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实验一数控系统连接和调试实验实验一数控系统连接和调试实验《数控系统》实验一数控系统连接和调试实验一、实验目的通过数控系统连接与调试实验，使学生能够独立fanuc0imate-c数控系统与外围设备的连接与调试；要求学生学会独立查阅资料，并能独立操作完成全部实验。
二、实验设备和元器件1数控机床1台。
2斯沃数控机床仿真软件1套。
二、接线实验用元器件如下：1、siemens802c铣床系统（1个）2、变频器7200ma（380v/5.4hp）（1个）3、变频电机yvp112m-2-s（1台）4、变压器ga85（1个）5、端子排l1（1个）、s1（1个）6、断路器dz47-63-d32(2个)、dz108-20-d0.4(1个)、dz47-60-c6（1个）、dz47-63-c6（1个，促进作用相等于熔断器）、dz47-63-c2（两个，促进作用相等于熔断器）、dz47-63-c1（1个，促进作用相等于熔断器）7、总电源开关hr-31（1个）8、开关电源s-201-24（2个）9、继电器模块xa-350（1个）10、伺服驱动器tsda30b-tsb102b27h（3个）11、伺服电机tsb1310b-3nha（3台）12、交流接触器t1c10901（1个）13、冷却电机db-12a（1台）14、灭弧器3tx1-31a03（1个）15、打刀缸sy-45（1个）16、气阀4v210-08（1个）17、行程开关lxz1（3个）18、松刀按钮开关ah165-sf（1个）19、报警灯jsl-3d（1个）20、机床灯jy37-1（1个）21、杀菌东站mlz-15/1.5（1个）22、电器柜冷却风扇mu1125m-41（2个）三、实验步骤关上斯沃数控机床仿真软件的电气模块，挑选西门子802c铣床。
关上“实验一数控系统相连接和调试实验.ltl”文件。
参考该图，顺利完成下面接线空白。
（一）、变频器部分1、熟悉电气原理图，找到和主轴实验相关联的接线部分。
实验一数控系统连接与调试（1）实训目的：熟悉数控系统的连接（2）实训任务：掌握典型数控装置组成、常见接口以及各部件的连接与调试的方法相关知识介绍：一、HED-21S数控系统HED-21S数控系统综合实验台用于培养掌握数控系统的编程方法、数控系统电气设计、安装、调试、维修等实际动手能力的一套实验装置。
数控系统综合实验台采用模块化设计，便于组合和扩展，也便于检查和调试，利用该实验装置可以使学员掌握数控系统控制原理、电气原理、电气设计方法、元器件的选用，能够掌握数控系统电气布局、安装、电气调试等方法，能够模拟工业生产过程，达到工业现场实习效果。
不仅可按照推荐的方式进行设计、安装、调试，也可根据各自对课程设置的要求，自行设计、组合安装、调试，更好地培养动手能力和分析能力。
HED-21S数控系统综合实验台集成了数控装置、变频主轴及三相异步电机、交流伺服及交流伺服电机、步进电机驱动器及步进电机、测量装置、十字工作台。
具体组成如图1所示。
数控装置采用华中数控股份有限公司的“世纪星”HNC-21TF车床数控装置。
“世纪星”HNC-21TF车床数控装置采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC机，配置7.7＂彩色液晶显示屏和通用工程面板，全汉字操作界面、故障诊断与报警、多种形式的图形加工轨迹显示和仿真，操作简便，易于掌握和使用，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，可自由选配各种类型的脉冲接口、模拟接口交流伺服单元或步进电机驱动器，内部已提供标准车床控制的PLC程序，用户也可自行编制PLC程序，采用国际标准G代码编程，与各种流行的CAD/CAM自动编程系统兼容，具有直线、圆弧、螺纹切削、刀具补偿、宏程序等功能，支持硬盘、电子盘等程序存储方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能，具有低价格、高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。
图2所示为HNC-21TF数控装置与其他装置、单元连接的总体框图和连线图。
