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南京西門子810d數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)專業(yè)

2022-4-16發(fā)布者:zyp
南京西門子810d數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)專業(yè)
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1 西門子數(shù)控系統(tǒng)裝調(diào)與維修
西門子數(shù)控系統(tǒng)概述
一、西門子數(shù)控系統(tǒng)組成 西門子數(shù)控系統(tǒng)主要包括:控制及顯示單元、PLC 輸入/輸出單元(PP)、PROFIBUS 總線單元、伺服驅(qū)動(dòng)單元、伺服電機(jī)等部分。
二、西門子數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程
1. SINUMERIK 802S/C 系統(tǒng) SINUMERIK 802S/C 系統(tǒng)專門為低端數(shù)控機(jī)床市場而開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型CNC 控制系統(tǒng)。802S/C 兩個(gè)系統(tǒng)具有同樣的顯示器,操作面板,數(shù)控功能,PLC 編程方法等,所不同的只是SINUMERIK 802S 帶有步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),控制步進(jìn)電機(jī),可帶3 個(gè)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)軸及一個(gè)±10V 模擬伺服主軸; SINUMERIK 802C 帶有伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),它采用傳統(tǒng)的模擬伺服±10V 接口,zui多可帶3 個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)軸及一個(gè)伺服主軸。
2. SINUMERIK 802D 系統(tǒng) 該系統(tǒng)屬于中低檔系統(tǒng),其特點(diǎn)是:全數(shù)字驅(qū)動(dòng),中文系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單(通過PROFIBUS 連接系統(tǒng)面板、I/O 模塊和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)),調(diào)試方便。具有免維護(hù)性能的SINUMERIK 802D 核心部件-控制面板單元(PCU)具有CNC、PLC、人機(jī)界面和通訊等功能,集成的PC 硬件可使用戶非常容易地將控制系統(tǒng)安裝在機(jī)床上。
3.SINUMERIK 840D/810D/840Di 系統(tǒng) 840D/810D 是幾乎同時(shí)推出的,具有非常高的系統(tǒng)*性,顯示/操作面板、機(jī)床操作面板、S7-300PLC、輸入/輸出模塊、PLC 編程語言、數(shù)控系統(tǒng)操作、工件程序編程、參數(shù)設(shè)定、診斷、伺服驅(qū)動(dòng)等許多部件均相同。 SINUMERIK 810D 是840D 的CNC 和驅(qū)動(dòng)控制集成型,SINUMERIK 810D 系統(tǒng)沒有驅(qū)動(dòng)接口, SINUMERIK 810D NC 軟件選件的基本包含了840D 的全部功能。 采用PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)西門子840Di 系統(tǒng),全PC 集成的SINUMERIK 840Di 數(shù)控系統(tǒng)提供了一個(gè)基于PC 的控制概念。
4.SINUMERIK 840C 系統(tǒng) SINUMERIK 840C 系統(tǒng)一直雄居世界數(shù)控系統(tǒng)水平,內(nèi)裝功能強(qiáng)大的PLC 135WB2,可以控制SIMODRIVE 611A/D 模擬式或數(shù)字式交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),適合于高復(fù)雜度的數(shù)控機(jī)床。
三、西門子交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
1. SIMODRIVE611A:模擬式伺服,配合1FT5 系列進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)(600V)和1PH7 主軸電機(jī), 可控制主軸,進(jìn)給軸,及普通異步電機(jī)。
