數字控制畢業論文

時間：2024-10-19 01:06:44 其他畢業論文

數字控制畢業論文范文

題目基于SIEMENS 802D數控實驗平臺的故障診斷技術研究
目錄
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??內容提要 ……………………………………………………………4
??關鍵詞 ……………………………………………………………4
??第一部分調試前的準備 …………………………………………4
??一、硬件介紹 ………………………………………………4
??二、軟件介紹 ………………………………………………6
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??第二部分 8O2D系統的硬件連接 …………………………………7
??一、系統各部件連接的示意圖 ……………………………7
??二、PROFIBUS總線的連接 …………………………………7
??三、PCU與PP72/48和驅動器的連接 ………………………8
??四、機床控制面板的接線 …………………………………9
??五、計算機與系統的連接 …………………………………10
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??第三部分系統的調試 ……………………………………………10
??一、系統的初始化 …………………………………………10
??二、PLC程序的上傳/下載 …………………………………14
??三、報警文本的編輯及上傳 ………………………………15
??四、驅動器的調試 …………………………………………16
??五、基本參數的設定 ………………………………………18
??六、回機床參考點 …………………………………………19
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??第四部分報警分析及故障的排除 ………………………………21
??一、消除急停報警 …………………………………………21
??二、消除用戶報警 …………………………………………22
??參考文獻 ……………………………………………………………26
??附：實訓總結 ………………………………………………………27
? 內容提要
??SINUMERIK 802D是一種具有免維護性能的操作面板控制系統，是西門子公司針對中國市場進行性價比優化的產品，其核心部件—PCU （面板控制單元）將CNC、PLC、人機界面和通訊等功能集成于一體，具有無電池、風扇，免維護等特點。
??本論文主要以SINUMERIK 802D系統為例，以數控系統的組成及硬件的連接到其系統的調試、系統的初始化、PLC程序及報警文本的編輯，進一步到驅動器的調試，最后通過對機床通用數據和軸數據的設定以及消除機床的用戶報警等，使機床的軸能夠正常運動。
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??關鍵詞：數控系統調試用戶報警故障診斷回零
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??第一部分調試前的準備
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??SINUMERIK802D sl 的調試可按下列步驟進行:
??系統的連接 – 正確的連接是系統調試順利進行的基礎。
??系統的初始化– 針對機床工藝的初始設定及顯示語言、在線幫助等。
??PLC調試 – 首先使安全功能生效（如急停、硬限位等）以及操作功能生效。
??驅動器設定 – 驅動器固件升級、驅動器及電機參數自動配置。
??NC參數設定 – 設置控制參數、機械傳動參數、速度參數等。
??
??一、硬件介紹
??1. 數控系統
??PCU板是整個系統的核心，它包括了PLC、CNC的控制、處理線路。
??802D數控系統能控制交流伺服電機和數字軸。
??數控系統由：HMC人機界面；NCK數控核心部分及PLC三部分組成，它們之間的關系如下圖所示：
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??2. 機床控制面板的認識
??機床控制面板背后的兩個50 芯扁平電纜插座可通過扁平電纜與 PP72/48 模塊的X111 X222 X333 三個I/O接口插座連接。即機床控制面板的所有按鍵輸入信號和指示燈信號均使用 PP72/48 模塊的輸入輸出點。
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??3. 個人計算機
??一臺個人計算機是調試SINUMERIK 802D sl必不可少的工具。
?? 重要事項
??• 在調試802D sl時，必須保證機床電氣柜的保護地與計算機的保護地共地。否則可能導致802D sl 或計算機的硬件損壞。
??• 802D sl的RS232通訊的標準設定為硬件握手協議，所以電纜應嚴格按圖連接！
??4. 調試電纜
??（1）802D調試電纜：用于PLC編程軟件（Programming Tool PLC 802）、通訊軟件（WinPCIN）
??和文本管理器（Text Manager）的RS-232 通訊電纜。
??（2）驅動器調試電纜：用于驅動器調試工具軟件SimoComU的RS-232通訊電纜。
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?? 802D調試電纜驅動器調試電纜
?? 重要事項
??在調試 802D 或調試 611UE 驅動器時，個人計算機是必不可少的工具。且 RS-232 通訊電纜又是連接 802D 和 PC 機（或 611U 和 PC 機）的唯一途徑。因此必須保證機床電氣柜的保護地與計算機的保護地共地。否則可能導致 802D、611U或計算機的硬件損壞。
??5. 輸入/輸出模塊
??在PP72/48接口模塊上分別有：X111 X222 X333 三個I/O接口，提供 72個數字輸入和 48個數字輸出。每個模塊具有三個獨立的 50芯插槽，每個插槽中包括了24位數字量輸入和16 位數字量輸出（輸出的驅動能力為 0.25 安培，同時系數為 1）。802D sl 系統最多可配置3塊PP模塊。
??X1接口接DC24V電壓； X2接口接PROFIBUS總線接口； S1為總線上的開關。
??6. 驅動器
??驅動器由進線電源和電機模塊組成，進線電源的作用是將380V的三相交流電源變成600V的直流電源，進線電源分為調節型電源模塊（Active Line Module 縮ALM）和非調節型電源模塊（Smart Line Module縮寫為SLM）兩種。無論選用ALM或SLM，均需要配寫為置電抗器。SINAMICS 的電源模塊、電機模塊均需要24V直流供電。
??7. 總線
??西門子802D各系列數控系統是基于PROFIBUS總線的數控系統。總線由：數據線；地址線；控制線這三部分構成。
??作用：連接PCU與PP72/48和驅動器。
??注意：PCU611UE上的S1為ON，PP72/48上的S1為OFF。
??二、軟件介紹
??1. TOOL BOX工具盒的安裝
??在隨系統提供的工具盒中提供了調試 802D 系統所需的全部軟件工具和初始化文件。在調試開始前需將這些軟件工具安裝到個人計算機中。
??（1）各軟件的含義
??訊軟件 WinPCIN – 用于 802D與計算機之間的數據文件的傳輸
??文本管理器和工具盒 – 用于編寫及安裝 PLC報警文本
??PLC編程軟件 Programming Tool PLC 802 – 用于編寫 PLC應用程序
??PLC子程序庫 – 用于簡化 PLC應用程序的設計
??驅動器調試軟件 SimoCom U – 用于設置及調試驅動器 611U
??注意的問題：
?? 在安裝軟件時如果電腦上已有802D，802C，802sL中的任一種時，應將其卸載掉，否則會導致軟件安裝不進去。
?? 如果有同種軟件同時存在，則會出現高版本的軟件覆蓋低板本的軟件，給調試帶來困難，所以在調系統時應根據系統安裝相應的軟件。
??2. PLC
??西門子802D的PLC控制部分是與NC系統共用一個CPU，PLC與CNC的信息傳送在CNC內部實現，PLC與機床間的信息傳送則通過CNC輸入/輸出接口電路實現。它的I/O模塊PP72/48通過PROFIBS與802D相連，西門子的PLC是不能獨立工作的，他只是CNC功能的擴展，不能獨立使用。
??
