[机械仪表]THWZDS1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）K1K12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802SBaseline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、802SBaseline系统构成802SBaseline系统可控制23个步进电机轴和一个伺服主轴或变频器主轴。802SBaseline由下列各部分组成：2.1、操作面板（OP020）：分为LCD显示、NC键盘和MCP区域；2.2、集成式、紧凑型CNC控制器；2.3、输入输出（DI/0）以及其他接口：48输入16输出等；进一步掌握802SBaseline系统的构成详见。3、掌握西门子802SBaseline系统的接线，如下图：图2 802SBaseline系统的接线 3.1、数控系统工作电源X1P24接DC24V正，M接24V地。DC24V由外部提供。实验台上的电源已连接好。当合上电源总开关QS1（2P断路器）和QS2（电器模块左端空气开关）时，数控系统得电。启动过程详见项目二。3.2、RS232通讯接口X2在使用外部PC与802S进行数据通讯或者上传、下载PLC程序时，使用RS232接口，其各引脚定义如图3：图3 通讯接口3.3、主轴编码器接口X6主轴编码器接口X6为DB15芯孔插座，如下表所示：引脚信号说明引脚信号说明1n.c.9M电压输出2n.c.10Z输入信号3n.c.11Z_N输入信号4P5EXT电压输出12B_N输入信号5n.c.13B输入信号6P5EXT电压输出14A_N输入信号7M电压输出15A输入信号8n.c.3.4、驱动器接口X7：X7为步进电机驱动信号和模拟主轴控制信号输出（50芯），各引脚定义如下表所示：引脚信号说明引脚信号说明引脚信号说明1n.c.18ENABLE1O34n.c.2n.c.19ENABLE1_NO35n.c.3n.c.20ENABLE2O36n.c.4AGND4AO21ENABLE2_NO37AO4AO5PULS1O22MVO38PULS1_NO6DIR1O23MVO39DIR1_NO7PULS2_NO24MVO40PULS2O8DIR2_NO25MVO41DIR2O9PULS3O26ENABLE3O42PULS3_NO10DIR3O27ENABLE3_NO43DIR3_NO11PULS4_NO28ENABLE4O44PULS4O12DIR4_NO29ENABLE4_NO45DIR4O13n.c.30n.c.46n.c.14n.c.31n.c.47n.c.15n.c.32n.c.48n.c.16n.c.33n.c.49n.c.17SE4.1K50SE4.2K3.5、数字输入/输出接口X100X105，X200X201本数控系统共有48个数字输入和16个数字输出接线端子。其引脚定义分别如下表所示：数字输入接口X100X105引脚分配引脚序号信号说明X100X101X102X103X104X1051空2输入I0.0I1.0I2.0I3.0I4.0I5.03输入I0.1I1.1I2.1I3.1I4.1I5.14输入I0.2I1.2I2.2I3.2I4.2I5.25输入I0.3I1.3I2.3I3.3I4.3I5.36输入I0.4I1.4I2.4I3.4I4.4I5.47输入I0.5I1.5I2.5I3.5I4.5I5.58输入I0.6I1.6I2.6I3.6I4.6I5.69输入I0.7I1.7I2.7I3.7I4.7I5.710M24上表中信号的高电平为1530VDC，耗电流为215mA，低电平为-35VDC。数字输出接口X200/X201引脚序号信号说明X200X2011L +2输出Q0.0Q1.03输出Q0.1Q1.14输出Q0.2Q1.25输出Q0.3Q1.36输出Q0.4Q1.47输出Q0.5Q1.58输出Q0.6Q1.69输出Q0.7Q1.710M24上表中信号的高电平为24VDC，0.5A，漏电流小于2mA，同时系数为0.5。