2. SIMODRIVE 611D:數(shù)字式伺服,配合1FT6/1FK6 系列進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)和1PH7 主軸電機(jī),可控制主軸,進(jìn)給軸等,只能配合810D、840D、840C 數(shù)控系統(tǒng)。
3. SIMODRIVE 611U:通用型伺服,可接收模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)(PROFIBUS),可以進(jìn)行位置控制、速度控制及轉(zhuǎn)矩控制。配合1FT6/1FK6 和1PH7 電機(jī),是理想的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案之一。
4. SIMODRIVE 611UE:通用E 型伺服,通過PROFIBUS 接連,其余同611U。
SINUMERIK 802D 數(shù)控系統(tǒng)的部件連接
一、連接總圖及各個(gè)功能部件功能、接口介紹 數(shù)控單元(PCU)中集成了人機(jī)界面、數(shù)控運(yùn)算和可編程控制系統(tǒng)(PLC)三個(gè)功能軟件。 2 與之配套的有:數(shù)控編程鍵盤、手輪、機(jī)床控制面板、數(shù)字量輸入輸出模塊以及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
1、802D 基本組件及功能介紹:
1.系統(tǒng)控制及顯示單元(PCU):系統(tǒng)單元與顯示單元合為一體,既緊湊又方便連接。 此單元為核心單元有一塊486工控機(jī)作主控CPU,其負(fù)責(zé)數(shù)控運(yùn)算、界面管理、PLC邏輯運(yùn)算等。其顯示單元為一10.4吋真彩液晶顯示屏(OP),與鍵盤輸入單元組成人機(jī)界面。 該單元與系統(tǒng)其他單元間的通訊采用 PROFIBUS 現(xiàn)場總線,另有2個(gè)RS232接口與外界通訊。
2.PLC 輸入/輸出單元(PP): zui大144點(diǎn)輸入,96點(diǎn)輸出。由 PROFIBUS 完成與PCU 的通訊(2塊)。
3.PROFIBUS 總線單元:由PROFIBUS子模塊、各單元上相應(yīng)的PROFIBUS接口以及 PROFIBUS總線電纜組成。PROFIBUS 總線連接時(shí)要求各接點(diǎn)進(jìn)出方向正確,兩根線不交叉且連接可靠,屏蔽接牢。各接點(diǎn)插頭上的設(shè)置開關(guān)嚴(yán)格遵循終端為“ON",中間各接點(diǎn)為“OFF" 的原則。
4.SIMODIVE611U 數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元:由電源模塊、功率模塊、611U控制模塊組成。其中電源模塊負(fù)責(zé)將380V交流電轉(zhuǎn)換成600V直流母線電壓。
5.伺服電機(jī):通常有1FK6/1FK7/1FT6,主軸電機(jī):1PH7等。 2、802D 各單元間的連接: SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)是基于PROFIBUS總線的數(shù)控系統(tǒng)。信號(hào)都是通過PROFIBUS傳送的。
三、供電與接地
1. 數(shù)控系統(tǒng)供電:1.數(shù)控系統(tǒng)采用24V 直流供電,要選擇好直流穩(wěn)壓電源的容量。
2.數(shù)控系統(tǒng)中需要直流24V 供電部件有:數(shù)控系統(tǒng)和鍵盤、機(jī)床控制面板、數(shù)字輸入輸出模塊等。
3.盡可能采用單獨(dú)的24V DC 電源為數(shù)字輸出外部供電。
4.驅(qū)動(dòng)電源供電 驅(qū)動(dòng)電源模塊將三相交流進(jìn)線電源轉(zhuǎn)化為600V 直流,并通過直流母線為功率模塊供電,電源模塊中沒有制動(dòng)電阻,采用向電網(wǎng)饋電方式制動(dòng),必須對其上電與斷電的時(shí)序進(jìn)行控制。為了保證驅(qū)動(dòng)器就緒信號(hào)有效,端子NS1 與NS2 必須短接。
5.接地.數(shù)控系統(tǒng)的電源共地連接指24V 直流電源的0V 與保護(hù)地PE 連接.
6.需將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力電纜的屏蔽層與驅(qū)動(dòng)器的屏蔽連接架連接,或?qū)⑺欧妱?dòng)機(jī)電纜的屏蔽網(wǎng)與接地體保持良好接觸。
四、部件連接,按照圖紙要求,完成部件連接。
五、連接操作注意事項(xiàng) 通電前,要認(rèn)真檢查模塊的接線,確保連接正確無誤。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
1.802D的各部件的正確連接
2.了解PROFIBUS現(xiàn)場總線的連接要點(diǎn) 6 實(shí)訓(xùn)練習(xí) 實(shí)驗(yàn)步驟: a.
