THWZDS-1实训指导书

目录第一章数控机床四合一电气控制与维修实训台简介第二章西门子802S 数控系统介绍第三章实训项目一系统的接线二电气控制电路的原理和应用三数控机床的基本概念与基本操作四数控系统的初始化五数控系统的调试与参数设置六输入输出信号的使用七进给驱动单元的调试与应用八主轴变频器的调试与应用九电动刀架的接线与换刀控制十数控系统的数据备份和通讯十一PLC编程及应用十二故障设置、诊断与排除十三编程操作加工实例十四加工中心刀具库的应用十五车床系统和铣床系统的切换第一章数控机床四合一电气控制与维修实训台简介THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台是我公司研发的又一款实用型、经济型的教学新品，该系统具有数控车床、车削中心、数控铣床、加工中心等数控机床的安装调试、参数设置、PLC编程、故障设置、故障诊断与维修、数控编程与加工操作等多项功能；通过装载西门子提供的软件或PLC编程，可以实现数控车床、车削中心、数控铣床、加工中心之间的切换。

本系统主要从中、高等院校数控专业的教学要求出发，以学生能力的培养为主线，在验证基本理论的同时，力求做到教学与实践结合，不但让学生牢固的掌握基本知识，而且动手能力也得到充分的培养和锻炼。

系统采用开放式结构、模块化设计，由数控系统单元模块、变频器主轴模块、进给驱动模块、输入输出模块、电气控制模块、换刀控制模块，数控装置模块，故障排除单元和电机演示模块组成；采用西门子公司802S数控系统，主轴采用变频器控制，X、Y、Z三轴采用步进驱动；一台数控机床电控系统的每一主要环节都在电控演示模块上分解展示，其信号均可测量。

每个环节都可以在故障设置箱内设置故障，故障点数至少32个。

电机演示模块由X、Y、Z轴进给步进电机、三相异步主轴电机和旋转编码器组成。

进给轴可实现回零、进给量显示等功能；主轴电机通过同步带与编码器相连，可以在系统上准确显示主轴的转速。

六工位电动刀架可实现换刀动作，具有真实机床的控制方式。

本系统可以完成数控系统的功能、结构、安装、参数设置以及调试等多项实训内容，其应用范围为：1、教师二次开发的平台；2、教师讲授数控原理、调试维修以及参数设置的平台；3、学生验证教学内容和基本原理的对象4、学生课程设计、毕业设计的研究对象；5、学生调试、参数设置、故障诊断、维修等实训实习项目的配套设备；6、数控编程训练与模拟加工的对象。

