統(tǒng)是由華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司研制開發(fā)的，基于PCNC數(shù)控系統(tǒng)在保證系統(tǒng)的可靠性的基礎(chǔ)上，為用戶提供了一個簡捷、方便的操作方式。CNC結(jié)構(gòu)CNC結(jié)構(gòu)如下圖1.4所示圖1.4 數(shù)控教學型銑床系統(tǒng)框圖說明：系統(tǒng)用中文CRT顯示，具有很好的人機界面。3.5英寸磁盤可用于保存或調(diào)入加工程序。通訊接口可用于系統(tǒng)集成化、聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)輸入、輸出、遠程診斷等。標準面板包括CRT/MDI面板和操作面板。系統(tǒng)采

11、用實時多任務(wù)的管理方式，能夠在加工的同時進行其它操作。操作面板本系統(tǒng)有NC鍵盤和機床操作面板。NC鍵盤采用計算機鍵盤，含義和功能與計算機鍵盤基本相同。機床操作面板如圖1.5所示。圖1.5 華中型教學數(shù)控銑床操作面板系統(tǒng)上電屏幕說明上電后系統(tǒng)的屏幕顯示如圖1.6所示說明：加工方式：顯示系統(tǒng)目前的運行方式，如自動、手動、急停、回零等。加工方式：顯示一行正在加工的程序。正文窗口：根據(jù)不同的用戶界面顯示。命令行說明當前畫面所處的位置。運行程序索引：顯示自動加工中的O代碼和N代碼工件指令坐標：可選為指令位置/實際位置/剩余進給/跟蹤誤差/負載電流和機床坐標/工件坐標/相對坐標。按軟體鍵則進入相應(yīng)的畫面。

12、軟體鍵F8、 F9在任何畫面中有效。圖1.6 教學型數(shù)控銑削系統(tǒng)上電屏幕顯示在圖3主畫面中，按F10，進入擴展功能，10個軟體鍵變?yōu)槿鐖D4所示。在其它畫面中F10為返回上一畫面。.系統(tǒng)的菜單功能成功啟動軟件系統(tǒng)后，屏幕將出現(xiàn)系統(tǒng)的一級菜單，當選擇其中的某項功能后，控制系統(tǒng)會顯示該功能下的子菜單。同樣，可根據(jù)該子菜單的內(nèi)容選擇所需功能，該功能的下級菜單將被顯示。若要返回上級菜單，按F10功能鍵即可。功能鍵F8和F9在任何畫面都有效，它們被用于設(shè)置通道及顯示方式、參數(shù)等。菜單結(jié)構(gòu)如圖1.7第一級菜單（主菜單）圖1.7 菜單結(jié)構(gòu)圖基本功能擴展功能第一級菜單自動方式下的子菜單編輯方式下的子菜單參數(shù)方式

13、下的子菜單MDI方式下的子菜單CAD/CAM子菜單PLC方式下的子菜單故障診斷子菜單第三級子菜單MDI運行下子菜單.數(shù)控系統(tǒng)的運行冀停止手動運行手動運行適用于：手動參考點返回、手動連續(xù)進給、解除超程、對刀和調(diào)試機床等。自動運行操作步驟：選擇主菜單中的自動加工F1程序選擇F1機床操作面板的方式選擇開關(guān)置于自動加工位置按下循環(huán)啟動按鈕自動加工開始。自動運行的停止在自動運行過程中，想人為退出自動運行狀態(tài)或屏幕上有報警信息，此時可按“停止運行”（F7）按鈕，屏幕上提示確認信息“是否退出自動運行Y/N？”，按Y鍵表明取消運行，其他鍵不取消運行。程序校驗操作步驟：選擇主菜單中的自動加工F1程序選擇F1程序

14、校驗F3顯示方式F9機床操作面板的工作方式選擇開關(guān)置于自動加工位置機床鎖住、Z軸鎖住、MST鎖住按下循環(huán)啟動按鈕程序校驗開始。.程序編輯程序管理包括對加工程序的編輯、拷貝、刪除、改名等操作。若編輯區(qū)已經(jīng)有程序，則在正文窗口顯示正在編輯的程序，此時允許對該程序進行編輯。若編輯區(qū)沒有程序，則操作步驟如下：選擇主菜單中的程序編輯F2文件管理F1選擇所需的程序文件，系統(tǒng)將該程序調(diào)入編輯區(qū)，即可進行有關(guān)的編輯操作。.安全防護及報警處理故障診斷選擇主菜單基本功能中的“擴展功能”F10故障診斷F4在故障診斷子菜單中有“報警顯示”F6和“錯誤歷史”F7。緊急停止按下機床操作面板上的“急停按鈕”。.華中數(shù)控銑削