??第二部分 8O2D系統的硬件連接
??
??西門子802D數控系統電氣控制線路連接：
?? 實訓目的：1.了解數控系統各接口的功能及硬件連接。
?? 2.學會使用工具軟件的安裝及數控系統的操作。
?? 實訓要求：1.實驗臺在通電狀態，不允許隨意拔或插系統連接插頭。
?? 2.未經老師同意不允許接通實驗臺電源。
?? 實訓內容：1.西門子802D數控系統介紹。
?? 2.西門子802D bl,802Dsl,802C數控系統硬件接口功能。
?? 3.數控系統的硬件連接。
?? 4.Tool box工具軟件的安裝。
??5.數控系統的面板操作
??西門子802D：最多4個軸，1主軸，1個通道，1個工作方式組
??一、系統各部件連接的示意圖
??數控系統與I/O模塊及驅動器通過PROFIBUS總線連接；PCU與計算機通過RS232電纜連接；機床控制面板與I/O模塊通過50 芯扁平電纜連接。
??
??總線—紫色的線電機電源線——桔黃線編碼器反饋線——綠色的線
??二、PROFIBUS總線的連接
?? SINUMERIK 802D sl 是通過 PROFIBUS 總線和 DRIVE CLiQ 總線與外設進行通訊的。總線的正確連接是非常重要的。
?? PROFIBUS 電纜的準備
??PROFIBUS 電纜應由機床制造商根據其電柜的布局連接。系統提供 PROFIBUS 的插頭和電纜，插頭應按照下圖連接：
??
?? PCU為 PROFIBUS 的主設備，每個 PROFIBUS 從設備（如 PP72/48）都具有自己的總線地址，因而從設備在PROFIBUS 總線上的排列次序是任意的。PROFIBUS 的連接請參照下圖。PROFIBUS 兩個終端設備的終端電阻開關應撥至ON位置：
??
??PP72/48 的總線地址由模塊上的地址開關S1 設定。第一塊PP72/48 的總線地址為“9”（出廠設定）；第二塊PP72/48 的地址應設定為“8”；第三塊PP72/48 的總線地址應設定為“7”。
??
?? 應把PROFIBUS兩頭的終端電阻撥至ON，把中間的終端電阻撥至OFF。
??三、PCU與PP72/48和驅動器的連接
??1. PCU部件接口功能
??X4 3芯端子式插座（插頭上已標明24V，0V和PE）
??X1和X2 高速驅動接口
?? X5 以太網插座
??X6 PROFIBUS總線接口（9芯孔式D型插座）
?? X8 RS232接口（9芯針式D型插座，連接圖見1.4.調試工具
??X9 PS/2 鍵盤接口
?? X10 USB外設接口（保留）
?? 0X20 數字I/O高速輸入輸出接口（12芯端子插頭）
??2. 通過總線連接
??接口說明：73.1—接DC24V（輸入公共點） T72—驅動器就緒信號端 T63—脈沖使能端 T64—驅動器使能端 T52—溫度報警端 X471—RS232接口。下圖為 PP72/48 結構圖：
??
??X1 24VDC電源 3芯端子式插頭（插頭上已標明24V，0V和PE）
??X2 PROFIBUS 9芯孔式D型插頭
??X111, X222, X333 50芯扁平電纜插頭（用于數字量輸入和輸出，可與端子轉換器連接）
??S1 PROFIBUS地址開關
??4個發光二極管 PP72/48的狀態顯示：
?? 綠色 POWER: 電源指示
?? 紅色 READY: PP 72/48 就緒；但無數據交換。
?? 綠色 EXCHANGE: PP 72/48 就緒；PROFIBUS數據交換。
?? 紅色 OVTEMP: 超溫指示
??四、機床控制面板的接線
??機床控制面板背后的兩個 50 芯扁平電纜插座可通過扁平電纜與 PP72/48 模塊的X111 X222 X333 三個I/O接口插座連接。即：機床控制面板的所有按鍵輸入信號和指示燈信號均使用 PP72/48 模塊的I/O點。按下表接：
??MCP 對應的按鍵
??
??X1201
?? 輸入字節0 : 對應按鍵 #1 ~ #8
?? 輸入字節1 : 對應按鍵 #9 ~ #16
?? 輸入字節2 : 對應按鍵 #17 ~ #24
?? 輸出字節0 : 6個對應于用戶定義鍵的發光二極管
??
??X1202畢業論文參考網收集整理論文
?? 輸入字節3：對應按鍵 #25 ~ #27
?? 輸入字節4：對應進給倍率開關 (5 位格林碼)
?? 輸入字節5：對應主軸倍率開關 (5 位格林碼)
?? 輸出字節1 : 保留
??
??X1 – 接MCP 的X1201 X2 – 接MCP 的X1202
??X1021 端子1 – 接+24V X1021 端子10 – 接0V
??