第二章西门子802S 数控系统介绍一、基本面板SIEMENS 802S 数控系统的操作面板可分为三个区：LCD显示区、NC键盘区、机床控制面板（MCP）区。

见图2-1。

图2-1 802S操作面板二、NC键盘区图2-2 NC键盘区各功能键说明：1）加工显示键：按此键后，屏幕立即回到加工显示的画面，在此可以看到当前各轴的工作状态。

2）返回键：返回到上一级菜单。

3）软键：在不同的屏幕状态下，操作对应的软键，可以执行相应的操作。

4）删除/退格键：在程序编辑画面时，按此键删除（退格）清除前一字符。

5）报警应答键：报警出现时，按此键可以消除报警（取决于报警级别）。

6）光标向上键/向上翻页（上档）键。

7）菜单扩展键：进入同一级的其他菜单画面。

8）区域转换键：按此键后立即回到主界面。

9）垂直菜单键：在某些特殊画面，按此键可垂直显示选项。

10）光标向右键。

11）光标向下键/向下翻页（上档）键。

12）回车/输入键：按此键确认所输入的参数或换行。

13）选择/切换键：在设定参数时，按此键可以选择或转换参数。

14）空格键：在编辑程序时，按此键插入空格。

15）光标向左键。

16）上档键：按数字键或字符键时，同时按此键可使数字/字符的左上角字符生效。

17）数字键：用于数字输入。

18）字符键：用于字符输入，上档键可转换对应字符。

三、机床控制面板区图2-3 机床控制面板区各按键功能说明：1）POK（绿灯）：电源上电，灯亮表示电源正常供电。

2）ERR（红灯）：系统故障，此灯亮表示CNC出现故障。

3）DIA（黄灯）：诊断。

该灯显示不同的诊断状态，正常状态时闪烁频率为1：14）急停开关5）K1~K12用户自定义键（带LED）：用户可以编写PLC程序进行键的定义。

运行方式键6）增量选择键：在JOG方式（手动运行方式）下，按此键可以进行增量方式的选择，范围为：×1，×10，×100，×1000。

7）点动方式键：按此键切换到手动方式。

8）回参考点键：在此方式下运行回参考点。

9）自动方式键：按此键切换到自动加工方式，按照加工程序自动运行。

10）单段运行键：按此键设定单段方式，程序按单段运行。

11）手动数据键：在此方式下手动编写程序，然后自动执行。

主轴键12）主轴正转键：按此键，主轴正方向旋转。

13）主轴停止键：按此键，主轴停止转动。

14）主轴反转键：按此键，主轴反方向旋转。

倍率键15）进给轴倍率增加键（带LED）：按动此键，进给轴倍率增大。

当进给轴倍率大于100%时LED亮，达到120%时（最大）LED闪烁。

16）主轴倍率增加键（带LED）：按动此键，主轴倍率增大。

当主轴倍率大于100%时LED 亮，达到120%时（最大）LED闪烁。

17）进给轴倍率100%键：按此键大于系统所设定的时间值（缺省值为1.5秒）时，进给轴倍率直接变为100%。

18）主轴倍率100%键：按此键大于系统所设定的时间值（缺省值为1.5秒）时，主轴倍率直接变为100%。

19）进给轴倍率减少键（带LED）：按动此键，进给轴倍率减少。

按此键大于系统所设定的时间值（缺省值为1.5秒）时，进给轴倍率直接变为0%。

进给轴倍率在0%-100%时LED灯亮，降为0%时（最小）LED闪烁。

20）主轴倍率减少键（带LED）：按动此键，主轴倍率减少。

按此键大于系统所设定的时间值（缺省值为1.5秒）时，进给轴倍率直接变为50%。

进给轴倍率在50%-100%时LED灯亮，降为50%时（最小）LED闪烁。

点动键21）X轴正向点动键：在手动方式下按动此键，X轴向正方向点动。

22）Z轴正向点动键：在手动方式下按动此键，Z轴向正方向点动。

23）快速运行叠加键：在手动方式下，同时按此键和一个坐标轴点动键，坐标轴按快速进给速度点动。

24）Z轴负向点动键：在手动方式下按动此键，Z轴向负方向点动。

25）X轴负向点动键：在手动方式下按动此键，X轴向负方向点动。

启动/停止键26）复位键：按此键，系统复位，当前程序中断执行并退出。

27）数控停止键：按此键，当前执行的程序中断执行。

28）数控启动键：按此键，系统开始执行加工程序。

四、LCD显示区图2-4 LCD显示屏幕划分说明：1）当前操作区域：加工、参数、程序、通讯、诊断。

通过主菜单不同的软键进行操作。

