第一章 数控系统简介

-1-第一章数控系统介绍本实训室配备有华中Ⅰ型车削、铣削数控系统的模拟软件以及对应的硬加密狗，SIENUMENS810D铣加工中心数控系统。第一节华中Ⅰ型车削数控系统华中Ⅰ型车削数控系统是(HCNC—1T)华中理工大学、武汉华中数控系统有限公司研制开发出来的。在保证系统可靠性的基础上，为用户提供了一个简捷、方便的操作平台。1.1.1CNC结构CNC结构如图1.1所示：图1.1数控教学型车床系统框图-2-说明：①系统用中文CRT显示，具有很好的人——机界面。②3.5英寸软盘可用于保存或调入加工程序。③通讯接口可用于系统集成化、联网、数据输入、输出、远程诊断等。④标准面板包括CRT/MDI面板和操作面板。⑤系统采用实时多任务的管理方式，能够在加工的同时进行其他操作。１．系统启动步骤⑴打开电柜开关⑵打开计算机开关⑶开始自检并由电子盘引导系统，进入DOS或WINDOWS工作环境。⑷执行CNC.EXE文件，系统显示如图1.2所示１.１.２系统通电后的屏幕说明⑴系统通电后，系统的屏幕显示如图1.2所示。⑵工作方式：显示系统目前的运行方式，如：自动运行、回零功能、手摇进给、MDI功能、手动操作、步进功能等。图1.2系统上电屏幕显示-3-⑶运行状态：表示在不同的工作方式下有不同的运行状态，如：自动方式的状态显示：100%（进给修调）、机床锁住、程序单段等回零方式的状态显示：X轴回零、Z轴回零手摇功能的状态显示：*10（手摇倍率）、X轴进给、Z轴进给等MDI功能的状态显示：摸态G00G90G20G99等点动功能的状态显示：100%（最大速度的百分比）、X轴进给、Z轴进给等步进功能的状态显示：*10（步进倍率）、X轴进给、Z轴进给等⑷运行文件名：显示自动加工的文件名，如：O2000表示该文件被读入运行⑸O.N索引：显示自动运行中的O代码和N代码⑹P.L索引：显示自动运行中的P（调用子程序号）代码和L（调用次数）代码⑺M.T索引：显示自动运行中的M（辅助功能为两位）代码和T（刀具号为四位）代码⑻机械坐标：显示从伺服单元反馈的坐标信息⑼F1键的功能：用此键改变显示软键的功能，使其返回到较高层次的菜单１.１.３系统的菜单功能介绍该系统的菜单共分为4级，分一级主菜单和三级子菜单，其结构如图1.3所示⑴第一级菜单（主菜单）基本功能菜单，如下图所示：⑵第二级菜单（第一级子菜单）①自动方式下的子菜单如下图所示图1.3菜单结构-4-②回零方式下的子菜单如下图所示③手摇方式下的子菜单如下图所示④MDI方式下的子菜单如下图所示⑤点动方式下的子菜单如下图所示⑥步进方式下的子菜单如下图所示⑶第三级菜单（第二级子菜单）①刀具参数的子菜单如下图所示②数据设定的子菜单如下图所示-5-③零件程序的子菜单如下图所示④PLC功能的子菜单如下图所示⑷第四级菜单（第三级子菜单）程序编辑下的子菜单如下图所示１.１.４手动运行此工作方式在调试机床及对刀等情况下。１.１.５自动运行自动运行的操作步骤：⑴在主菜单下选择“自动运行”⑵按（F1▲）键显示其子菜单，选择加工程序，如加工程序已被选择，可进行④、⑤操作⑶按“内存方式”，选择要运行的程序⑷按“循环启动”⑸当运行过程中，需要人为退出自动运行或需要消除屏幕上的报警信息时，可按“运行取消”软体键，屏幕上提示确认信息“是否退出自动运行Y/N？”，按“Y”键表明取消，其他任意键表示不取消运行。-6-*１.１.