15、系統(tǒng)計算機模擬熱鍵循環(huán)啟動熱鍵：Shift+ Shift進給保持：Ctrl+Alt急停：Scroll Lock復位：Ctrl+Alt+ Shift單段/自動：CapsLock退出數(shù)控系統(tǒng)：Alt+X第三節(jié) SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)XH714立式加工中心，主要用于中、小型模具及復雜異型零件的加工，可自動銑削平面、槽、斜面及各種復雜曲線，也可進行鉆孔、鉸孔、擴孔、鏜削等加工。機床配備了SIEMENS 公司的SINUMERIK 810D 數(shù)控系統(tǒng)，主軸可實現(xiàn)504500rpm的無級調(diào)速。SINUMERIK 810D 數(shù)控系統(tǒng)的主要功能特點有：在SINUMERIK 810D 數(shù)控系統(tǒng)中，驅(qū)

16、動控制和NC控制集成在一塊模塊上。采用32bit的微處理器，實行CNC控制。NURBS高級插補三軸聯(lián)動控制（3個進給軸和一個主軸），最高可擴展到五軸聯(lián)動。最小輸入單位：0.001mm或0.0001inch最大指令值：+/-9999.99mm參考點返回刀具長度及半徑補償英/公制轉(zhuǎn)換刀具偏置量寄存反向間隙及螺距誤差補償直線及多象限圓弧插補增量運行測量回路波形檢查機床剛性檢測RS-232通訊接口固定循環(huán)及自動子程序多種語言轉(zhuǎn)換等。驅(qū)動單元：SIEMENS 611A驅(qū)動器伺服電機：最大扭矩：11Nm（X、Y軸），16Nm（Z軸）額定電流：8.3A輸入電壓：270V額定轉(zhuǎn)速：3000RPM1.3.1SI

17、NUMERIK 810D 數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)SINUMERIK 810D 數(shù)控系統(tǒng)連線，如圖1.8所示。圖3.1 SINUME圖1.8 SINUMERIK 810D 數(shù)控系統(tǒng)1.3.2操作面板簡介圖1.9 OP 031操作面板及加工控制面板1.3.2.1超薄操作面板OP 031上的鍵功能，如圖1.9所示。顯示器1加工區(qū)域鍵數(shù)字字母鍵返回鍵輸入修改及光標控制鍵水平軟鍵盤加工控制面板擴展功能鍵（主菜單）區(qū)域轉(zhuǎn)換鍵垂直軟鍵盤1.3.2.2OP 031操作面板上的加工鍵定義SIEMENS標準加工控制面板，有如圖1.10所示操作控制功能。* 圖1.10 銑削加工中心加工控制面板急停按鈕在如下情況下按下此紅色鍵

18、：l 人的生命受到危險。l 設(shè)備與工件受到危險。注：急停按鈕將導致所有的驅(qū)動元件停止動作。操作方式和加工功能當你按下了一個“操作方式”鍵，那么對應(yīng)的操作方式將會替代之前選定的操作方式。激活的工作方式將以LED顯示。手動：機床的點動控制方法：l 使用方向鍵控制軸連續(xù)移動；l 使用方向鍵控制軸增量移動；l 手輪控制移動（手動輸入自動運行）l 手動數(shù)據(jù)輸入，自動運行l(wèi) 經(jīng)過操作面板輸入程序段，并通過機床執(zhí)行這些程序段或程序段系列。自動l 控制機床自動執(zhí)行程序。步進方式移動手輪進給調(diào)速鍵手輪進給調(diào)速步進值:，10，100，1000，10000/刻度加工功能示教功能斷點返回回參考點程序控制NC停止l 按