系統(tǒng)連接步驟說明:
① 系統(tǒng)核心部分PCU 通過連接插座X9,PROFIBUS 電纜6XV1 830-0EH10,與PP72/48、 SIMODRIVE 等設(shè)備連接;
②系統(tǒng)操作面板OP020 與機(jī)床操作面板MCP 之間有扁平電纜將X111 與X1201;X222 與X1202 相連;
③PCU 通過X8 與電源相連接;
④PCU 通過X14/X15/X16 連接手輪;
⑤PCU 通過X10 與鍵盤連接;
⑥PP72/48 通過X1 與電源連接;
⑦PP72/48 通過X333 與機(jī)床信號(hào);
⑧電機(jī)通過電纜6FX與功率模塊相連接;
⑨電機(jī)通過電纜6FX與伺服模塊611UE 相連接;
⑩611 電源模塊通過直流母線給功率模塊供電;
b.實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的線路連接;
c. 通電前的線路檢查 通電前,首先測量各電源電壓是否正常。 ·用萬用表ACV 檔測量AC380V 是否正常:斷開各變壓器次級(jí),用萬用表ACV 檔測量各次級(jí)電壓是否正常,如正常將電路恢復(fù)。 ·用萬用表DCV 檔測量開關(guān)電源輸出電壓是否正常(DC24V):斷開DC24V 輸出端,給開關(guān)電源供電,用萬用表DCV 檔測量其電壓,如正常即可進(jìn)行下一步。 ·斷開電源,用萬用表電阻檔測量各電源輸出端對地是否短路。 ·按圖紙要求將電路恢復(fù)。
思考題:
1、802D 系統(tǒng)由那些部分組成?各部分分別起什么作用?
2、數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置可編程控制器起什么作用
3. PROFIBUS 現(xiàn)場總線的連接要點(diǎn)
單元三 西門子PLC 應(yīng)用編程
一、 西門子PLC 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)規(guī)范
1. PLC 應(yīng)用程序的模塊化和文檔化
2. PLC 應(yīng)用程序的版本管理
3. PLC 基本指令說明 1) PLC 編程語言Micro/Win 的基本操作符號(hào) 2) PLC 基本指令說明:位邏輯指令、整數(shù)算術(shù)運(yùn)算指令、比較指令、計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)指令等。
二、西門子PLC 編程工具介紹
Programming Tool PLC 802 Version 3.1 軟件的應(yīng)用。 在PLC 編程工具中有許多操作窗口:
1.梯形圖編輯窗口,
2.符號(hào)表窗口,
3.狀態(tài)圖窗口,
4.交叉引用窗口,
5.診斷窗口等。
三、西門子PLC 軟件編程 PLC 應(yīng)用程序采用主程序OB1 和子程序SBR 結(jié)構(gòu)。一個(gè)PLC 應(yīng)用程序程序由許多PLC 梯形圖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。通常將隸屬于同一功能的網(wǎng)絡(luò)集成到一起構(gòu)成一個(gè)PLC 子程序。 其中主程序OB1 起到組織作用,來調(diào)用各種功能的子程序。子程序SBR 來完成各個(gè)功能。并由主程序來調(diào)用。
1、主程序(MAIN)結(jié)構(gòu)分析
2、子程序結(jié)構(gòu)分析 四、西門子PLC 程序傳送(下載) PLC 程序的下載與上載通過系統(tǒng)和 PC 機(jī)上的RS232 接口進(jìn)行的(注意:在作PLC 傳輸時(shí),請一定將系統(tǒng)上STEP7 連接激活,使其變成有效,否則會(huì)傳輸失敗)。
1、在計(jì)算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)斷電的情況下,將RS232 電纜與802D PCU 模塊上的串行口(X6)以及計(jì)算機(jī)的COM1 口相連;然后打開計(jì)算機(jī)與802D。
2、在電腦側(cè)打開PT802 V3.1,并打開需要下載的程序,在Communication 欄內(nèi),選擇: Interface Com1 Remote address 2 Transmission Rate 38.4 kbps 在802D 側(cè)的PLC 菜單里將“STEP7 連接"激活為有效(其他設(shè)置均為缺省值)。
3、點(diǎn)擊 “Done load"菜單,下載程序,此間需使PLC 停止運(yùn)行。 當(dāng)計(jì)算機(jī)側(cè)出現(xiàn)“Done load was successful"時(shí),下載結(jié)束。點(diǎn)擊“RUN"菜單,重新運(yùn)行PLC。 8 單元四 基本控制邏輯的實(shí)現(xiàn)