??五、計算機與系統的連接
??使用RS232通訊電纜連接，電纜的接線按右圖接線：
??
?? 良好的接地是系統穩定可靠運行的保證！
?? 每次把計算機與系統連接時，拔插時必須先斷電！
??
??
??第三部分數控系統的調試
??
??一、系統的初始化
??802D系統在設定參數之前，一般需對系統進行初始化操作，這樣可以使系統的工作數據區初始化，即：機床數據恢復出廠值（缺省值），其它刀具數據，零點偏移，設定數據等清空。
??如必要則需進行語言和在線幫助文本的安裝；根據系統類型和工藝要求安裝初始化文件，以上操作可通過RCS 802 工具進行，也可通過CF卡進行。
??1. RCS 802 工具介紹
??RCS 802 工具可用于802D sl 系統的的的各種NC 調試。
??為了簡化802D SL 數控系統的調試，在802D SL 的工具盒中提供了車床、床等的初始化文件。
??2. 系統初始化的目的讓系統知道控制的對象是車床還是床。
??3. 系統初始化的方法
??就是利用RCS 802工具軟件或CF卡將所需的初始化文件傳入802D系統中。系統的初始化操作即：系統方式1（缺省值啟動）上電啟動，啟動完成之后系統也初始化完成。
??（1） 802D SL的初始化方法
??第一步：連接RS232通訊電纜
??第二步：機床側：開機→ + →設置口令 →PLC [STEP7 連接]（對波特率.停止位.奇偶校驗等進行設置）→連接關閉，如下截圖所示：
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??第三步： PC機側：找到控制對象：
??開始→程序→RCS802并啟動→settings →Tool box →controller →802D sl
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??第四步：找到stup_M_arc:
??在Toolbox 802D sl中找到V01020001→Techno選擇milling→點擊Config _siemens →Plus就找到stup_M_arc了，
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??第五步：讓PC機與系統連接：選擇[Extras] →[Connect]（正確設定通訊參數，并保持和802D sl系統中的設定一致），然后選擇[OK]，建立連接. 再選擇stup_M_arc點擊鼠標右鍵，然后點copy ，這時當在左邊菜單欄的最下邊出現Control 802的時候說明計算機系統已經連接上了。
??第六步：把stup_M_arc粘貼Start_up archive(NC/PLC)中：
??在Control 802D 選擇802D Data(A:)再點擊Start_up archive(NC/PLC) →在顯示區點鼠標右鍵，選擇paste后，計算機就自動將初始化文件傳到系統中去了。
?? 在中期點“確定”，然后在系統上重新輸入密碼即可。
?? 系統（NC）必須斷電，然后再上電，初始化程序才能生效。
?? 在傳送初始化程序時，機床會顯示PLC程序運行。
??(2) 802D BL的初始化方法
??為了簡化802D BL數控系統的調試，在802D的工具盒里提供車床/床的初始化文件。系統初始化時利用通訊工具軟件WINPCIN將提供的標準的車床/床的初始化文件傳入802D BL系統。
??第一步：連接RS232通訊電纜。
??第二步：側：開機→ + →設置口令（輸入SUN RISE）→數據輸入/輸出 →RS232設置→調整數據后選擇[二進制形式] 然后[存儲]，機床畫面如下圖所示：
??最后再進行 [數據選擇]→試車數據PC→讀入。
??
??第三步：側：找到Stup_T_arc:
??C盤→Program Files→SIEMENS →Tool box 802D bL→V010004→fonfig→SIEMENS→Setup_T.
??第四步：開始→程序→WINPCIN →RS232 config（接口設定）→ Binary Format（二進制形式），正確設定通訊參數→Save（保存）→Save& Activate（保存并激活）→Back（返回） → Send Data（發送數據）→再選擇Stup_T_arc →回車。傳送結束后，802D的對話框會自動消失。
??
?? 注意!
?? 要傳初始化文件時，必須把PLC中的“連接打開”。
?? 在802D BL的系統相初始化的過程中系統會自動反復啟動幾次，當802D的對話框消失后，初始化完成。
??(3) 802C的初始化方法
??第一步：連接RS232通訊電纜。
??第二步：側：開機→轉到區域轉換鍵→診斷→調試→設定口令（SUN RISE）→確認→數據存儲→確定→轉到區域轉換鍵→通訊→RS232設置通訊參數（二進制）→確認→試車數據→輸入啟動。
??第三步：側：找techmill.ini.
??C盤→Program Files→SIEMENS →Tool box 802SC-bc→V040004→config→techmill.ini.
??第四步：開始→程序，然后就會出現 WINPCIN 的界面，如下面的截圖：
?? 再選擇 RS232 Config（接口設定）點擊 Binary Format（二進制形式），正確設定通訊參數后點 Save（保存），再選擇Save& Activate（保存并激活）然后點 Back（返回）→ Send Data（發送數據）最后找到techmill.ini按回車鍵。
?? 4. 注意事項
??(1) 機床側的波特率，COM口等必須與計算機上的波特率相同，不然會導致數據的丟失。
??(2) 機床初始化必須設置口令密碼“sunrise ” 或“evening ”，802D的0級～3級密碼設定激活后可修改密碼口令字。在激活后保護級會直保持，即使系統重新啟動密碼也不復位。直到刪除密碼操作后復位。
??(3) 數控系統和計算機側應一律設置成為二進制形式。
??(4) 如果機床在缺省值上電之后，就是機床的初始化程序，則不必再傳初始化程序了。
??(5) 傳送的原則是：設備兩端的“通訊參數”需設定一致，是準備接收數據的一方準備好，處于接收狀態。
??(6) 接口電纜應先斷電后再插/拔插。
??
