數(shù)控系統(tǒng)簡介

1、第一章數(shù)控系統(tǒng)介紹本實(shí)訓(xùn)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 (HCNC 1T)華中理工大學(xué)、 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(gè)簡捷、方便的操作平臺。1.1.1CNC 結(jié)構(gòu)CNC 結(jié)構(gòu)如圖1.1 所示：圖 1.1 數(shù)控教學(xué)型車床系統(tǒng)框圖說明：系統(tǒng)用中文CRT 顯示，具有很好的人機(jī)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(yuǎn)程診斷等。標(biāo)準(zhǔn)面板包括 CRT/MDI 面板和操

2、作面板。系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)多任務(wù)的管理方式，能夠在加工的同時(shí)進(jìn)行其他操作。系統(tǒng)啟動步驟打開電柜開關(guān)打開計(jì)算機(jī)開關(guān)開始自檢并由電子盤引導(dǎo)系統(tǒng)，進(jìn)入執(zhí)行 CNC.EXE 文件，系統(tǒng)顯示如圖DOS 或 WINDOWS1.2 所示工作環(huán)境。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(yùn)行方式，如：自動運(yùn)行、回零功能、手搖進(jìn)給、功能、手動操作、步進(jìn)功能等。MDI運(yùn)行狀態(tài)：表示在不同的工作方式下有不同的運(yùn)行狀態(tài)，如：自動方式的狀態(tài)顯示：100%（進(jìn)給修調(diào)）、機(jī)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)

3、顯示：*10 （手搖倍率）、 X 軸進(jìn)給、 Z 軸進(jìn)給等MDI 功能的狀態(tài)顯示：摸態(tài)G00 G90 G20 G99 等點(diǎn)動功能的狀態(tài)顯示：100%（最大速度的百分比） 、 X 軸進(jìn)給、 Z 軸進(jìn)給等步進(jìn)功能的狀態(tài)顯示：*10 （步進(jìn)倍率）、 X 軸進(jìn)給、 Z 軸進(jìn)給等運(yùn)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(yùn)行 O.N 索引：顯示自動運(yùn)行中的O 代碼和 N 代碼 P.L 索引：顯示自動運(yùn)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(yùn)行中的M （輔助功能為兩位）代碼和T （刀具號為四位）代碼機(jī)械坐標(biāo)：顯示從伺服單元反饋的坐標(biāo)信息 F1 鍵的功

4、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圖 1.3 菜單結(jié)構(gòu) . .系統(tǒng)的菜單功能介紹該系統(tǒng)的菜單共分為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：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(diǎn)動方式下的子菜單如下圖所示步進(jìn)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(yùn)行

5、此工作方式在調(diào)試機(jī)床及對刀等情況下。 . .自動運(yùn)行自動運(yùn)行的操作步驟：在主菜單下選擇“自動運(yùn)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(jìn)行、操作按“內(nèi)存方式” ，選擇要運(yùn)行的程序按“循環(huán)啟動”當(dāng)運(yùn)行過程中，需要人為退出自動運(yùn)行或需要消除屏幕上的報(bào)警信息時(shí)，可按“運(yùn)行取消”軟體鍵，屏幕上提示確認(rèn)信息“是否退出自動運(yùn)行 Y/N ？”，按“ Y ”鍵表明取消，其他任意鍵表示不取消運(yùn)行。* . . 報(bào)警信息提示：“ #0”：在程序中有錯誤的符號 “ #1”：在宏程序中括號不配對 “ #2”：表達(dá)式不對“ #3”：沒有等號 “ #4”：非法變量 “ #5”：標(biāo)號表滿 “ #6

6、”：重復(fù)標(biāo)號“ #7”：沒有定義的標(biāo)號“ #8”： GOTO語句需接標(biāo)號“ #9”：在 Dom中的 m不是數(shù)字或超出范圍 “ #10”： DO后沒有數(shù)字“ #11”： DO WHILE不配對 “ #12”：太多的 WHILE“ #13”： ENDm without WHILE“ #14”：太多的嵌套 “ #15”：重復(fù)的 DOm“ #16”：被零除“ #17”：太多嵌套的宏 “ #18”：空變量被引用 “ #19”：非法地址被引用 “ #20”：沒有該 G7*功能“ #21”：在 G71 G72 G73 指令中沒有P 地址“ #22”：在 G71 G72 G73 指令中沒有 Q地址“ #23”

