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1、 国家示范性高职院校建设项目成果 国家精品课程配套教材 数控系统连接与参数设置数控技术专业数控系统连接与参数设置 高职高专 ppt 课件第1页/共61页目 录绪论项目1 认识、连接数控系统任务1 认识数控系统任务2 连接数控系统各组件项目2 开机调试任务1 完成开机调试基本设定任务2 坐标轴/主轴调试项目3 设置数控系统的参数任务1 设置返回参考点等参数任务2 批量调试任务3 数据备份数控系统连接与参数设置 高职高专 ppt 课件第2页/共61页绪 论一、数控系统的基本概念数控机床的组成：数控系统连接与参数设置 高职高专 ppt 课件第3页/共61页二、数控系统的组成数控系统的组成：数控系统连
2、接与参数设置 高职高专 ppt 课件第4页/共61页三、数控系统的分类1.按运动轨迹分类（1）点位控制系统（2）直线控制系统（3）轮廓控制系统数控系统连接与参数设置 高职高专 ppt 课件第5页/共61页三、数控系统的分类2.按伺服系统控制方式分类：（1）开环控制系统：数控系统连接与参数设置 高职高专 ppt 课件第6页/共61页（2）闭环控制系统：三、数控系统的分类数控系统连接与参数设置 高职高专 ppt 课件第7页/共61页（3）半闭环控制系统：三、数控系统的分类数控系统连接与参数设置 高职高专 ppt 课件第8页/共61页三、数控系统的分类3.按功能分类：数控系统连接与参数设置 高职高专
3、 ppt 课件第9页/共61页四、数控技术的发展趋势高速度、高精度化开放式智能化复合化高可靠性多种差补功能友好的人机界面第10页/共61页项目1 认识、连接数控系统【学习目标】知识目标1.熟悉数控系统的组成，掌握数控系统连接的规范操作的方法。2.理解数控系统的工作过程和原理。3.了解插补方法。技能目标1.通过本项目的学习，学生能够借助技术资料，按照技术要求和规范完成数控系统的连接，并规范的使用工具和检具，自觉地遵守安全操作规程及环境保护的工作要求。2.通过数控系统的连接，积累工作经验，提高学生利用相关资料快速准确地判断系统连接故障、按技术要求及时修复产生的故障的能力。3.通过小组合作的方式，培
4、养学生与人沟通的能力，并将团队精神培养贯穿始终。【工作任务】任务1 认识数控系统。任务内容包括：理解数控系统的工作过程和原理，并根据工作任务书和要求制订合理的工作计划和方案，正确绘制数控系统连接图。任务2 连接数控系统各组件。任务内容包括：掌握数控系统各组件的作用，正确安装和连接PCU、KB、MCP、PP72/48和伺服驱动器。第11页/共61页项目1 认识、连接数控系统任务1 认识数控系统 数控系统是数控机床电气控制系统的核心。操作人员在使用数控系统以前，应当仔细阅读有关操作说明书，要详细了解所用数控系统的性能，要熟练掌握操作面板上各个按键、按钮和开关的作用，以及使用注意事项。w填写任务书第
5、12页/共61页【知识准备】一、西门子数控系统简介：1.西门子数控系统的特点2.SINUMERIK 802D数控系统3.SINUMERIK 802C base line数控系统4.I/O模块PP 72/485.机床控制面板第13页/共61页二、FANUC数控系统简介1.FANUC数控系统的发展2.FANUC数控系统的特点3.FANUC系统F0系列型号划分 0D系列 0C系列 0i系列第14页/共61页三、CNC系统的结构计算机数控系统框图：第15页/共61页微处理机数控系统框图：三、CNC系统的结构第16页/共61页三、CNC系统的结构1.CNC系统的硬件构成第17页/共61页三、CNC系统的
6、结构2.单微处理机结构3.多微处理机结构 多微处理机共享总线结构框图：第18页/共61页双端口储存器结构框图：三、CNC系统的结构第19页/共61页多微处理机共享储存器结构框图：三、CNC系统的结构第20页/共61页四、插补原理1.逐点比较法直线插补 第21页/共61页四、插补原理2.逐点比较法圆弧插补第22页/共61页【任务实施】表1-4 任务实施过程控制表任务名称任务名称认识数控系统认识数控系统任务内容任务内容任务目标任务目标任务实施关键控制点任务实施关键控制点 明确任务目标 获取信息 制订计划 明确任务目标、掌握获取信息的渠道 制订出合理的工作计划 正确获取信息的方法 资料的搜集与阅读，
7、绘制数控系统连接图 正确绘制数控系统连接图 数控系统驱动和反馈的连接图的正确性 分组交流学习体会，展示汇报学习内容，研讨所遇问题和解决办法 同学间相互启发，培养学生团队协作的精神，提高学生分析问题、解决问题的能力学生的材料准备是否充分给予学生充分的研讨空间第23页/共61页 学生可通过完成连接数控系统各组件任务，理解位置和速度检测原理和伺服系统工作原理，并借助各种技术资料和工具仪表，按照技术要求完成数控系统的连接工作；在遵守安全操作规范的前提下，通过经验或查阅相关资料快速准确地判断连接故障、并能够按技术要求及时排除故障；能够与他人合作共同完成调试任务；能够遵守劳动和环保的相关规定。w填写任务书