一、伺服驅(qū)動(dòng)器使能控制 為了保證數(shù)控系統(tǒng)與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,其中有許多使能控制信號(hào),只有當(dāng)所有的使能條件全部滿足后,伺服電機(jī)與伺服主軸才能工作。
二、急停和限位控制
1.急?刂疲浩淠康氖窃诰o急情況下,使機(jī)床上所有運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng),并在zui短的時(shí)間內(nèi)停止。
2.限位控制:限位控制也是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)基本安全功能?煞譃椋河蚕尬、軟限位,其中硬限位是數(shù)控機(jī)床的外部安全措施,而軟限位則是數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)部安全功能。加工區(qū)域限制屬于另一種形式上的軟限位。
三、機(jī)床面板基本操作功能控制
1.進(jìn)給倍率和主軸倍率:在機(jī)床控制面板上的倍率選擇開關(guān)用于進(jìn)給軸或主軸的速度修調(diào)。通常采用編碼式旋轉(zhuǎn)波段開關(guān)作為倍率選擇開關(guān)。其編碼方式有:格林碼或二進(jìn)制碼兩種。
2.電子手輪:利用電子手輪可在手動(dòng)方式下移動(dòng)坐標(biāo)軸,進(jìn)行工具原點(diǎn)和刀參數(shù)的設(shè)定,手輪每一刻度稱為1 個(gè)增量,其硬件接口采用RS-422 標(biāo)準(zhǔn)的差分協(xié)議。
3.進(jìn)給軸的手動(dòng)控制:手動(dòng)移動(dòng)坐標(biāo)軸時(shí),既可以采用連續(xù)點(diǎn)動(dòng)方式,也可以采用增量點(diǎn)動(dòng)方式。
4.程序運(yùn)行控制選項(xiàng):數(shù)控系統(tǒng)均配備了零件程序運(yùn)行的控制選項(xiàng),這些選項(xiàng)既可通過人機(jī)界面的選擇窗口激活,也可通過機(jī)床控制面板上的選擇鍵激活。
四、車床刀架控制
1.電動(dòng)刀架控制原理:數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào),刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器動(dòng)作,電機(jī)正轉(zhuǎn),通過減速機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)將上刀體上升至一定位置,離合盤起作用,帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)到所選擇刀位,發(fā)訊盤發(fā)出刀位信號(hào),刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器動(dòng)作,電機(jī)反轉(zhuǎn),完成初定位后上刀體下降,齒牙盤嚙合,完成精確定位,并通過升降機(jī)構(gòu)鎖緊刀架。
2.電動(dòng)刀架設(shè)定:電動(dòng)刀架可為四或六工位(即刀架上可裝四或六把刀),機(jī)床數(shù)據(jù)MD14510[20]所設(shè)定的數(shù)據(jù)應(yīng)與刀架工位相吻合。每把刀都有一固定刀號(hào),通過霍爾開關(guān)進(jìn)行到位檢測。到位信號(hào)經(jīng)故障設(shè)置引至I/O 演示板下方的接插件上。刀架電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)為選刀過程,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)為鎖緊過程,鎖緊時(shí)間由機(jī)床數(shù)據(jù)MD14510[22]決定(一般根據(jù)具體刀架,可設(shè)為1~1.6S 左右)。
2. 電動(dòng)刀架PLC 控制程序:梯形圖程序參見多媒體課件。
9 單元五 西門子數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)
一、 機(jī)床參數(shù)的功能
1.機(jī)床數(shù)據(jù)是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床以及伺服驅(qū)動(dòng)之間匹配的媒介。
2.機(jī)床數(shù)據(jù)是數(shù)控系統(tǒng)功能管理和開放的鑰匙。
3.機(jī)床數(shù)據(jù)是機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的調(diào)節(jié)閥門。
4.機(jī)床數(shù)據(jù)為PLC 邏輯控制提供靈活的方式。