??二、PLC程序的上傳/下載
??1. PLC上傳/下載的意義：PLC主要完成與邏輯量有關的功能，為機床的調整做好準備，方便了程序的監控及故障報警的消除等。數控機床出現的大部分故障都是通過PLC裝置檢查出來的。
??2. 方法
?? 側：802D SL：開機→ALT+N→設置口令→PLC [STEP7 連接]（對波特率.停止位.奇偶校驗.等進行設置）→連接關閉。
??802D BL：開機→ALT+N→PLC.設置通訊參數→連接關閉。
?? 機側：802D SL；802D BL；802C在PC機側的步驟基本是一樣的。
??第一步：連接RS232通訊電纜。
??第二步：打開PLC程序軟件，在開始程序里面找Tool box 802D→PLC 802 Librarg→進入車床/床的程序。
??第三步：單擊“通訊”圖標，對通訊參數進行設置，將遠程地址設為2/3，單擊右邊的PLC 802D（PPI），如下截圖所示：
??
??再設定“屬性”（首地址設為0）和“選擇”，然后雙擊“刷新”，并找與系統連接上的圖標，與系統連接。當出現“下載成功”表示下載完成。
?? 3. 注意事項 PC機上的設定數據應與系統側的通訊參數一致。
??計算機為上位機，PCU為下位機。
??
??4. 遇到的問題
??（1）雙擊刷新失敗，計算機與系統不上。處理方法：通訊線未插好，良好的連接。
??（2）保存時程序無內容。處理方法：同時打開了兩個PLC窗口，關掉一個即可。
??故障現象： PC機與系統連接不上
??分析及處理過程：經初檢查系統上參數的設置即：波特率.COM口等與計算機上的參數是一致，且RS232通訊電纜連接正確，進一步拆開電纜的叉頭發現里面的一根電纜線的焊頭掉了。經正確的焊接后重新連接，系統與計算機可以正常通訊了。
??三、報警文本的編輯及上傳
??SINUMERIK802D sl 報警系統提供了64 個PLC 用戶報警。每個報警對應一個報警變量（與報警文本相關），每個報警對應一個設定報屬性的機床參數MD14516。
??1. 報警文本上傳的意義
??PLC報警文本是用戶處理報警最有效的維修和診斷的手段只一，通過用戶報警可以讓操作者或維修者知道是哪塊報警了，為診斷，維修，故障解除帶來了很大的方便。
??2. 上傳用戶報警的方法（以西門子802D SL數控系統為例）：
?? 連接系統和計算機。
?? 側：開機→ALT+N→調試文件→調試存檔（NC/PLC）→回車，將光標放到“PLC用戶報警”上→RS232（正確設定通訊參數）→存儲→反回→接收。
?? 機側：首先：建立一個報警文本。
??
??開始→程序→Toolbox 802D Base Line→V01.00.04→Text Manager→單擊PROJ項目→New →輸入新名稱→點擊G→選擇(First Language英語)→點擊C→選擇(Second language 中文) →點擊Create（創建）。
??其次：點擊OEM（安裝用戶報警）→點擊G -alcu.txt-設為First language →點擊C- alcu.txt-設為Second language →點擊Make Archive（創建）→點擊Edit（修改、設置和編輯報警文本例如：700014 0 0 “*** 操作錯誤：機床運動過程中誤打開電柜）→保存→點擊Config Transfer，設置參數（應與系統保持一致）。
??
??最后：點擊Start Transfer*.arc*（啟動傳輸）→點擊Start (開始傳送數據)
?? 注意！
?? 安裝系統的顯示語言，會導致系統的用戶報警文本恢復為出廠默認報警文本。所以應在顯示語言安裝之后，安裝用戶報警文本，（我們進行課題時，沒有對系統語言進安裝）
?? 電腦與系統上設定的通訊參數數據應一致。
?? 也可采用廠家本來提供的報警文本
??3. 遇到的問題畢業論文參考網收集整理論文
??（1）計算機上點擊Start (開始傳送數據)之后，顯示無法與系統連接。
??處理方法：檢查通訊的參數，及電纜線的正確連接，最終現由于機床上設定的路徑錯誤，然后正確的設定路線。
??四、驅動器的調試
??驅動器調試的前提是當PLC應用程序正確無誤且機床無報警后，即可進入驅動器的調試。驅動器調試步驟是：
?? 驅動器固件升級 – 確保驅動器各部件具有相同的固件版本。
?? 驅動器初始化 – 激活各驅動部件的出廠參數。
?? 驅動器配置 –讀出驅動器連接的拓撲結構以及實際電機的控制參數，設定拓撲結構比較等級。
??802D sl 為簡化驅動器SINAMICS S120調試專門設計了驅動調試向導，通過調試向導，可輕松實現驅動的調試。802D sl驅動器調試是在系統側調試。
??1. 調試方法
??第一步：驅動器固件升級
?? 用 + 進入系統畫面，進入[機床參數] →[驅動器數據] →選擇[SINAMICS_IBN]→進入畫面后選擇[裝載SINAMICS Firmware]如下圖：→按[打開] ；選擇 [全部組件] →然后按[啟動]
??
?? 注意！
?? 啟動驅動調試向導進行驅動調試之前，必須斷掉驅動器的所有使能；對于帶ALM 的驅動器，建議斷掉驅動器的主電源。
?? 驅動器進線電源模塊和電機模塊上指示燈READY 以2Hz 的頻率，綠/紅交替顯示，表示固件升級在進行中，升級過程在系統上的狀態指示為：
??