8、w任务二 连接数控系统各组件第24页/共61页一、检测装置1.编码器 增量式编码器的结构示意图：第25页/共61页 增量式光电编码器的输出波形：一、检测装置第26页/共61页接触式编码盘结构及工作原理图：一、检测装置第27页/共61页2.光栅（1）光栅的种类（2）光栅的结构和工作原理（3）直线光栅尺检测装置的辨向原理（4）提高检测装置分辨精度的细分电路一、检测装置第28页/共61页1光源 2透镜 3标尺光栅 4指示光栅 5光敏元件 6驱动线路一、检测装置光栅读数头：第29页/共61页光栅的莫尔条纹：一、检测装置第30页/共61页光栅的辨向原理图：一、检测装置第31页/共61页光栅检测装置的四细
9、分电路与波形：一、检测装置第32页/共61页二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接1.SINUMERIK 802D 数控系统安装步骤：1）安装PCU，KB 和MCP。2）安装PP72/48。3）安装驱动器。4）连接PCU 和KB 以及MCP 和PP72/48。5）在PCU、PP72/48 和SIMODRIVE 611UE 之间用 现场总线PROFIBUS进行连接。第33页/共61页2.数控系统接口（1）PCU上的用户接口二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第34页/共61页1）DC 24V 电源接口(X8)用于和24V 负载电源连接的3 芯螺钉端子。2）PROFIBUS(
10、X4)，与PROFIBUS连接的9 芯D型 孔型插头。3）COM1 RS-232 接口(X6)，9 芯D型针型插头，接口COM2不起作用。4）手轮1至3(X14/X15/X16)，用于连接手轮的15 芯D型针型插头。5）键盘接口(X10)6芯Mini-DIN。6）复位键。7）跨接线 X311。8）显示错误和状态的4 个发光二极管(面板背面)。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第35页/共61页（2）键盘KB上的接口 键盘连接使用6芯Mini-DIN。（3）PP 72/48 上的接口 PP72/48 的用户接口位置如图所示。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第36页/
11、共61页1）X1接口，用于连接DC 24V电源的3 芯螺钉端子。2）X2接口，用于连接PROFIBUS的9芯D型孔型插头。3）X111、X222 和X333接口，用于连接数字输入/输出的50芯扁平电缆插头。4）显示PP72/48状态的4个发光二极管。5）拨码开关S1，用于设置PROFIBUS地址的DIL开关。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第37页/共61页（4）MCP上的接口 MCP上的接口如图所示。X1201和 X1202用于连接PP 72/48 的50 芯扁平电缆插头。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第38页/共61页 3.数控系统电缆连接 数控系统各个组
12、件之间的电缆连接关系如图所示。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第39页/共61页数控系统各个部件电缆的连接要求如下：1）只能使用屏蔽电缆，而且确保屏蔽层与控制器一侧的金属或有镀金层的插头盒相连。2）按照上图所示将电缆与组件相连。3）使用紧固螺钉将D 型针型插头固定并安装电缆绷紧防护装置。（作为附件提供的电缆能提供最佳的抗干扰能力。）4）键盘的连接。使用附件提供的电缆将键盘与PCU 连接。多脚插头必须插入键盘。5）手轮与PCU(X14,X15,X16)连接的引脚按照表1-8的要求进行分配。使用的插头名称：手轮1(X14)，手轮2(X15)，手轮3(X16)。插头型号：15 芯D
13、型孔型插头。最大电缆长度：3m。6）PCU上RS-232接口(COM1)的连接配置 7）I/O 与PP 72/48 的连接要求使用一条扁平电缆将机床控制面板与PP72/48(X111，X222)相连，如上图所示，最大电缆长度15m。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第40页/共61页4.SIMODRIVE 611U驱动模块的连接（1）SIMODRIVE 611UE进给伺服系统的组成及作用 SIMODRIVE 611UE进给伺服系统的组成如下图所示。进给伺服系统包括：1）电源模块：提供伺服驱动系统的电源，包括维持系统正常工作的弱电和供给功率模块用的600V直流电压。2）功率模块：对