第一章数控机床第一节数控机床的演变历程一、教学目的与要求（1）了解数控机床的发展史（2）了解数控机床的未来趋势（3）了解我国的现状二、教学重点与难点（1）数控机床的发展史（2）数控机床的未来趋势（3）我国的现状三、课时安排：1 课时四、教学内容引言从20 世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入21 世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。
本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。
（一）数控机床的发展历史第一台数控机床是1952 年美国帕森斯公司与麻省理工学院合作研制的三坐标数控铣床，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果。
数控机床的发展先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规摸集成电路（1965 年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型机算机（1974年）等五代数控系统。
生产实习课教案首页课时分配项目：FANUC数控车床维修实训台应用一、组织教学1. 检查学生出勤情况；2. 检查学生劳动防护用品的穿戴情况及实习工具的准备情况；3. 宣布上课。
二、项目指导1.项目引入数控车床是数控机床中，最常用的一类加工机床。
为了能够使得学生熟悉和掌握数控机床的组成和功能，在实训教学中，采用了维修实训台作为实训设备。
这样可以最大程度的使得实训更加的贴近实际。
2.相关知识1)数控车床维修实训台的组件布置操作板上装有主轴及进给伺服驱动单元、输入/输出接口板、稳压电源、I/O-LINK模块，以及及配电盘等。
实训台下方装有变压器，主轴伺服电机及海德汉编码器。
Oi-MA TE-TD CNC数控系统与LCD显示器位一体式结构安装在操作台上方，MDI操作单元安装在其右侧。
标准操作面板和子面板B安装在其下方。
2)FANUC 0i-mate-TD 系统数控车床维修实训台的基本组成:CNC装置、PMC（内置PLC）、机床I/O单元、伺服放大器、伺服电动机、主轴变频器、主轴电动机、检测反馈装置、机床电气控制系统、CNC车床操作装置、车床电动刀架、实训台指示灯。
3)数控车床维修实训台组成部件的功能作用：CNC装置数控装置是数控机床的核心。
它由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。
它的功能是接收输入装置输入的加工信息，经过数控装置的系统软件对代码进行处理后，输出相应的指令脉冲。
这些控制信号中最基本的信号，是经过插补运算后的各坐标（即作进给运动的各执行部件）的进给速度、进给方向和位移量指令。
从自动控制的角度来看，CNC 装置是一种位置（轨迹）控制系统，其本质上是以机床各运动轴的位移量为控制对象，并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。
PMC(内置PLC)通过PMC程序控制NC与机床接口的输入输出信号，完成机床辅助运动的控制。
如接收来自操作面板、机床上的各行程开关、传感器、按钮、强电柜里的继电器以及主轴控制、刀库控制的有关信号，经处理后输出去控制相应器件的运行。
数控机床电气连接与调试课件(1)数控机床电气连接与调试课件是数控机床专业课程中非常重要的一部分。
它主要介绍数控机床电气系统的构成和连接方法，并详细探讨数控机床电气系统的调试及故障排除方法。
下面将从以下几个方面进行介绍：一、数控机床电气系统的相关知识数控机床电气系统主要由电源系统、主控系统、驱动系统、执行系统和控制系统五部分组成。
其中，电源系统提供动力和电源；主控系统负责指挥整机运行；驱动系统与执行系统配合，将主控系统的指令转化为运动控制；控制系统则负责机床各个功能模块的协作工作，完善整机自动控制。
了解数控机床电气系统各部分的功能和协作关系，对理解数控机床的工作流程和调试方法有着非常重要的意义。
二、数控机床电气系统的连接方法数控机床电气系统需要按照一定的连接顺序进行连接。