7、：在 G71 G72 G73 指令中 P 地址指定應(yīng)該在Q地址之前“ #24”：內(nèi)存空間不夠“ #25”：程序中無 M02代碼“ #26”：在 G02 G03 指令中半徑太小 “ #27”：指令速度太大“ #28”： X 軸正軟極限報(bào)警“ #29”： Y 軸正軟極限報(bào)警“ #30”： Z 軸正軟極限報(bào)警“ #31”： X 軸負(fù)軟極限報(bào)警“ #32”： Y 軸負(fù)軟極限報(bào)警“ #33”： Z 軸負(fù)軟極限報(bào)警“ #34”： Y 軸正超程“ #35”： Y 軸負(fù)超程“ #36”：在 G02/G03 不能進(jìn)行倒角控制 “ #37”：倒角量太大“ #38”：倒角控制時(shí)不能進(jìn)行刀補(bǔ) “ #39”： Y 軸正

8、超程“ #40”： Y 軸負(fù)超程“ #41”：指令中刀具補(bǔ)償號太大 “ #42”：指令中刀具號太大“ #43”：在 G02 G03 指令中不能有T 代碼存在“ #44”：急停報(bào)警 “ #45”： X 軸正超程 “ #46”： X 軸負(fù)超程 “ #47”： Z 軸正超程 “ #48”： Z 軸負(fù)超程 “ #49”：主軸報(bào)警“ #50”：在 G02/G03 中不能進(jìn)行建立刀補(bǔ) “ #51”：在 G02/G03 中不能進(jìn)行取消刀補(bǔ)“ #52”：在 G71/G72/G73/G76 中不能建立刀補(bǔ) “ #53”：刀補(bǔ)的刀具半徑為零“ #54”：輪廓半徑太小 “ #55”：刀具干涉“ #56”：伺服故障“

9、 #57”：伺服 1 故障 “ #58”：伺服 2 故障 “ #59”：伺服 3 故障“ #60”：軸 1 碼盤錯誤 “ #61”：軸 2 碼盤錯誤 “ #62”：軸 3 碼盤錯誤 “ #63”：軸 1 過載“ #64”：軸 2 過載 “ #65”：軸 3 過載 “ #66”：軸 1 過速 “ #67”：軸 2 過速 “ #68”：軸 3 過速“ #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(bào)警信息軸通信錯誤，/11 18H軸系統(tǒng)硬件故障，/30H軸主回路短路，/31H軸伺服電機(jī)過熱，/32H軸保險(xiǎn)絲熔斷，/33H軸直流過電流，/34H軸直流過電壓，/

10、35H軸泵升回路故障，/36H軸控制回路欠壓，/37H軸反饋斷線，/38H軸看門狗叫喚，/39H軸 UVW信號不正常， /3AH軸 UVW初始定位不正確， /3BH 軸伺服單元超速， /40H軸跟蹤誤差過大，/41H軸軟件過熱保護(hù)，/42H軸找不到參考點(diǎn)，/44H軸 RAM測試錯誤， /90H 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PC NC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(gè)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(xué)型銑床系統(tǒng)框圖說明：系統(tǒng)用中文

11、CRT 顯示，具有很好的人機(jī)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(yuǎn)程診斷等。標(biāo)準(zhǔn)面板包括 CRT/MDI 面板和操作面板。系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)多任務(wù)的管理方式，能夠在加工的同時(shí)進(jìn)行其它操作。操作面板本系統(tǒng)有 NC 鍵盤和機(jī)床操作面板。 NC 鍵盤采用計(jì)算機(jī)鍵盤， 含義和功能與計(jì)算機(jī)鍵盤基本相同。機(jī)床操作面板如圖1.5 所示。圖 1.5華中型教學(xué)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(yùn)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

12、示。命令行說明當(dāng)前畫面所處的位置。運(yùn)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(biāo)： 可選為指令位置 /實(shí)際位置 /剩余進(jìn)給 / 跟蹤誤差 /負(fù)載電流和機(jī)床坐標(biāo) / 工件坐標(biāo) /相對坐標(biāo)。按軟體鍵則進(jìn)入相應(yīng)的畫面。軟體鍵F8、 F9 在任何畫面中有效。面中在圖 3 主畫面中，按F10 為返回上一畫面。F10，進(jìn)入擴(kuò)展功能，10 個(gè)軟體鍵變?yōu)槿鐖D4 所示。在其它畫圖1.6 教學(xué)型數(shù)控銑削系統(tǒng)上電屏幕顯示 . .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(dāng)選擇其中的某項(xiàng)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