６报警信息提示：“#0”：在程序中有错误的符号“#1”：在宏程序中括号不配对“#2”：表达式不对“#3”：没有等号“#4”：非法变量“#5”：标号表满“#6”：重复标号“#7”：没有定义的标号“#8”：GOTO语句需接标号“#9”：在Dom中的m不是数字或超出范围“#10”：DO后没有数字“#11”：DOWHILE不配对“#12”：太多的WHILE“#13”：ENDmwithoutWHILE“#14”：太多的嵌套“#15”：重复的DOm“#16”：被零除“#17”：太多嵌套的宏“#18”：空变量被引用“#19”：非法地址被引用“#20”：没有该G7*功能“#21”：在G71G72G73指令中没有P地址“#22”：在G71G72G73指令中没有Q地址“#23”：在G71G72G73指令中P地址指定应该在Q地址之前“#24”：内存空间不够“#25”：程序中无M02代码“#26”：在G02G03指令中半径太小“#27”：指令速度太大“#28”：X轴正软极限报警“#29”：Y轴正软极限报警“#30”：Z轴正软极限报警“#31”：X轴负软极限报警“#32”：Y轴负软极限报警“#33”：Z轴负软极限报警“#34”：Y轴正超程“#35”：Y轴负超程“#36”：在G02/G03不能进行倒角控制“#37”：倒角量太大“#38”：倒角控制时不能进行刀补“#39”：Y轴正超程“#40”：Y轴负超程“#41”：指令中刀具补偿号太大-7-“#42”：指令中刀具号太大“#43”：在G02G03指令中不能有T代码存在“#44”：急停报警“#45”：X轴正超程“#46”：X轴负超程“#47”：Z轴正超程“#48”：Z轴负超程“#49”：主轴报警“#50”：在G02/G03中不能进行建立刀补“#51”：在G02/G03中不能进行取消刀补“#52”：在G71/G72/G73/G76中不能建立刀补“#53”：刀补的刀具半径为零“#54”：轮廓半径太小“#55”：刀具干涉“#56”：伺服故障“#57”：伺服1故障“#58”：伺服2故障“#59”：伺服3故障“#60”：轴1码盘错误“#61”：轴2码盘错误“#62”：轴3码盘错误“#63”：轴1过载“#64”：轴2过载“#65”：轴3过载“#66”：轴1过速“#67”：轴2过速“#68”：轴3过速“#69”：文件太长，用CAM加工方式１.１.７华中数控系统有限公司生产的位置伺服单元报警信息轴通信错误，//11——18H轴系统硬件故障，//30H轴主回路短路，//31H轴伺服电机过热，//32H轴保险丝熔断，//33H轴直流过电流，//34H轴直流过电压，//35H轴泵升回路故障，//36H轴控制回路欠压，//37H轴反馈断线，//38H轴看门狗叫唤，//39H轴UVW信号不正常，//3AH轴UVW初始定位不正确，//3BH-8-轴伺服单元超速，//40H轴跟踪误差过大，//41H轴软件过热保护，//42H轴找不到参考点，//44H轴RAM测试错误，//90H轴EPROM测试错误，//91H第二节华中Ⅰ型铣削数控系统１.２.１系统概述华中Ⅰ型数控系统是由华中数控系统有限公司研制开发的，基于PC—NC数控系统在保证系统的可靠性的基础上，为用户提供了一个简捷、方便的操作方式。１．CNC结构CNC结构如下图1.4所示图1.4数控教学型铣床系统框图-9-说明：⑴系统用中文CRT显示，具有很好的人—机界面。⑵3.5英寸磁盘可用于保存或调入加工程序。⑶通讯接口可用于系统集成化、联网、数据输入、输出、远程诊断等。⑷标准面板包括CRT/MDI面板和操作面板。⑸系统采用实时多任务的管理方式，能够在加工的同时进行其它操作。２．操作面板本系统有NC键盘和机床操作面板。NC键盘采用计算机键盘，含义和功能与计算机键盘基本相同。机床操作面板如图1.5所示。３．系统上电屏幕说明上电后系统的屏幕显示如图1.6所示说明：⑴加工方式：显示系统目前的运行方式，如自动、手动、急停、回零等。⑵加工方式：显示一行正在加工的程序。⑶正文窗口：根据不同的用户界面显示。⑷命令行说明当前画面所处的位置。⑸运行程序索引：显示自动加工中的O代码和N代码图1.5华中Ⅰ型教学数控铣床操作面板-10-⑹工件指令坐标：可选为指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流和机床坐标/工件坐标/相对坐标。⑺按软体键则进入相应的画面。⑻软体键F8、F9在任何画面中有效。