在连接前，需要确认各部分的接口类型和接线端子的位置。
连接时，要按照电路图的要求进行接线，严格按照接线端子的编号进行连接，确保连接正确无误。
同时，还需要注意连接线路的安全性和可靠性，尤其要重视接地电路的连接。
三、数控机床电气系统的调试方法在连接完数控机床电气系统后，需要对整台机床进行调试。
这里主要包括控制系统的调试、驱动系统和执行系统的调试和整台机床的运行调试等。
在调试过程中，需要详细分析出现的问题和异常情况，并采取有效的措施进行调整和排除故障。
这样才能确保数控机床能够准确地执行各项指令。
四、常见的数控机床电气故障排除办法在日常使用过程中，数控机床电气故障是比较常见的。
主要困扰的是机床的停机、误动、异常等问题。
这里需要详细分析故障出现的原因，并采取相应的解决办法。
如检查线路的接线是否正确、检查电源是否稳定、检测传感器是否失效等等。
以上是数控机床电气连接与调试课件的相关内容。
通过本课程的学习，可以更好地掌握数控机床电气系统的组成和连接方法，提高整台机床的运行效率和安全性，也能够更好地解决常见电气故障问题，保障机床的正常运行。
实训二数控系统的连接及调试一、实验目的1、熟悉HED—21S数控系统综合试验台各个组成部件的接口。
2、读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间的连接。
3、了解数控系统的调试运行方法。
二、实训设备HED—21S数控系统综合实验台万用表工具三、相关知识包括数控装置，由变频器和三相异步电机构成主轴驱动系统，由交流伺服单元和交流伺服电机构成的进给伺服驱动系统，由步进电机构成的进给伺服驱动系统等的数控系统，可实现主轴驱动系统的速度控制，进给伺服驱动系统的开环、半闭环、闭环控制。
1．电源部分图 4—1 电源部分接线图2．继电器与输入/输出开关量图4-2电器部分接线图图 4—3 继电板部分接口图 4—4 输入开关量接线图图 4—5 输出开关量接线图3．数控装置与手摇单元和光栅尺图 4—6 手摇单元接线图图 4—7 数控装置与光栅尺连接4．数控装置与主轴的连接图 4—8 数控装置与主轴连接5．数控装置与步进驱动单元连接图 4—9 数控装置与步进驱动单元的连接6．数控装置与交流伺服单元的连接图 4—10 数控系统与交流伺服单元的连接7．数控系统刀架的连接图 4—11 刀架电动部分四、实训内容及骤1.数控系统的连接（1）电源回路的连接按前图接线，并用万用表检查电源电压和变压器输出端电压。
（2）数控系统继电器的输入/输出开关量连接按前图连接继电器和接触器，以及输入/输出开关量。
（3）数控装置和手摇单元的连接按前图连接手摇单元和光栅尺。
（4）数控装置和变频主轴的连接连接变频器和主轴电机强电电缆，以及数控装置和变频器信号线。
确保地线可靠。
（5）数控装置和交流伺服器的连接按前图连接交流伺服电机的强电电缆和码盘信号线，接入伺服单元电源。
地线可靠正确接地。
（6）数控装置和步进电机驱动器的连接按前图连接步进电机驱动器和步进电机，以及驱动器电源。
（7）数控系统刀架电动机的连接连接刀架电机。
2、数控系统调试(1)线路检查。
实验一数控车床结构与传动认识实验一、实验目的（ 1 ）、通过对数控车床整机的观察，初步建立认识数控机床的一般方法。
（ 2 ）、通过对数控车床主要部件结构的观察分析，认识数控机床的布局、典型结构及数控车床主要部件的功能及工作运动。
（ 3 ）、了解机床主轴传动系统和进给传动系统的组成及特点。
二、实验内容（ 1 ）、认识机床的主要组成部分，熟悉机床的操纵系统。
（ 2 ）、了解机床的工艺范围及其主要技术规格。
（ 3 ）、了解数控机床的布局，基本组成及其功用。
观察机床主要部件结构。
（ 4 ）、了解液压系统在数控车床中的应用。
三、实验仪器与设备（ 1 ）、数控车床、数控系统综合实验台（ 2 ）、外圆车刀、镗孔刀、外螺纹车刀等刀具。
四、实验步骤（ 1 ）、观察数控车床整机。
了解数控车床的控制系统、床身组件、主轴箱、床鞍、刀架、尾座及防护罩等组成部件。
（ 2 ）、认识主轴箱，观察主传动组成，分析工作原理及控制方式。
观察其内部构造，主轴锥孔锥度、轴承的安装位置等，分析结构特点。
（ 3 ）、认识 X 、 Z 向运动部件，观察进给传动的组成，分析工作原理及控制方式。