??當系統出現提示：“成功結束裝載后，給系統斷電再上電，表示驅動器固件升級完成。
??第二步：驅動器初始化：
??進入驅動調試向導[SINAMICS_IBN] →選擇[裝載驅動出廠設置] →[打開]→選擇[全部組件]→激活[啟動]。
??當系統提示：“組件已設為出廠設置”，表示驅動器初始化完成，然后給 802D sl 及驅動器斷電再上電。
??第三步：驅動器的配置：
??•自動讀取驅動器配置的拓撲結構：
??進入驅動調試向導[SINAMICS_IBN] →選擇[拓撲識別和確認(快速開機調試)]→[打開]→激活[啟動]。當系統上有：300001報警，驅動器配置完成，斷電再上電后即可消除。
??•設置置SINAMICS 拓撲結構比較等級：
??驅動器CU_I 參數P9，輸入1；參數P9906，輸入3；參數P9，輸入0。
??驅動器參數P977，輸入1–存儲數據；當驅動器參數P977由“1”變為“0”時表示數據存儲完成。然后給802D sl 及驅動器斷電再上電。
?? 2. 注意事項在升級過程中系統和驅動不能斷電！
??驅動調試結束后，應將拓撲結構比較等級設為最低！
??五、基本參數的設定
??修改機床參數的時候，在機床上先點擊區域轉換開關，然后打開診斷，再打開機床數據就可以直接改機床參數了。
??基本參數的設定
??1. 802Dbl
??通用數據： 14512[16]=0 軸數據： 30120 X=1 Z=1
?? 14512[18]=8 30130 X=1 Z=1
?? 14510[16]=1 30200 X=1 Z=1
?? 11240=3 30220 X=1 Z=2
?? 30230 X=1 Z=1
?? 30240 X=1 Z=1
??30110 X=1 Z=2
??2. 802D sl 系統基本參數的設定
??通用數據14510[16]= 1 車床 / 2 床
??軸數據： X1 Y1 Z1 SP A PLCx1
?? 30100 5 5 5 5 5 5
?? 30110 1 2 3 4 5 6
?? 30120 1 1 1 1 1 1
?? 30130 1 1 1 0 0 0
?? 30220 1 2 3 4 5 6
?? 30240 1 1 1 0 0 0
??
??802D sl控制面板按鈕地址參數：
??UAR I0.6 -X I2.6
??JOG I0.7 +X I2.0
??REF I1.O -Y I2.5
??AUTO I1.1 +Y I2.1
??SINGLE I1.2 -Z I2.2
??MDA I1.3 +Z I2.4
??主軸正轉 I1.6 進給保持 I3.2
??主軸停止 I1.5 急停 I6.0
??主軸反轉 I1.4 主軸倍率 IB4
??循環啟動 I3.0 復位 I3.1
??3. 參數設置時應注意的問題
??系統以經初始化；故障已經消除；驅動器調試已經完成；參數設定完后進給軸要能準夠運動。
??六、回機床參考點
??數控機床斷電后系統對坐標軸的位置記憶會自動遺失，因此機床開機首先進行回零操作：使機床各坐標軸回到某個固定位置點（機床坐標系零點）。回零是數控機床操作中最重要的功能環節之一，直接影響數控機床的各種刀具補償、間隙補償、軸向補償以及其他精度補償和零件加工質量。
??機床回參考點功能是全功能數控機床建立機床坐標系的必要手段，參考點可以設在機床坐標行程內的任意位置。（一般由機床家設定）。
??1. 工作原理
?? (1)零脈沖在參考點開關之外 (2) 零脈沖在參考點開關之上
??
??圖中：
??Vc−尋找參考點開關的速度 (MD34020:REFP_VELO_SEARCH_CAM )
??Vm−尋找零脈沖的速度 (MD34040:REFP_VELO_SEARCH_MARKER)
??Vp−定位速度 (MD34070:REFP_VELO_POS)
??Rv−參考點偏移 (MD34080:REFP_MOVE_DIST + MD34090 REFP_MOVE_DIST_CORR)
??Rk−參考點設定位置 (MD34100:REFP_SET_POS[0])
??第一種回零方式
??有以下三個階段：
?? 在回參考方式REF下，按軸移動鍵，軸正向加速至Vc，尋找減速開關，撞到減速回零開關后速度減速至零。
?? 然后軸以Vm所設定的速度反方向移動，在編碼器的碼盤上尋找零位脈沖，即（Z）。
?? 當和零脈沖同步后減速至Vp值，以Vp所設定速度移動定位參考點，在所給定允許的偏移范圍內準確停下，定位距離由Rv的值決定，當屏幕上顯示MD34100的坐標值，回參考點完成。
??第二種回零方式
??有以下三個階段：
?? 在回參考方式REF下，按軸移動鍵，軸正向加速至Vc，尋找減速開關，撞到減速回零開關后速度減速至零。
?? 然后軸反向脫開擋塊，再以Vm所設定的速度正向移動，在編碼器的碼盤上尋找零位脈沖，即（Z）。
?? 當和零脈沖同步后減速至Vp值，以Vp所設定速度移動定位參考點，在所給定允許的偏移范圍內準確停下，定位距離由Rv的值決定，當屏幕上顯示MD34100的坐標值，回參考點完成。
?? 注意！第一種回零方式機床只撞了一次擋塊，找到零位脈沖的時候一直為“0”。
?? 第二種回零方式機床撞了兩次擋塊，找到零位脈沖的時候一直為“1”。
??2. 回參考點的作用
??在數控機床上需要對刀具運動軌跡的數值進行準確的控制，為了使系統在開機以后能夠立即精確的識別機床零點，保證機床始終在統一的機床坐標系下工作，所以要使系統與進給軸同的位置測量系統進行同步，機床回參考點其實就是——建立機床坐標系。
??標準坐標系是右手笛卡兒坐標系。
??參考點因機床不同而不同，但一臺機床制造時就已經確定下來了，一般不會更改。
??3. 機床回參考點的參數設定及操作方法
??在絲杠運行的全程內可能回有多個零脈沖產生，在這種情況下一般都需要有一定的硬件支持，除編碼器或光柵以外，一般還需在坐標軸相應的位置上安裝一硬件擋塊與一行程開關，作為參考點減速開關。
??機床軸數據的設定：
??測量系統可分為增量測量系統和絕對測量系統�；貐⒖键c根據測量系統的不同，設定機床數據MD34200（回參考點方式）。
??相關的參數——軸數據：
??數據號數據名單位值數據說明
??34010 REFP_CAM_DIR_IS_MINUS - 0/1 返回參考點方向：0－正；1－負
??34020 REFP_VELO_SEARCH_CAM mm/Min * 檢測參考點開關的速度
??34040 REFP_VELO_SEARCH_MARKER mm/Min * 檢測零脈沖的速度
??34050 REFP_SEARCH_MARKER_REVERSE - 0/1 尋找零脈沖方向：0－正；1－負
??34060 REFP_MAX_MARKER_DIST mm * 檢測參考點開關的最大距離
??34070 REFP_VELO_POS mm/Min * 返回參考點定位速度
??34080 REFP_MOVE_DIST mm * 參考點移動距離（帶符號）
??34090 REFP_MOVE_DIST_CORR mm * 參考點移動距離修正量
??34092 REFP_CAM_SHIFT mm * 參考點撞塊電子偏移
??34093 REFP_CAM_MARKER_DIST mm * 脫開撞塊到第一個零脈沖的距離
??34100 REFP_SET_POS mm * 參考點（相對機床坐標系）位置
??