2）程序状态：程序停止；程序运行；程序复位。

3）运行方式：点动方式、自动方式、MDA方式。

4）状态显示：程序段跳跃、空运行、快速修调、单段运行、程序停止、程序测试、步进增量。

5）操作信息。

6）程序名。

7）报警显示行：在NC或PLC报警时显示报警信息。

8）工作窗口：工作窗口和NC显示。

9）返回键：软键菜单中出现此符号时，表明存在上一级菜单，按下返回键后不存储数据直接回到上一级。

10）扩展键：出现此符号表明同级菜单中存在其它菜单，按下扩展键后可以选择这些功能。

11）软键。

12）垂直菜单：出现此符号时表明存在其它菜单功能，按下垂直菜单键后，这些菜单显示在屏幕上，并可用光标进行选择。

13）进给轴速度倍率：在此显示当前进给轴的速度倍率。

14）齿轮级：在此显示当前主轴的齿轮级。

15）主轴速度倍率：在此显示当前主轴的速度倍率。

五、主菜单第三章实训项目一、实训的一般过程数控技术实训的内容广泛，每个实训项目的目的、步骤也有所不同，但基本过程却相类似。

为达到每个项目的预期效果，要求每个操作者做到：实训前认真预习，实训中遵守实验实训操作规则，实训结束后认真总结。

（一）、实训前认真预习，写出预习报告为了避免盲目性，使实训过程中有条不紊地进行，在进行每个实训项目前都要仔细阅读实训指导书，复习教材中有关章节的内容，理解实训原理，明确实训目的和要求，对实训步骤做到心中有数。

在充分预习的基础上，写出预习报告，预习报告的内容包括：（1）实训项目、目的、要求和实训原理；（2）实训基本原理，实训步骤和有关注意事项；（3）回答有关的思考题。

（二）、认真上好实训课，遵守实验实训操作规则上好实训课并严格遵守操作规则，是提高实训效果，保证实训质量的重要前提。

因此实训者必须做到以下几点：（1）上实训课时首先要认真听老师讲解，明确实训中的有关问题。

（2）在进入指定实训位置后，首先检查单相220V电源和有关开关的位置，检查所需的元器件和实验连接线是否符合要求。

（3）实验电路的连接必须按实训原理的要求连线，一般不要随意更改。

（4）在进行实训电路的调整测试前，必须先调整好直流电源，检查其极性和电压是否符合要求。

（5）实训结束后应切断电源，实训结果经老师检查审阅、合格后方可拆除实验电路，整理仪器和设备。

二、实训安全实训安全方面主要分人身安全和设备安全两个方面。

实训者必须具备一定的安全常识，遵守实验实训安全规则，才能避免发生人身伤害事故，防止损害实验实训设备。

由于实训设备电源采用单相220V供电，为保障实训者的人身安全。

必须遵守以下安全规则：（1）实训前应了解电源开关的、空气开关的位置，了解其正确的使用方法，检查其是否安全可靠。

（2）检查设备的电源线。

（3）实训过程中连接或拆除导线必须断电操作，不得有悬空的导线存在，以防止造成短路或触电的危险。

三、说明：SINUMERIK 802S/C base line 出厂时的系统配置为车床系统，即坐标轴设定第一轴为X 轴，第三轴为Z轴，第四轴为主轴，加工工艺设定为车削；如果控制铣床，则需要装入铣床初始化文件（参考机床配置切换实验），铣床设定第一轴为X轴，第二轴为Y轴，第三轴为Z轴，第四轴为主轴，加工工艺设定为铣削。

以下所有实训项目以车床实训为主线，当铣床实训项目与车床实训项目只是关于轴数的内容而没有本质区别时不另作介绍；当相同实训项目下相关实训接线、参数设置、操作过程不同时，将在同一实训项目下另作介绍；建议实训时按车床系统和铣床系统分类，完成一个系统的所有实训项目后再进行另一系统的实训项目。

一系统的接线一、实训目的了解数控机床的组成和电气连接；掌握西门子802S Baseline系统的构成。

二、实训装置THWZDS-1型数控机床四合一电气控制与维修实训台三、装置组成1、数控机床四合一电气控制与维修实训台由八个控制演示模块和一个电机演示模块组成。

其控制演示模块布置如图1所示，控制演示模块各部分的组成如下：1）数控系统模块；2）输入/输出模块；3）数控装置模块；4）故障排除模块；5）主轴控制模块；6）进给驱动模块；7）换刀控制模块；8）电器控制模块；9）电机演示模块；图1 演示模块布置图2、802S Baseline系统构成802S Baseline系统可控制2~3个步进电机轴和一个伺服主轴或变频器主轴。