四、实训步骤（一）、车床实训导线的连线：1、将“+24V输出”对应连接到“输入/输出”、“换刀控制”和“数控装置”模块的“+24V输入”；2、将“输入/输出”模块Q0.0继电器的常开端连接到“主轴控制”模块的STR端；3、将“输入/输出”模块Q0.1继电器的常开端连接到“主轴控制”模块的STF端；4、将“输入/输出”模块Q0.0和Q0.1继电器的公共端并联连接到“主轴控制”模块的SD端；5、将“数控装置”模块中10V连接到“主轴控制”模块的2端；6、将“数控装置”模块中GND连接到“主轴控制”模块的5端；7、将“输入/输出”模块Q0.4继电器的常开端连接到“换刀控制”模块的CW1端；8、将“输入/输出”模块Q0.4继电器的公共端连接到“换刀控制”模块的CW2端；9、将“输入/输出”模块I0.0到I0.5对应连接到“换刀控制”模块的1到6号刀位接口；10、将“驱动信号输出”模块中“X轴输出”和“Z轴输出”分别对应连接到“进给驱动”模块中“X轴输入”和“Z轴输入”各端子；（二）、铣床实训导线的连线：1、 将“+24V输出”对应连接到“输入/输出”和“数控装置”模块的“+24V输入”；2、 将“输入/输出”模块Q0.0继电器的常开端连接到“主轴控制”模块的STR端；3、 将“输入/输出”模块Q0.1继电器的常开端连接到“主轴控制”模块的STF端；4、 将“输入/输出”模块Q0.0和Q0.1继电器的公共端并联连接到“主轴控制”模块的SD端；5、 将“数控装置”模块中10V连接到“主轴控制”模块的2端；6、 将“数控装置”模块中GND连接到“主轴控制”模块的5端；7、 将“驱动信号输出”模块中“X轴输出”、“Y轴输出”和“Z轴输出”分别对应连接到“进给驱动”模块中“X轴输入”、“Y轴输入”和“Z轴输入”各端子；注意：当上述接线正确，确保“24V输出”钮子开关ON，且绿色指示灯点亮；其他所有钮子开关为OFF状态，此时实训台才能正常运行；红色弱电座和黑色弱电座为直流电源输入/输出，红色为电源正，黑色为电源负，请谨慎接插，避免出错，否则可能导致元器件的损坏。二 电气控制电路的原理和应用一、实训目的1、掌握实训台上电，断电的控制过程2、掌握电气元件在电路中的应用，了解电气原理图二、实训装置THWZDS-1数控机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习本实训台整个电路是采用弱电控制强电的方式进行设计的，一般数控机床的电气控制设计都采用这种方式，这样操作安全，运行可靠。主要的低压器件装在了“电器模块”上，包括1个24V开关电源、1个接触器(KM0)、3个空气开关(QF2QF4)和1个直流24V小型继电器(KA0)；在机床主电路中的低压电器元件如图所示：带漏电保护的空气开关（QF1），普通空气开关（从左到右依次为QF2、QF3、QF4），交流接触器（KM0），继电器（KA0），钥匙开关（SA1），启动按钮（SB2）和停止按钮（SB1）等。图1 电路控制原理图将实训台电源插头插到实验室插座上，打开总电源开关QF1，此时控制屏处于通电状态，电压电流表显示电压电流大小，红色指示灯亮，实验台上的插座上电；将钥匙开关SA1打到“开”，按下启动按钮SB2，使中间继电器KA0线圈得电，KA0常开触点吸合并自锁，同时使交流接触器KM0线圈得电，交流接触器的三对常开触点相应吸合；此时若空气开关QF2接通，则数控系统得电；若空气开关QF3接通，则主轴变频器得电，从而使主轴电机通电；若空气开关QF4接通，则X、Y、Z轴驱动器得电，相应各轴电机带电，为设备的正常运行作好准备。四、实训内容与步骤此实训项目涉及强电部分，实训应在老师指导下进行。控制屏通电时不可用手触摸强电柜中任一元件，也不可以接触驱动器供电和输出部分以免触电！