??操作方法
??啟動NC系統，將工作方式置于手動JOG方式，將坐標軸移至合適的位置。
?? 按鍵將機床工作方式置于回參REF方式（NC系統啟動以后即為回參JOG運行方式）。
?? 出現“回參考點”窗口：
??
?? 按坐標軸的“方向”鍵使機床回參考點（如果選錯了回參考點方向，則不會產生運動），直到屏幕上出現參考點到達的標志，給每個坐標軸逐一回參考點。
??
??
??
?? 注意！畢業論文參考網收集整理論文
?? 參考點撞塊的長度要根據 MD34020 定義的速度確定，既要求在該速度下碰到撞塊后減速到“0”速時，坐標軸能停在撞塊之上（不能沖過撞塊）！
?? 如果選擇了錯誤的回參考點方向，則不會產生運動。
?? “回參考點”只有在JOG方式下才可以進行。
??4. 減速開關的目的和作用
??一是在產生多個零脈沖的情況下識別具體哪一個零脈沖是參考點所需的零脈沖；二是在需低速精確識別零脈沖的附近以低速進給，其它時候可以以較高的速度運行節約時間。
??對于機床在進給全行程內就有一個脈沖的情況下，一般就可不需要減速開關。
??對802D而言，機床安裝了只有一個零脈沖的光柵情況下沒有安裝減速開關時軸數據MD34000要設為“0”。其它情況下一般都把MD34000設定為“1”。
??5. 調試中遇到的故障及其解決的方法
??故障現象：通道1軸X1逼近考點失敗
?? 通道1軸X1逼近考點失敗
?? 通道1軸X1逼近考點失敗
??分析及處理過程：由于調試的是802D sl床子，而該機床沒有采用廠家提供的專用機床控制面板，用的是自制的撥動開關替代機床控制面板，在回零的時候沒有注意開關的操作，而使得機床回零的動作不正常，導致的報警。
??處理方法：細致的分析機床回零的每一個動作，根據動作正確的操作。
??
??第四部分報警分析及故障的排除
??
??一、消除急停報警
??遇到報警，要根據故障現象、機床工作動作原理、數控系統工作原理、PLC程序來分析診斷故障。
??急停限位等一般為了安全都接的是常閉，在檢查時應該放到系統的監控中，正常時應全為“1”。
??故障現象： 003000 急停報警
??分析思路：
??當機床出現 003000 急停報警的時候我們一般就查找PLC主程序中的網絡2和網絡3，急停報警就只與該網絡2有關和網絡3的FOV有關。E-KEY；T-72；SP STOP和T-48/T-63/T-64正常時都應該為“1”， HWL-ON和T-52正常時應該為“0”（如下圖所標示：）FOV的地址正常時應該為一組數據，即：格林碼。
??
??
??通過查看子程序ENG-STOP的網絡2，如下截圖：
??
??我們可以清晰的看出E-KEY和T-72正常時都應該為“1”， HWL-ON和T-52正常時應該為“0”。和ENG-STOP的網絡4，如下截圖：線圈M130.7正常時應該為“0”。
??
??還有子程序MCP-802D的網絡10中的線圈M251.7（如下截圖：）對應到主程序中就是網絡3的FOV的地址正常時應該為格林碼。
??
??處理方法：通過PLC程序的監控，觀察各觸點的動作，查找出由于哪些觸點引起的故障，具體是以上哪個地址的問題，然后進一步通過查找地址表分析出現該故障的根本原因，然后正確處理。
??二、消除用戶報警
??消除用戶報警我們可以通過PLC程序來處理消除報警。通過其內部的故障號和故障信息，可以為設計人員提供重要的信息，以便進一步了解故障原因及出錯地點。所以：一般應先從PLC程序監控中查找故障的原因。
??故障現象一：700016 驅動器未就緒報警。
??分析及處理過程：根據用戶報警表可查得是V1600002.0，然后在PLC程序的交叉引用表中查出V16000002.0的線圈在子程序ENG-STOP的網絡6中，打開子程序后找到該變量，如下截圖：
??
??在PLC的監控的狀態下觀察控制該線圈的觸點的動作，分析發現L2.1（T-72）正常，M130.2無動作，再次在交叉引用表中查出M130.2在子程序ENG-STOP的網絡4中，如下圖：
??
??
??進一步向上檢查：發現是M130.0無動作，再近一步向上分析是由于L2.0的原因，通過符號表窗口得知對應的主程序就是急停E-KEY的地址端子無信號（如上圖所示）。
??解決方法：給E-KEY外接一個高電平，“1”，讓使能信號就緒。地址含義如下圖所標示：
??
??
??故障現象二：700018 冷卻電機過載報警
?? 700019 冷卻液位過低報警
??分析及處理過程：根據用戶報警表可查得是V16000002.2和V16000002.3。然后在PLC程序的交叉引用表中查出V16000002.2 和V16000002.3 在子程序COOLING的網絡4中，通過監控發現L0.1和L0.2的常閉點都無動作，如下急截圖所示：
??