19、下該鍵時，正在執(zhí)行的零件程序?qū)粧炱?，對?yīng)的LED指示燈亮。l 在此之后，按下“NC啟動”，程序?qū)^續(xù)執(zhí)行。NC啟動l 激活被選擇的零件程序，程序名顯示在顯示器頭部，對應(yīng)的LED指示燈亮。單段執(zhí)行l(wèi) 準許操作者一段接一段地執(zhí)行零件程序，當單段執(zhí)行被選擇時，加工控制面板上對應(yīng)的LED亮。復位按下該鍵時：l 正執(zhí)行的零件程序?qū)粡U除。l 通道顯示狀態(tài)將會切換到“Reset”?？煲品较蜴I（銑床用坐標軸選擇鍵）軸選擇鍵l 選擇對應(yīng)的X、Y、Z、9軸方向選擇l 按“+”向坐標軸正方向移動。l 按“-”向坐標軸負方向移動?？焖冱c動l 按下該鍵和方向鍵主軸控制主軸速度倍率旋鈕l 通過該旋鈕，可以改變程

20、序設(shè)定的主軸速度。l 控制范圍為：50%120%l 每兩檔之間的增量為：5%主軸停止l 按下此按鈕時，主軸將會減速直至為零，并且l 控制面板上，對應(yīng)的LED顯示主軸停l 應(yīng)用：換刀；調(diào)試過程中輸入S，T，H，M功能等。主軸啟動l 此按鈕將使主軸開始加速直至規(guī)定的速度，并且控制面板上對應(yīng)的LED顯示主軸啟動。進給控制進給/快進倍率l 控制范圍：編程設(shè)定進給速度的0%120%l 設(shè)置：0%，1%，2%，4%，6%，8%，10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%，75%，80%，85%，90%，95%，100%，105%，110%，115%，120%進給停止l 當前程序的執(zhí)行過程將被停

21、止l 被控制的軸將會停止驅(qū)動l 進給停止一經(jīng)接受，相對應(yīng)的LED點亮，并且在顯示器狀態(tài)顯示中將會顯示“FST”（Feed Stop）。l 應(yīng)用：換刀；在“MDA”時，處理程序段檢測到了錯誤。進給啟動l 零件程序從指針所在程序段繼續(xù)往后執(zhí)行；l 進給速度逐漸加速至程序定義的速度值；l 進給啟動一經(jīng)采納，對應(yīng)的LED將會被點亮。鑰匙開關(guān)機床生產(chǎn)廠家定義鍵功能區(qū)域啟動冷卻液關(guān)閉冷卻液刀庫逆時針旋轉(zhuǎn)l 按下此按鈕，從工作臺向主軸方向觀察，主軸逆時針轉(zhuǎn)動。（只在手動方式下有效）刀庫順時針旋轉(zhuǎn)l 按下此按鈕，從工作臺向主軸方向觀察，主軸順時針轉(zhuǎn)動。（只在手動方式下有效）主軸夾頭完成刀具夾緊動作l 配合“刀

22、具放松”鍵進行手動換刀。主軸夾頭松開對主軸刀具的夾緊l 注意在按下此按鈕之前，要用手握住刀柄，以防刀具松開下落時損壞工作臺和刀具。軟件限位設(shè)定的的取消對機床的報警信息作出處理之后進行回答l 使用它可以清除一些報警信息。l 報警號以“7”開頭的報警信息才用到，其它報警信息不能按此鍵應(yīng)答；必須按照應(yīng)答提示停機處理。1.3.2.3OP31操作面板上操作鍵盤的鍵功能通道切換l 存在幾個通道的時候，利用它在通道之間切換。報警應(yīng)答l 使用它可以清除一些報警信息。幫助信息l 調(diào)用與當前操作狀態(tài)相關(guān)連的文件和信息。選擇窗口l 在同時存在幾個窗口時，選擇所需要的窗口。移動光標l 向上下左右移動光標。翻頁鍵l 向上/下翻頁刪除字符l 從右往左刪除字符空格選擇鍵/觸發(fā)鍵編輯/撤消編輯鍵行結(jié)束輸入鍵鍵名切換1.3.3圖形用戶界面1.3.3.1軟鍵盤和屏幕布局如圖1.11所示。圖1.11 SINUMERIK 810D操作面板 操作區(qū)域顯示2 通道狀態(tài)3 程序狀態(tài)4 通道和工作方式組5 報警和提示行6 工作方式顯示7程序名8 通道操作信息9 通道狀態(tài)顯示10擴展指示11 工作窗口，加工信息顯示12 帶用戶信息的對話行13 聚焦框14 水平方向軟鍵菜單欄15 垂直方向軟