二、機(jī)床參數(shù)分類與設(shè)定
1.通用機(jī)床數(shù)據(jù)
2.軸機(jī)床數(shù)據(jù) 主要是與機(jī)床各運(yùn)行軸相關(guān)的機(jī)械電氣參數(shù)。 1)機(jī)床進(jìn)給軸及相關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù); 2)機(jī)床主軸及相關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)。
3.PLC 機(jī)床數(shù)據(jù) 與PLC 相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)。
4.伺服驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù) MD880: 電機(jī)轉(zhuǎn)速; 10 MD918: PROFIBUS 地址; MD1005: 電機(jī)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù); MD1120:電流環(huán)增益; MD1121: 電流環(huán)積分時(shí)間; MD1407/MD1408:速度環(huán)增益; MD1409/MD1410:速度環(huán)積分時(shí)間。
5.其他機(jī)床數(shù)據(jù) 顯示機(jī)床數(shù)據(jù)。 單元六 西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù) SINUMERIC 802D 系統(tǒng)配備了32M 靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM 與16M 高速閃存FLASH ROM 兩種存儲(chǔ)器,靜態(tài)存儲(chǔ)器區(qū)存放工作數(shù)據(jù)(可修改),高速閃存區(qū)存放固定數(shù)據(jù),通常作為數(shù)據(jù)備份區(qū),以及存放系統(tǒng)程序。
一、 西門子802D 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法
1.機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)
2.機(jī)外存儲(chǔ)
3.PC 卡存儲(chǔ)
二、西門子802D 數(shù)控系統(tǒng)兩種起動(dòng)方法
1. 冷啟動(dòng): S1 開關(guān)選擇。
2. 熱啟動(dòng) 操作面板選擇。
三、西門子802D 數(shù)控系統(tǒng)三種起動(dòng)方法
1.方式0:正常上電啟動(dòng)。
2.方式1:缺省值上電啟動(dòng)。
3.方式2:按存儲(chǔ)數(shù)據(jù)上電啟動(dòng)。
四、機(jī)床數(shù)據(jù)的保護(hù)
1.機(jī)內(nèi)存儲(chǔ) 機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)即將靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM 區(qū)已修改過的有用數(shù)據(jù)存放到高速閃存 FLASH ROM 區(qū)保存。通常系統(tǒng)斷電后,SRAM 區(qū)的數(shù)據(jù)由高能電容C 上的電壓進(jìn)行保持,對于長期不通電的機(jī)床,SRAM 區(qū)的數(shù)據(jù)將丟失。當(dāng)重新上電時(shí),系統(tǒng)啟動(dòng)過程中自動(dòng)調(diào)用備份數(shù)據(jù)區(qū)上一次存儲(chǔ)的機(jī)床數(shù)據(jù),若沒有做過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)則在啟動(dòng)過程中自動(dòng)調(diào)用出廠數(shù)據(jù)。機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)即數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能是一種不需任何工具的方便快速的數(shù)據(jù)保護(hù)方法。
2.機(jī)外存儲(chǔ) 11 通過RS232 串行口傳輸。

3.存儲(chǔ)卡存儲(chǔ) 通過數(shù)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)操作(見右圖)


南京西門子810d數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)專業(yè)



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