1、 分析电路控制原理图和相关说明，了解电路中各元件的位置和接线；2、 按照项目一检查各部分实训导线的连接是否正确，确保系统各端子正确连接；3、 为了给I/O模块提供24V电源，将电源控制、指示部分的24V输出连接至输入/输出模块的24V输入，24V输出打到ON，绿色指示灯亮；4、 将电源总开关QF1合上，交流220V电源进入实验台，红色指示灯亮、电压表和电流表有显示，插座上有220V电压，可供外部测试仪器通电使用；5、 将钥匙开关打到ON，按下启动按钮，电器模块上KA0线圈得电常开触点闭合，同时KM0线圈得电常开触点闭合；6、 将电器模块上的QF2、QF3、QF4依次合上，数控系统、变频器和主轴电机、步进驱动器和电机得电；数控系统得电后，大约等待30秒，系统自检完毕；7、 此时实验台上电完成，可以进行以后的所有实验项目；8、 每次做完实训项目后，要作以下工作：A、依次把QF2、QF3、QF4空气开关断开；B、按下停止按钮（红），把钥匙开关打倒OFF侧；C、关闭所有连接在实验台插座上的仪器仪表和其他设备，拔下电源插头；D、断开总电源开关QF1，确保实验台断电；E、取下所有实验导线，整理好放到指定的位置。说明：在实训过程中，若发现任一电机运行异常或系统出错时，按下数控系统上的急停按钮，各电机停止运行，排除异常，将急停按钮复位；当有紧急情况时，可按下实训台电源控制模块上急停按钮，此时漏电保护器动作，交流220V电源被切断，将故障排除后，须按下电源总开关漏电保护器的黑色按钮，使其复位，才能再次上电；否则，空气开关合不上。如果有故障使总电源跳闸，排除故障后，也须按下电源总开关上漏电保护器的黑色按钮，使其复位，才能再次上电；否则，空气开关合不上。三 数控机床的基本概念与基本操作一、 实训目的掌握数控机床的基本概念，熟悉数控机床的操作区域、最重要的软件功能和简单的操作；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、 基本概念1、数控技术：简称数控（Numerical ControlNC）是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用可计算机进行控制，因此，也称为计算机数控（Computerized Numerical ControlCNC）。2、数控系统：为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件。用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体称为数控系统（Numerical Control System）,数控系统的核心是数控装置（Numerical Controller）。3、数控机床：采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床（NC机床）。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。4、加工中心：带有自动刀具交换装置（Automatic Tool ChangerATC）的数控机床（带有回转刀架的数控车床除外）称为加工中心（Machine CenterMC）。它通过刀具的自动交换，可以一次装、夹完成多个工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合。缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率，减少了零件的安装、定位次数，提高了加工精度。四、 实训内容与步骤（一）、熟悉操作区域：控制器中的基本功能可以划分为以下几个操作区域，如图1所示：图1 操作区域的划分操作区域更换 操作加工显示键可以直接进入加工操作区； 使用“区域转换”健可从任何操作区域返回主菜单；连续按两次后又回到以前的操作；（二）、车床相关操作：1、简单操作回参考点：图2 车床回参考点窗口1.1、接通电源启动系统，系统引导以后进入“加工”操作区手动REF运行方式（也可以按机床控制面板上的“参考点”键，启动回参考点运行），出现回参考点窗口，如图2所示，窗口中显示该坐标轴是否回到参考点。 坐标轴未回参考点 坐标轴已经到达参考点1.2、对于未回参考点的轴，按机床控制面板上的坐标轴方向键“+X”，使X轴回参考点；按坐标轴方向键“+Z”，使Z轴回参考点。如果选择了错误的回参考点方向(例如-X，-Z)，不会产生运动。通过选择另一种运行方式（如MDA、AUTO、JOG）可以结束该功能。2、手动动作：2.1、按机床控制面板上的“JOG”键，启动手动运行方式；2.2、按机床控制面板上的坐标轴方向键“+X”，“-X”，“+Z”,“-Z”，将使各轴正转运行或反转运行。