13、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(kuò)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(yùn)行下子菜單 . .數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行冀停止手動運(yùn)行手動運(yùn)行適用于：手動參考點(diǎn)返回、手動連續(xù)進(jìn)給、解除超程、對刀和調(diào)試機(jī)床等。自動運(yùn)行操作步驟：選擇主菜單中的自動加工 F1程序選擇 F1機(jī)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

14、動按鈕自動加工開始。自動運(yùn)行的停止在自動運(yùn)行過程中，想人為退出自動運(yùn)行狀態(tài)或屏幕上有報(bào)警信息，此時(shí)可按“停止運(yùn)行”（ F7）按鈕，屏幕上提示確認(rèn)信息“是否退出自動運(yùn)行 Y/N ？”，按 Y 鍵表明取消運(yùn)行，其他鍵不取消運(yùn)行。程序校驗(yàn)操作步驟：選擇主菜單中的自動加工F1程序選擇F1程序校驗(yàn)F3顯示方式F9機(jī)床操作面板的工作方式選擇開關(guān)置于自動加工位置機(jī)床鎖住、 Z 軸鎖住、 MST鎖住按下循環(huán)啟動按鈕程序校驗(yàn)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(shí)允許對該程序進(jìn)行編輯。若編輯區(qū)沒有程序，則操作步驟如下：選

15、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(jìn)行有關(guān)的編輯操作。 . .安全防護(hù)及報(bào)警處理故障診斷選擇主菜單基本功能中的“擴(kuò)展功能”F10故障診斷F4在故障診斷子菜單中有“報(bào)警顯示”F6 和“錯誤歷史”F7。緊急停止按下機(jī)床操作面板上的“急停按鈕”。 . .華中數(shù)控銑削系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬熱鍵循環(huán)啟動熱鍵：Shift+ Shift進(jìn)給保持：Ctrl+Alt急停： ScrollLock復(fù)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

16、、小型模具及復(fù)雜異型零件的加工，可自動銑削平面、槽、斜面及各種復(fù)雜曲線， 也可進(jìn)行鉆孔、 鉸孔、擴(kuò)孔、鏜削等加工。機(jī)床配備了SIEMENS公司的SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)，主軸可實(shí)現(xiàn)50 4500rpm的無級調(diào)速。SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)的主要功能特點(diǎn)有：在 SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)中，驅(qū)動控制和采用 32bit 的微處理器，實(shí)行CNC 控制。NC控制集成在一塊模塊上。NURBS 高級插補(bǔ)三軸聯(lián)動控制（3 個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)主軸） ，最高可擴(kuò)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(diǎn)返回刀具長度及

17、半徑補(bǔ)償英 /公制轉(zhuǎn)換刀具偏置量寄存反向間隙及螺距誤差補(bǔ)償直線及多象限圓弧插補(bǔ)增量運(yùn)行測量回路波形檢查機(jī)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：伺服電機(jī)：SIEMENS 611A 驅(qū)動器最大扭矩： 11Nm （X 、Y軸），16Nm （ Z軸）額定電流：8.3A輸入電壓：270V額定轉(zhuǎn)速：3000RPM1.3.1SINUMERIK 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 3.1SINUME 圖 1.8SINUMERIK 810D數(shù)控系統(tǒng)1.3.2操作面板簡介1.3.2.1超薄操作面板OP 031 上的鍵功能，如圖

18、 1.9 所示。圖 1.9OP 031 操作面板及加工控制面板顯示器1加工區(qū)域鍵數(shù)字字母鍵返回鍵輸入修改及光標(biāo)控制鍵水平軟鍵盤加工控制面板擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)加工控制面板，有如圖1.10 所示操作控制功能。 *急停按鈕圖 1.10銑削加工中心加工控制面板在如下情況下按下此紅色鍵：人的生命受到危險(xiǎn)。設(shè)備與工件受到危險(xiǎn)。注：急停按鈕將導(dǎo)致所有的驅(qū)動元件停止動作。操作方式和加工功能當(dāng)你按下了一個(gè)“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(jī)床的點(diǎn)動控制方法