??通過查看符號表發現是由于 Ovload 和 C-LOW 這兩個地址無高電平的原因,要消除這兩個報警必須讓PLC中的冷卻部分C-OVload和C-Low這兩個信號置“1”.
??
??解決方法：在PLC主程序中給C-OVload和C-LOW這兩個地址外接一個高電平“1”即可消除報警.或找到未用IB地址,將PLC中的冷卻部分的C-OVload和C-LOW的信號置“1”,再重新上傳PLC程序,報警解除。
??故障現象三：700024 機床控制面板故障報警:
??分析及處理過程:根據用戶報警表可查得是V16000003.0；然后在PLC程序的交叉引用表中查出V16000003.0 在子程序MCP-802D的網絡10中，如下圖：
??
??通過監控發現LB4的常閉觸點都無動作，再通過查看符號表和PLC主程序發現是FOV的地址沒有設置正確,把進給倍率旋鈕和主軸倍率旋鈕接反了,而機床操作面板上又沒有接主軸倍率旋.
??
??解決方法:正確的設定旋鈕地址, 報警便自動解除.也可以給FOV的對應的地址外加一組格林碼。
??故障現象四：700017超溫報警：
??分析及處理過程: 根據用戶報警表可查得是V16000002.1;然后在PLC程序的交叉引用表中查出V1600002.1在子程序ENG-STOP的網絡6中，該線圈是由L2.2的常開觸點控制的，通過符號表可以看出是主程序網絡2中的的T-52的地址所導致的。（正常時應該為“0”）。
??
??解決方法:檢查溫度報警的開關是否損壞，如損壞則更換同一型號的新的開關即可。檢查接線是否正確。要使系統能夠正常工作只需給T-52的對應地址一個低電平保持“0”狀態即可，報警便解除。

本課題的現實意義（500字左右）
在機械制造行業中，數控機床是一種主要的生產設備。數控機床在計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS）中有著很重要的地位，它是機電一體化高新制造技術的技術基礎和重要組成部分。所以它的正常工作對于整個生產很重要。而這就要求操作人員有相當的維護知識。而現在的操作人員掌握此技術的是鳳毛麟角。有一些知識的人也大都是在實際工作中摸索出來的，知識并不系統。在這種情況之下，數控機床又不可能絕對沒有故障，所以操作人員維護知識的提高就顯得迫在眉睫�，F在，很多學校開設了數控機床診斷與維護的課程，而實驗設備更少得可憐。所以大多數學校以紙上談兵為主。正是數控維修實驗設備的缺乏，導致了維修人才培養無法進行或停留在紙上談兵，嚴重制約了維修人才的培養，也制約了數控機床使用。也就是說，一旦數控機床有故障，哪怕是很簡單的故障也會影響生產的正常進行。
數控設備的數控系統是其核心所在，它的可靠運行，直接關系到整個設備運行正常與否。也就是說，當數控系統故障發生后，如何迅速診斷的故障出處并解決問題使其恢復正常，是提高數控設備使用率的迫切需要。
文獻綜述（理論研究型課題需填寫，各系可根據課題類型決定是否填寫）（300字以上）
在國內進口數控系統中，Siemens系統僅次于Fanuc，約占25%，列第二位。Siemens 802系列是Siemens針對中國市場進行性價比優化的產品。系統具備中文界面的高質量顯示面板，易于操作和編程；控制單元集成于一體，無電池、風扇，免維護等特點，適合于車間級加工應用。本文就西門子的Siemens 802D數控系統因人為誤操作造成的軟故障的現象，展開分析討論并給出了相關的解決方案。雖然Siemens 802D系統的開發者宣稱：“曾經使用過其他控制系統的操作人員可以快速輕松地適應操作”，但是熟悉Fanuc系統類型的加工人員如果不辨明兩者的差別，操作中常常造成“假死”之類的軟故障。
本課題要完成的主要內容（300字左右）
一、誤操控故障
1. 主軸無法啟動
現象：手動方式或自動方式下主軸不轉。
2. 工作狀態
現象：開機進入系統并解除報警，按下“總使能”鍵后，在“手動REF”（回零）方式按+Z、+X、+Y鍵均不能啟動回零動作（有“復位”二字）；手動方式按 “主軸使能開”后，開主軸不轉；手動X、Y、Z向移動工作臺和主軸均不動作，屏幕出現“等待：缺少軸使能”字樣。
單位設置問題畢業論文參考網收集整理論文
現象：據操作者反映，調程序加工時按下“循環啟動”鍵，不能運行。光標停在程序N102行，提示錯誤信息：“010720 通道1程序段N102軸Y1軟件限位開關”。
二、坐標及刀具參數設定
1. 用戶坐標G54不能正確輸入
現象：實際測量的工件零點坐標值輸入第一用戶坐標系G54后自動改變。輸入G55~ G59都如此。
2. 刀偏設定
現象：自動存入的G54數值與實際值有偏差。
三、后處理與通訊傳輸問題
Siemens數控系統NC程序的格式比較特殊，程序代碼的開始要添加一個文件頭：
%__N__WORK001__MPF
; $PATH =/__N__MPF__DIR
程序中也不能直接用R指定圓弧插補的半徑，給自動編程的后處理帶來諸多不便。加工傳輸和運行前，系統提示無效文件或非法G代碼，往往是程序格式問題。許多軟故障與此有關。

完成本課題的方案及進度計劃（500字左右）
一、誤操控故障
    1. 主軸無法啟動
    現象：手動方式或自動方式下主軸不轉。
    分析與處理:檢查主軸修調有效，S轉速數值可以改變，但按正、反轉啟動鍵無效。重開總使能，再按下“主軸使能開”鍵鈕，主軸開始轉動。
    由于Sinumerik 802D上電進入系統后需要先開啟總使能，再按“主軸使能開”才能啟動主軸，而系統的 “主軸使能開”和“主軸使能關”兩鍵沒有標示，造成以上現象。有時按復位鍵解除某些故障或報警后，也會影響總使能和主軸使能，需要重新打開一次。自動加工方式，對于主軸帶變頻調速的機床，M03后必須指定轉速S值，主軸才開動，這點應引起編程者注意。
    2. 工作狀態
    現象：開機進入系統并解除報警，按下“總使能”鍵后，在“手動REF”（回零）方式按+Z、+X、+Y鍵均不能啟動回零動作（有“復位”二字）；手動方式按 “主軸使能開”后，開主軸不轉；手動X、Y、Z向移動工作臺和主軸均不動作，屏幕出現“等待：缺少軸使能”字樣。
    分析:復位系統，重啟“總使能”；開電器柜檢查各軸驅動保險，KA繼電器等硬件均正常。后來才發現，系統竟然被人誤設置成“程序測試”狀態！屏幕信息如圖1所示。
圖1 面板信息與說明
    解決方法：換至自動方式，進入“程序控制”畫面，按“PRT”鍵解除程序測試狀態。同樣，設置SKP（跳轉），DRY（空運行），ROV（手動修調對快速有效）等操作類似。
    3. 單位設置問題
    現象：據操作者反映，調程序加工時按下“循環啟動”鍵，不能運行。光標停在程序N102行，提示錯誤信息：“010720 通道1程序段N102軸Y1軟件限位開關”。
N100    G54 G90
N102    M3    S1000            .