2.3、按机床控制面板上的“主轴正转”和“主轴反转”键，可以使主轴运转，在系统上可以观察其实际转速，按主轴停止键停止运动。（三）、铣床相关操作：1、简单操作回参考点：1.1、按机床控制面板上的“参考点”键，启动回参考点运行。在回参考点窗口(图3)中显示该坐标轴是否回到参考点。1.2、对于未回参考点的轴，按机床控制面板上的坐标轴方向键“+X”，使X轴回参考点；按机床控制面板上的坐标轴方向键“+Y”，使Y轴回参考点；按机床控制面板上的坐标轴方向键“+Z”，使Z轴回参考点。如果选择了错误的回参考点方向(例如-X，-Y，-Z)，不会产生运动。2、手动动作：2.1、按机床控制面板上的“JOG”键，启动手动运行方式；2.2、按机床控制面板上的坐标轴方向键“+X”，“-X”，“+Y”，“-Y”,“+Z”,“-Z”，将使各轴正转或反转。2.3、按机床控制面板上的主轴正转和主轴反转键，可以使主轴运转，在系统上可以观察其实际转速，按主轴停止键停止运动。图3 铣床回参考点窗口 坐标轴未回参考点 坐标轴已经到达参考点注意：一般情况下系统开机后，首先进行回参考点操作，否则在执行以后的命令时会报警提示“有未回参考点的轴”。四 数控系统的初始化一、实训目的1、 了解数控系统口令的设定2、 了解数控系统的数据保存及初始化3、 了解数控系统的诊断功能二、实训设备THWZDS-1型 数控机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习1、系统的存储结构。802S系统内，有静态存储器SRAM和高速闪存Flash ROM两种存储器，静态存储器用于存放工作数据，内容包括：机床数据、刀具数据、零点数据、设定数据、螺距补偿、R参数、零件程序、固定循环。高速闪存区存放固定数据，通常为数据备份区以及存放系统程序区。2、NC的启动方式。图12.1、正常上电启动，即以静态存储器区的数据启动。正常上电启动时，系统检测静态存储器，当发现静态存储器掉电，如果做过内部数据备份，系统自动将备份数据装入工作数据区后启动；如果没有，则系统将出厂数据区内的数据写入工作数据区后启动。2.2、缺省值上电启动，以数控系统出厂（指西门子公司）时数据启动，制造商机床数据被取消。出厂数据写入静态存储器的工作数据区后启动。2.3、按储存数据上电启动，以高速闪存内得到备份数据启动。启动时，备份数据写入静态存储器的工作区。3、数据保护。802C的数据保护分内部存储和外部存储两种。内部存储通过“数据存储”软键将机床数据、设定数据、加工程序、丝杠螺距补偿数据等存储于静态存储器中。外部存储则利用SIEMENS提供的WINPCIN通讯工具软件，通过RS232接口将系统的各种数据备份到外部计算机中。4、系统的保护级别。保护级保 护范 围0-1系统级别系统保留2制造商级别（EVENING）可浏览或修改所有开放的机床参数3用户级别（CUSTOMER）可浏览但不能修改机床参数4-7PLC设定级别可浏览并修改加工参数5、报警诊断。图2 “诊断”状态图按软键“诊断”后，显示“诊断”状态图，在窗口中显示所有的报警，按报警时间显示，内容包括：“报警号”、“报警内容”、“删除条件”。报警号：该项显示报警号，按时间顺序显示。报警内容：在该项显示相应的报警文本。删除条件：显示删除该报警所用的键。 ：控制器断电再通电（解除外部CNC硬件故障和严重的软件故障）。 ：按“复位键”（可解决大部分故障）。 ：按“报警应答键”（可解决因操作错误的故障）。 ：用“数控启动键”（解决变成操作中的轻级故障）。四、实训内容与步骤1、开机（参考实验二）1.1、合上总电源开关，此时控制屏通电，电源指示灯亮。1.2、打开钥匙开关，按下启动按钮。1.3、合上各空气开关，使各部分得电。2、口令设定操作。2.1、按“区域转换键”进入操作区域菜单。2.2、按“诊断”软键进入诊断操作区域（图2）。2.3、按“调试”功能菜单键进入调试操作区域（图3）。图32.4、按 “菜单扩展键”，出现设定口令窗口（如图4）。图42.5、按“设定口令”软键进行口令设定操作（如图5）。图53、内部数据存储操作。在图4所示界面中选择“数据存储”软键，按“确定”后，系统进行数据备份，同时屏幕显示“别操作！别断电！”，完成后自动退出。 4、NC启动操作。4.1、在图3所示界面中按“调试开关”软键，出现图1所示界面。