观察进给机构丝杠丝母副的结构和工作特点，判断丝杠丝母副的循环方式，观察机床导轨副的结构和工作特点。
（ 4 ）、认识回转刀架，了解使用方法，分析工作原理。
（ 5 ）、认识尾座，了解使用方法，分析工作原理。
（ 6 ）、观察数控车床中的液压系统，认识它在数控车床中的功能。
（ 7 ）、观察典型零件的加工。
五、注意事项（ 1 ）、要注意人身及设备的安全。
关闭电源后，方可观察机床内部结构。
（ 2 ）、操作应符合基本操作规范。
（ 3 ）、实验完毕后，要注意清理现场，清洁机床，对机床的主轴、导轨、丝杠丝母副及时润滑。
六、思考题及讨论题（ 1 ）、数控机床与普通机床在性能上有什么不同？（ 2 ）、数控机床为了保证达到高性能在结构上采取了哪些措施？（ 3 ）、与普通车床比较，数控车床在结构上有哪些特点？（ 4 ）、分析数控车床刀架换刀的工作原理。
一、任务呈现（描述工作化任务及具体要求、教学时间安排）
任务名称具体要求时间安排备注
工厂参观、结合数控机床电气装配教学录像1、了解数控机床的结构
2、掌握数控机床的电气系统组成
3、学会识读数控机床相关电气图纸的方法
30′
能力训练1、标注数控机床的电气系统组成部分
2、写出数控机床电气系统的组成部分的功能
3、根据电气图，在数控机床上找出各元器件所在的位置
4、识读、分析电路图
30′
二、主题讲解（完成工作化任务必备知识、方法、步骤讲解，技能训练演示等）
1、数控机床电气系统的组成
2、数控系统的维护
3、数控机床用强电元件
4、数控机床电气图的绘制原则
5、数控机床电气图纸的识读及各部分电路的分析方法
6、数控机床电气装调与维修所用的仪器与仪表
7、逻辑测试笔与短路追踪仪的使用方法
三、能力训练（学生完成工作化任务、小组讨论、教师指导）
1、标注数控机床的电气系统组成部分
2、写出数控机床电气系统的组成部分的功能
3、根据电气图，在数控机床上找出各元器件所在的位置
4、识读、分析电路图
四、问题讨论（小组代表交流、教师提问）
1、数控机床电气系统的组成及各部分功能。
2、数控机床电气系统故障特点？
3、数控系统维护中应特别关注的器件有哪些？。
数控系统的综合连接与调试综合任务：数控系统的综合连接与调试一、数控系统的连接1. 任务目标(1)熟悉HED-21S数控系统综合实验台各个组成部件的接口。
(2)读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间的连接。
(3)掌握数控系统的调试及运行方法。
2.相关设备(1)HED-21S数控系统综合实验台一套。
(2)专用连接线一套。
(3)万用表一只。
3.相关资料(4)扳手、起子等工具一套。
图1 HED-21S数控系统综合实验台组成框图(日立SJ100主轴单元与三洋驱动单元)1）数控装置的电源数控装置的外部电源采用AC24V或DC24V 100W，PLC电路的电源用DC24V 不低于50W，其电源线采用屏蔽电缆或双绞线。
目前数控装置有两种供电方式，一种是数控装置用交流电源加PLC用直流电源供电；另一种是数控装置和PLC都用直流电源供电，如图1、图2所示。
图2 数控装置的供电（采用交流24V+直流24V供电）12456机壳接地+24V24V 地XS1HNC－21外部开关电源DC24V ≥150W（b）采用直流24V供电图3－20 数控装置的供电图2 数控装置的供电（采用直流24V 供电）2）数控装置与软驱动的连接软驱动单元包括3.5″软盘驱动器、标准PC 键盘接口（小圆口）、RS232接口、以太网接口。
各接口的功能和引脚的定义与HNC-21数控装置完全相同。
数控装置与软驱动的连接框图如图3所示。
图中连接软驱单元的四根扩展线接线方式均以相应引脚一一对应焊接，如图4所示。
XS2＇XS3＇XS4＇XS5＇XS2XS3XS4XS5HNC－21软驱单元数控装置键盘扩展线网络扩展线软驱扩展线串口扩展线图1－27 数控装置与软驱动的连接框图图3 数控装置与软驱动的连接框图3）数控装置与外部计算机的连接华中HNC-21 数控装置可以通过RS232接口及以太网口与外部计算机连接，并进行数据交换、共享，在硬件连接上可直接由HNC-21数控装置背面的XS3、XS5 接口连接，也可以通过软驱单元上的串口接口进行转接。