19、：使用方向鍵控制軸連續(xù)移動；使用方向鍵控制軸增量移動；手輪控制移動（手動輸入自動運(yùn)行）手動數(shù)據(jù)輸入，自動運(yùn)行經(jīng)過操作面板輸入程序段， 并通過機(jī)床執(zhí)行這些程序段或程序段系列。自動控制機(jī)床自動執(zhí)行程序。步進(jìn)方式移動手輪進(jìn)給調(diào)速鍵手輪進(jìn)給調(diào)速步進(jìn)值:， 10， 100， 1000 ， 10000/刻度加工功能示教功能斷點(diǎn)返回回參考點(diǎn)程序控制NC 停止LED 指按下該鍵時(shí)，正在執(zhí)行的零件程序?qū)粧炱?，對?yīng)的示燈亮。在此之后，按下“NC 啟動”，程序?qū)^續(xù)執(zhí)行。NC 啟動對應(yīng)的 LED激活被選擇的零件程序，程序名顯示在顯示器頭部，指示燈亮。單段執(zhí)行準(zhǔn)許操作者一段接一段地執(zhí)行零件程序，當(dāng)單段執(zhí)行被選擇

20、時(shí)，加工控制面板上對應(yīng)的 LED 亮。復(fù)位按下該鍵時(shí)：正執(zhí)行的零件程序?qū)粡U除。通道顯示狀態(tài)將會切換到“Reset”?？煲品较蜴I（銑床用坐標(biāo)軸選擇鍵）軸選擇鍵選擇對應(yīng)的X、Y、Z、 、9 軸方向選擇按“ +”向坐標(biāo)軸正方向移動。按“ -”向坐標(biāo)軸負(fù)方向移動。快速點(diǎn)動按下該鍵和方向鍵主軸控制主軸速度倍率旋鈕通過該旋鈕，可以改變程序設(shè)定的主軸速度。控制范圍為： 50%120%每兩檔之間的增量為：5%主軸停止按下此按鈕時(shí)，主軸將會減速直至為零，并且控制面板上，對應(yīng)的LED 顯示主軸停應(yīng)用：換刀；調(diào)試過程中輸入S，T，H，M 功能等。主軸啟動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

21、 LED 顯示主軸啟動。進(jìn)給控制進(jìn)給 /快進(jìn)倍率控制范圍：編程設(shè)定進(jìn)給速度的0%120%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(jìn)給停止當(dāng)前程序的執(zhí)行過程將被停止被控制的軸將會停止驅(qū)動進(jìn)給停止一經(jīng)接受，相對應(yīng)的LED點(diǎn)亮，并且在顯示器狀態(tài)顯示中將會顯示“FST”（ Feed Stop）。應(yīng)用：換刀；在“MDA ”時(shí)，處理程序段檢測到了錯誤。進(jìn)給啟動零件程序從指針?biāo)诔绦蚨卫^續(xù)往后執(zhí)行；進(jìn)給速度逐漸加速

22、至程序定義的速度值；進(jìn)給啟動一經(jīng)采納，對應(yīng)的LED 將會被點(diǎn)亮。鑰匙開關(guān)機(jī)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(shí)針旋轉(zhuǎn)按下此按鈕，從工作臺向主軸方向觀察，主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。 （只在手動方式下有效）刀庫順時(shí)針旋轉(zhuǎn)按下此按鈕，從工作臺向主軸方向觀察，主軸順時(shí)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配合“刀具放松”鍵進(jìn)行手動換刀。主軸夾頭松開對主軸刀具的夾緊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(shí)損壞工作臺和刀具。軟件限位設(shè)定的的取消對機(jī)床的報(bào)警信息作出處理之后進(jìn)行回答使用它可以清除一些報(bào)警信息。報(bào)警號以“ 7”開頭的報(bào)警信息才用到，其它報(bào)警信息不能按此鍵應(yīng)答；必須按照應(yīng)答提示停機(jī)處理。1.3.2.3OP31 操作面板上操作鍵盤的鍵功能通道切換存在幾個(gè)通道的時(shí)候，利用它在通道之間切換。報(bào)警應(yīng)答使用它可以清除一些報(bào)警信息。幫助信息調(diào)用與當(dāng)前操作狀態(tài)相關(guān)連的文件和信息。選擇窗口在同時(shí)存在幾個(gè)窗口時(shí)，選擇所需要的窗口。移動光標(biāo)向上下左右移動光標(biāo)。翻頁鍵向上 /下翻頁刪除字符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 SINUME