4.2、通过“光标向上键”或“光标向下键”选择NC启动方式。不要轻易选择“缺省值上电启动”。4.3、选择“确定”菜单，系统按所选择的启动方式进行重启。五、思考题NC的启动方式有哪几种？五 数控系统的调试与参数设置一、实训目的1、掌握802S系统用于车床时PLC参数的设置方法2、掌握802S系统用于铣床时PLC参数的设置方法二、实训设备THWZDS-1型 数控机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习1、MD14512参数定义（十六进制）：数据号Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0145120定义有效输入位（接口X100，端子号0 7）I0.7I0.6I0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0145121定义有效输入位（接口X101，端子号0 7）I1.7I1.6I1.5I1.4I1.3I1.2I1.1I1.0145122定义输入位为常闭连接（接口X100，端子号0 7）I0.7I0.6I0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0145123定义输入位为常闭连接（接口X101，端子号0 7）I1.7I1.6I1.5I1.4I1.3I1.2I1.1I1.0145124定义有效输出位（接口X200，端子号0 7）Q0.7Q0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0145125定义有效输出位（接口X201，端子号0 7）Q1.7Q1.6Q1.5Q1.4Q1.3Q1.2Q1.1Q1.0145126定义输出位为低电平有效（接口X200，端子号0 7）Q0.7Q0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0145127定义输出位为低电平有效（接口X201，端子号0 7）Q1.7Q1.6Q1.5Q1.4Q1.3Q1.2Q1.1Q1.01451211PLC实例程序配置刀架控制有效主轴换档控制主轴有效卡紧放松有效润滑有效冷却有效1451212进给/主轴倍率控制方式配置定义主轴倍率转换速度定义进给倍率转换速度开机主轴倍率设置开机进给倍率设置倍率控制方式1451216旋转监控主轴配置调试过程中Z轴旋转监控Y轴旋转监控X轴旋转监控配备倍率开关单极性模拟主轴主轴使能自动取消参数说明：MD1451211：Bit 0 = 1 子程序COOLING运行有效Bit 1 = 1子程序LUBRICAT运行有效Bit 2 = 1 子程序LOCK_UNL运行有效Bit 3 = 1 子程序SPINDLE运行有效Bit 6 = 1 子程序GEAR_CHG运行有效Bit 7 = 1 子程序TURRET1运行有效 MD1451212：Bit 0 = 0 由用户键和LED来控制进给和主轴倍率Bit 0 = 1由倍率开关来控制进给和主轴倍率Bit 2 = 0 开机进给倍率为100%Bit 2 = 1 开机进给倍率为上次关机时的倍率值Bit 3 = 0 开机主轴倍率为100%Bit 3 = 1 开机主轴倍率为上次关机时的倍率值Bit 4 / Bit 5 定义进给倍率转换速度Bit 5Bit 4进给倍率转换速度00标准速度：0%，1%，2%，4%，6%，8%，10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%，75%，80%，85%，90%，95%，100%，105%，110%，115%，120%01两倍标准速度：0%，2%，6%，10%，30%，50%，70%，80%，90%，100%，110%，120%10约三倍标准速度：0%，4%，10%，40%，70%，85%，100%，110%，120%11约四倍标准速度：0%，2%，10%，50%，80%，100%，120%Bit 6 / Bit 7 定义进给倍率转换速度Bit 7Bit 6进给倍率转换速度00标准速度：50%，55%，60%，65%，70%，75%，80%，85%，90%，95%，100%，105%，110%，115%，120%01两倍标准速度：50%，60%，70%，80%，90%，100%，110%，120%10约三倍标准速度：50%，60%，70%，85%，100%，110%，120%11约四倍标准速度：50%，60%，80%，100%，120%MD1451216：Bit 0 = 0 PLC正常运行（缺省设定）Bit 0 = 1调试方式。