14、伺服电动机提供频率和电压可变的交流电源。3）控制模块：对伺服电动机的速度进行闭环控制。4）滤波模块：对电源进行滤波，防止电网中的干扰。5）电抗器：对电压起到平稳作用。6）电动机：伺服进给电动机（1FT6或1FK7带1VPP正弦波编码器）。7）主轴电动机（1PH7）二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第41页/共61页第42页/共61页（2）SIMODRIVE 611UE进给伺服系统的接口 1）U1 V1 W1：主控制回路三相电源输入端口2）X181：1U1-2U1、1V1-2V1、1W1-2W1是工作电源的输入端口，使用时常常与主电源短接。3）64：控制使能输入端。该信号同时对所有
15、连接的控制模块有效，该信号取消时，所有轴的速度给定电压为零，轴以最大的加速度停车，延迟一定的时间后，脉冲使能取消。4）63：脉冲使能输入。该信号同时对所有连接的控制模块有效，该信号取消后，所有控制电动机的驱动电源取消，轴以自由运动的形式停车。5）48：接触器使能输入。该信号断开时，控制主回路供电的接触器断开。6）X111：驱动器准备好输出端子。7473.2（NC触点）、7273.1（NO触点）。加电后，模块无故障时，7273.1接通；模块有故障时，7273.1断开。7）X121：驱动器、电动机过热报警端子。所有的模块过载和连接的电动机过热都会触发过热报警输出。5.15.2（NO触点）、5.15
16、.3（NC触点）8）9/19/R：9是使能电压（24V）；19是使能电压的地；R为模块的报警复位输入端。9）X351：设备总线。为后面连接的模块提供工作电源。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第43页/共61页SIMODRIVE 611UE进给伺服系统的连接图：二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第44页/共61页（3）控制模块接口 控制模块接口如下图所示，包括：1）X411：编码器反馈信号接口（1Vpp正弦波信号）：输入电动机的编码器信号和电动机的热敏电阻值，其中电动机的热敏电阻值是通过该插座的13和25脚输入，该热敏电阻在常温下为580，155时大于1200，这时
17、控制板关断电动机电源并产生电动机过热报警。2）663：轴脉冲使能。该信号为低电平时，该轴电动机的驱动电源关断，一般这个信号直接与9（24V）短接。3）65.A：轴控制使能。一般这个信号直接与9（24V）短接。4）75.A16.A：模拟主轴速度给定（010V）。5）Q0.A、Q1.A：数字输出1、数字输出2。（可用于变频器主轴的正反转控制，此时P24、M24端子必须接外部24V电源的正和地）。二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第45页/共61页第46页/共61页5PROFIBUS总线的连接 PROFIBUS总线的连接图：二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第47页/共6
18、1页6802D数控系统接地 PCU、MCP和KB接地 图：二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第48页/共61页变压器等电器接地图：二、SINUMERIK 802D 数控系统的连接第49页/共61页三、FANUC 0i 数控系统基本硬件连接 1FANUC 0i-C系统的基本组成第50页/共61页2FANUC 0i-C系统接口 三、FANUC 0i 数控系统基本硬件连接 第51页/共61页接口主要说明如下：（1）电源插座CP1 为系统提供DC 24V直流电源。（2）I/O接口装置插座 I/O接口装置插座有两个接口JD36A、JD36B，该接口是CNC侧的RS-232C接口。0i-C/
19、0i Mate-C系统CNC侧的RS-232C接口仅作为下列用途使用：1）通过RS-232-C用FANUC-LADDER或FANUC-LADDER II软件上传和下传梯形图。2）用FANUC-LADDER II软件送外部PC上监控梯形图运行状态。3）通过RS-232-C，外部I/O设备控制做DNC运行。4）用CNC屏幕显示功能输入/输出参数和程序。三、FANUC 0i 数控系统基本硬件连接 第52页/共61页3FANUC 0i-C系统与伺服放大器的连接 三、FANUC 0i 数控系统基本硬件连接 第53页/共61页【任务实施】第54页/共61页知识拓展一、编码器在数控系统中的应用 1位移测量 2螺纹加工控制 3编码器在数控机床中的应用第55页/共61页a)光电脉冲编码器电路图 b)光电脉冲编码器波形图第56页/共61页二、光栅测量系统应用实例左：光栅组成结构 右：光栅信号检测回路 第57页/共61页三、旋转变压器的应用正弦、余弦旋转变压器 第58页/共61页四、感应同步器的安装与应用直线感应同步器结构图:1机床不动部件 2定尺 3定尺座 4防护罩5滑尺 6滑尺座 7机床可动部件第59页/共61页五、测速发电机应用 转速自动调节系统原理图:1放大器 2电动机 3负载 4测速发电机第60页/共61页感谢您的观看！第61页/共61页