⑼在图3主画面中，按F10，进入扩展功能，10个软体键变为如图4所示。在其它画面中F10为返回上一画面。１.２.２系统的菜单功能成功启动软件系统后，屏幕将出现系统的一级菜单，当选择其中的某项功能后，控制系统会显示该功能下的子菜单。同样，可根据该子菜单的内容选择所需功能，该功能的下级菜单将被显示。若要返回上级菜单，按F10功能键即可。功能键F8和F9在任何画面都有效，它们被用于设置通道及显示方式、参数等。菜单结构如图1.7图1.6教学型数控铣削系统上电屏幕显示-11-１．第一级菜单（主菜单）⑴基本功能⑵扩展功能２．第一级菜单⑴自动方式下的子菜单⑵编辑方式下的子菜单⑶参数方式下的子菜单图1.7菜单结构图-12-⑷MDI方式下的子菜单⑸CAD/CAM子菜单⑹PLC方式下的子菜单⑺故障诊断子菜单３．第三级子菜单MDI运行下子菜单１.２.３数控系统的运行冀停止１．手动运行-13-手动运行适用于：手动参考点返回、手动连续进给、解除超程、对刀和调试机床等。２．自动运行操作步骤：选择主菜单中的自动加工F1→程序选择F1→机床操作面板的方式选择开关置于自动加工位置→按下循环启动按钮→自动加工开始。３．自动运行的停止在自动运行过程中，想人为退出自动运行状态或屏幕上有报警信息，此时可按“停止运行”（F7）按钮，屏幕上提示确认信息“是否退出自动运行Y/N？”，按Y键表明取消运行，其他键不取消运行。４．程序校验操作步骤：选择主菜单中的自动加工F1→程序选择F1→程序校验F3→显示方式F9→机床操作面板的工作方式选择开关置于自动加工位置→机床锁住、Z轴锁住、MST锁住→按下循环启动按钮→程序校验开始。１.２.４程序编辑程序管理包括对加工程序的编辑、拷贝、删除、改名等操作。若编辑区已经有程序，则在正文窗口显示正在编辑的程序，此时允许对该程序进行编辑。若编辑区没有程序，则操作步骤如下：选择主菜单中的程序编辑F2→文件管理F1选择所需的程序文件，系统将该程序调入编辑区，即可进行有关的编辑操作。１.２.５安全防护及报警处理１．故障诊断选择主菜单基本功能中的“扩展功能”F10→故障诊断F4在故障诊断子菜单中有“报警显示”F6和“错误历史”F7。２．紧急停止按下机床操作面板上的“急停按钮”。１.２.６华中数控铣削系统计算机模拟热键１．循环启动热键：Shift+Shift２．进给保持：Ctrl+Alt３．急停：ScrollLock４．复位：Ctrl+Alt+Shift５．单段/自动：CapsLock６．退出数控系统：Alt+X-14-第三节SINUMERIK810D数控系统XH714立式加工中心，主要用于中、小型模具及复杂异型零件的加工，可自动铣削平面、槽、斜面及各种复杂曲线，也可进行钻孔、铰孔、扩孔、镗削等加工。机床配备了SIEMENS公司的SINUMERIK810D数控系统，主轴可实现50—4500rpm的无级调速。SINUMERIK810D数控系统的主要功能特点有：在SINUMERIK810D数控系统中，驱动控制和NC控制集成在一块模块上。采用32bit的微处理器，实行CNC控制。NURBS高级插补三轴联动控制（3个进给轴和一个主轴），最高可扩展到五轴联动。最小输入单位：0.001mm或0.0001inch最大指令值：+/-9999.99mm参考点返回刀具长度及半径补偿英/公制转换刀具偏置量寄存反向间隙及螺距误差补偿直线及多象限圆弧插补增量运行测量回路波形检查机床刚性检测RS-232通讯接口固定循环及自动子程序多种语言转换等。驱动单元：SIEMENS611A驱动器伺服电机：最大扭矩：11Nm（X、Y轴），16Nm（Z轴）额定电流：8.3A输入电压：270V额定转速：3000RPM1.3.1SINUMERIK810D数控系统结构SINUMERIK810D数控系统连线，如图1.8所示。-15-图3.1SINUME图1.8SINUMERIK810D数控系统-16-1.3.2操作面板简介1.