PLC不检测馈入模块的就绪信号Bit 1 = 0 无主轴命令且主轴已停，停止后按主轴停止键取消主轴使能（缺省设定）Bit 1 = 1 无主轴命令，主轴停止后自动取消主轴使能Bit 2 = 0 带有10V给定的模拟主轴（缺省设定）Bit 2 = 1 带有010V给定的模拟主轴Bit 3 = 0 MCP上无主轴倍率开关（缺省设定）Bit 3 = 1 MCP上有主轴倍率开关Bit 6/5/4 = 0 旋转监控无效（缺省设定）Bit 6/5/4 = 1 旋转监控生效2、MD14510参数定义（整数）：数据号字（16位整数型）1451012定义：有关进给/主轴倍率控制的时间量设置。按住进给/主轴倍率减速键大于此设定时间值，进给/主轴倍率将直接降至0%和50%。单位：100ms范围：5 30（0.5 3秒），若超出此范围，将默认为1.5秒。1451013定义：有关进给/主轴倍率控制的时间量设置。按住进给/主轴倍率100%键大于此设定时间值，进给/主轴倍率将直接变为100%。单位：100ms范围：5 30（0.5 3秒），若超出此范围，将默认为1.5秒。1451016定义：机床类型单位：-范围：0-车床； 1-铣床； 2无定义1451017定义：驱动器类型单位：-范围：0-步进驱动器； 1-伺服驱动器； 2-无定义1451020定义：刀架刀位数单位：-范围：4，6，8（注意：实例SAMPLE只允许4/6工位刀架）1451021定义：换刀监控时间（换刀必须在该时间内完成）单位：0.1秒范围：30 200（3 20秒）1451022定义：刀架卡紧时间单位：0.1秒范围：5 30（0.5 3秒）1451026定义：X轴 点动键的键号范围：22 25，27 30 1451027定义：X轴 点动键的键号范围：22 25，27 301451030定义：Z轴 点动键的键号范围：22 25，27 301451031定义：Z轴 点动键的键号范围：22 25，27 303、参数有效。 IM ： 立即生效CF ： 按“数据生效”软菜单生效 RE ： 复位有效PO ： 系统上电后生效 四、实训内容与步骤（一）、车床部分1、合上总开关，打开钥匙开关，按启动按钮，合上各空气开关，各部分得电。2、按上节实验的操作设定口令，否则参数不能写入，相关参数出厂时已经进行了调试，请重新设置一次，搞清为什么要这样设置。3、按 “诊断”软键进入诊断界面。4、按“机床数据”软键进入机床数据界面。图1 机床数据设定 5、按“普通数据”软件选择普通数据设置。按“菜单扩展键”进入下图所示界面。图26、按“搜索”软键，在出现的界面中输入“14510”，按“确定”进入要查找的参数。图3 搜索界面7、设置MD14510的参数如下：注意：在数控系统的调试过程中，每设置一个参数后务必按“回车”键确认，然后再根据相应的生效方式使其生效。 1451012 = 15 设置主轴/进给倍率跳转到最小值的时间为1.5秒；1451013 = 15设置主轴/进给倍率跳转到最大值的时间为1.5秒；1451016 = 0设置机床类型为车床；1451017 = 0 设置驱动器类型为步进驱动；1451020 = 6设置刀架刀位数为6；1451021 = 100设置换刀监控时间为10秒1451022 = 5 设置刀架锁紧时间为0.5秒1451026 = 27设置 点动键1451027 = 25设置 点动键1451028 = 0 不定义 Y 点动键1451029 = 0 不定义 Y 点动键1451030 = 23设置 点动键1451031 = 29设置 点动键8、重复步骤24的操作，搜索“14512”然后设置MD14512的相关参数如下：145120 = 11111111设置输入信号I0.7I0.0全部有效；145121 = 11111111 