N104    G0 X54.9 Y—49.9
N106    Z29.3
…
    分析與處理:其他方式都正常，工作狀態也非“程序測試”。加工程序是運行過合格的，并無被人刪改。經過反復分析檢查，核對用戶坐標系G54時發現：X、Y的值及刀具半徑單位都變成了英寸。換算可知：Y方向49.9 inch等于49.9×25.4 = 1267.46 (以下均為mm)，遠遠超過工作臺寬度。公英制轉換方法如下：
圖2 公英制單位轉換流程
二、坐標及刀具參數設定
    1. 用戶坐標G54不能正確輸入
    現象：實際測量的工件零點坐標值輸入第一用戶坐標系G54后自動改變。輸入G55~ G59都如此。
    分析與處理：比較坐標值差發現：正好等于Basis（基本）坐標系的數值。例如：設基本坐標X10、Y20、Z30，實際測量工件零點：X-10、Y-20、Z-30，輸入G54內變成：X-20、Y-40、Z-60�？梢�，工件零點存入G54之前，應按“零點偏移”按鍵將“基本坐標”清零，否則將包含基本坐標的偏移量。
    2. 刀偏設定
    現象：自動存入的G54數值與實際值有偏差。
    分析與處理：802D系統測量工件零點后，選坐標軸按“計算”鍵，可以自動存入G54。顯示X和Y軸的數值，以及刀具偏置表中X、Y值始終與機床實際移動距離有偏差，但Z值相同。查基本坐標已清零。調出刀具表，第一把刀具（默認）半徑不是0，被人改成3.696 ——正好等于G54 X、Y與測量坐標的差值。由于CAM自動編程多采取計算機補償，加工前應當查對刀具半徑是否設為零。擬改刀具半徑出現“無存取權限”的警告，按組合鍵[Alt]+[N]，輸入密碼，將當前刀偏置零，G54也能正常輸入了。另外，修改參數后最好存儲數據一次。
三、后處理與通訊傳輸問題
Siemens數控系統NC程序的格式比較特殊，程序代碼的開始要添加一個文件頭：
%__N__WORK001__MPF
; $PATH =/__N__MPF__DIR
    程序中也不能直接用R指定圓弧插補的半徑，給自動編程的后處理帶來諸多不便。加工傳輸和運行前，系統提示無效文件或非法G代碼，往往是程序格式問題。許多軟故障與此有關。
    Sinumerik 802D系統配有RS232串行通信口，與計算機或ECU到ECU的數據交換非常方便。在進行程序傳輸特別是實時傳輸、實施加工時，注意以下幾點，可以避免很多周折發生：
    （1）系統與PC機及通訊軟件的傳輸口、波特率、數據位等參數的設定應保持一致，并與物理連接相符；
    （2）文件大小和格式必須符合系統要求。通訊有誤再傳時，系統提示：“不能重復傳輸”，需進入“程序管理”刪除壞文件，再重新傳輸；畢業論文參考網收集整理論文
    （3）進行通訊時，切記不能帶電拔插電纜；
    （4）邊傳邊做的加工程序，只能以 .nc作擴展名。
    現象：進行邊傳邊做加工，把整理好的程序用通訊軟件傳入系統，剛運行就發現刀具的下刀位置明顯過低，急暫停。
    檢查與分析：核對源文件的格式，正確。檢查CNC系統與計算機通訊的硬件連接和參數設置，都沒問題。用單步執行檢查發現：原代碼開頭并無直接下刀的Z—10語句，甚至Z—1.0也沒有。又懷疑載體軟盤介質有錯，換盤重拷貝再傳，系統毫無接收外部程序的反應。按“循環啟動”單步執行才發現，機床執行的是默認的內部同名程序（開頭有G0 Z—10 語句），顯然A盤程序并沒有真正傳過來。原來，加工程序放在軟盤中受讀取速度慢影響，不能進行邊傳邊做！
    解決方法：刪掉系統內的同名文件，將A盤文件拷至主機F:\ Siemens\NC目錄內，重新傳輸成功，PC屏幕上程序行快速上移，傳完有響鈴提示。CNC系統出現加工程序名0001.REF和首行。
主要參考文獻（不少于10篇）
《數控機床故障診斷與維修培訓系統》
《數控機床故障診斷與維護》
《數控機床故障診斷技術》
《數控機床故障診斷與維修》
數《數控機床故障診斷與排除》
《機床數控技術與編程》
《西門子802D的操作說明書》
《西門子802D的報警說明書》
《西門子802D的編程說明書》
《數控編程手冊》

指導教師意見

指導教師（簽名）:
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