设置输入信号I1.7I1.0全部有效；145122 = 00000000设置I0.0 I0.7为常开连接；145123 =00000000 设置I1.0 I1.7为常开连接；145124 = 00111111 设置Q0.5Q0.0为有效输出位；145125 = 00000000 此8位输出不用，使用默认值；145126 = 00000000 对应输出位为高电平有效；145127 = 00000000 此8位没有用到，使用默认值；1451211 = 10001011 设置刀架、主轴、润滑和冷却有效；1451212 = 00000000 用默认值；1451216 = 00001100 倍率开关有效和单极性主轴8、数据保存，按“区域转换键”“诊断”“调试”“调试开关”出现实验四中启动方式窗口，选择“正常上电启动”或者“按储存数据上电启动”，系统重启后所设参数生效。注意：一般情况下不要选择“按缺省值上电启动”，否则数据丢失恢复出厂设置！9、进入口令设置界面，按“关闭口令”软键，以防误操作时修改参数的设置。（二）、铣床部分1、步骤同车床部分一样，参数设置不尽相同；2、MD14510相关参数设置为： 1451012 = 15 设置主轴/进给倍率跳转到最小值的时间为1.5秒；1451013 = 15设置主轴/进给倍率跳转到最大值的时间为1.5秒；1451016 = 1设置机床类型为铣床；1451017 = 0设置驱动器类型为步进驱动；1451020 = 0没有刀架；1451021 = 0 不定以；1451022 = 0 不定以；1451026 = 27设置 点动键1451027 = 25设置 点动键1451028 = 24设置 Y 点动键1451029 = 28设置 Y 点动键1451030 = 23设置 点动键1451031 = 29设置 点动键3、MD14512相关参数设置为：145120 = 11111111设置输入信号I0.7I0.0全部有效；145121 = 11111111 设置输入信号I1.7I1.0全部有效；145122 = 00000000设置I0.0 I0.7为常开连接；145123 =00000000 设置I1.0 I1.7为常开连接；145124 = 00001111 设置Q0.3Q0.0为有效输出位；145125 = 00000000 此8位输出不用，使用默认值；145126 = 00000000 对应输出位为高电平有效；145127 = 00000000 此8位没有用到，使用默认值；1451211 = 00001011 设置主轴、润滑和冷却有效；1451212 = 00000000用默认值；1451216 = 00001100 倍率开关有效和单极性主轴4、注意保存和正常上电启动，然后关闭口令。六 输入输出信号的使用一、实训目的1、了解数控系统用于车床（铣床）时，数字输入信号的接线与使用2、了解数控系统用于车床（铣床）时，数字输出信号的接线与使用二、实训设备THWZDS-1型 数控机床四合一电气控制与维修实训台三、实训预习802S数控系统预装一集成PLC实例应用程序，通过对相应机床的PLC机床参数进行设定，就可以对PLC实例应用程序的功能进行配置。在一台数控机床系统中，PLC相关的所有安全功能（如急停、限位等）必须首先调试，只有在完全功能生效时，才可以调试NC系统参数和驱动参数。1、802S系统车床配置时输入/输出信号的功能说明：1.1、输入信号说明：X100： I0.0 硬限位X+ I0.1 硬限位Z+I0.2 X参考点开关I0.3 Z参考点开关I0.4 硬限位X- I0.5 硬限位Z-I0.6 过载I0.7 急停按钮X101： I1.0 刀架信号T1 I1.1 刀架信号T2I1.2 刀架信号T3 I1.3 刀架信号T4I1.4 刀架信号T5 I1.5 刀架信号T6I1.6 超程释放信号 I1.7 就绪信号X102X105在实例程序中未定义，用户根据需要可以自己定义。本实验台中预留了接口X102 和X103以方便用户使用。1.2、输出信号说明：X200： Q0.0 主轴正转 CW Q0.1 主轴反转 CCWQ0.2 冷却控制输出 Q0.3 润滑输出 Q0.4 刀架正转 Q0.5 刀架反转Q0.6 卡盘卡紧 Q0.7 卡盘放松X201： Q1.