数控机床综合维修实验指导书XXXX.docx

实验指导书
MASHIN　TSC/MSC－II型数控维修综合系统　　　　　　2005版

南京工程学院（原南京高等机专）
南京迈顺数控机床有限公司
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目　　录

第一章　　MASHIN－TSC/MSC数控车铣床综合实验装置组成简介
第二章　　SIEMENS数控系统基本操作
第二章　　实验实习项目
实验一　　SIEMENS　802C数控系统的数据保存和初始化实验
实验二　　数控系统的操作、接口实验
实验三　　伺服系统控制实验
实验四　　数控系统控制伺服电机实验
实验五　　变频器变频调速实验（1）
实验六　　变频器变频调速实验（2）
实验七　　主轴编码器的安装与故障诊断实验（车床）
实验八　　电动刀架实验（车床）
实验九　　数控车铣床系统通迅实验
实验十 　数控系统PLC编程与连接实验
实验十一　用I/O单元进行PLC编程练习实验

第一章、MASHIN－TSC/MSC数控车/铣床综合实验装置简介

一、 装置组成简介
本实验模拟平台主要以中高等院校专业培养目标和课程教学基本要求出发，以能力培养为主线，在验证基本理论的基础上，力求做到以应用为目的，重点放在基本技能的训练上。实践性教学环节在人才培养中有着特殊重要的作用，而数控技术又是一门工程性和实践性很强的课程，现在时代是数字化的时代，而制造业也成了数字化的制造业，根据这一特点，而设计了本实验摸拟平台，让学员经过一轮的学习，很快进入工业生产当中。
本实验模拟平台从实际工程应用和便于教学需要出发，介绍和讲解了继电接触式控制系统和数控机床的工作原理、设计方法和实际应用。
MASHIN－TSC/MSC　数控车/铣床综合实验平台，该实验平台为电控演示板和CK0630数控车床（选用）或XK0824数控铣床（选用）组成，采用西门子公司802SC数控系统，伺服电机和伺服控制器以及台湾东元变频器。一台实际数控机床的电控系统每一主要环节都在模拟平台上分解展示，其信号均能显示并可测量。每个环节专门设有故障设置区，可设数十个故障点。所选配数控机床为专门设计，精度高、结构紧凑、造型美观、功率大、可进行金属零件的实际加工。在演示平台上能完成多项内容的实验，如PLC控制编程、伺服控制单元的故障诊断等实验。该系统还配有电脑通过RS-232接口，可实现CAD-CAM联成一体的功能和PLC的诊断维护调试。该实验平台是用于：
1、培训学生掌握数控机床的编程方法，数控机床电气设计、安装、调试、维修等实际动手能力的一套实用的实验实习装置。数控机床综合实验装置模块化设计，便于组合和扩展，也便于检查和调试，利用该装置可使学生掌握数控机床电气设计、控制原理、电气调试及维修的方法，元器件的选择等原理，掌握数控机床电气安装、电气调试等方法，能够模拟工业生产过程，达到工业生产现场实习效果。不仅可以按照推荐的方法进行设计，安装，调试，也可根据各自情况对课程设置的要求，自行设计、组合安装、调试。更好地培养学生的动手和分析能力，该装置也可帮助科研技术人员进一步了解数控机床电气结构和进行数控机床的二次开发开展了条件。
2、MASHIN－TSC/MSC 数控机床综合实验模拟平台，主要的器件都已经用于工业控制的工控产品，SIEMENS802SC数控系统已用于厂家生产的多种规格的数控机床。
二、装置的组成部分：
MASHIN－TSC/MSC 数控机床综合实验装置是由数控车/铣床系统，主电路以及输入输出控制电路模块，进给控制模块，主轴调速模块，以及模拟机床模块等实验模块组成该装置的控制部分。执行部件由伺服电机、主轴电机、刀架电机以（选用）及编码器（选用）等组成。基本综合了数控机床主要的电气元件。
(1) 数控车铣床数控系统西门子SIEMENS　802SC
(2) 电源控制模块主要对各主要电器所需电源进行分配、保护，它们是开关电源、数控系统、空气开关、接触器等组成
(3) 主电路控制模块的控制部分是用钮子开关、发光二极管等模拟数控机床信号输入。
(4) 伺服驱动模块主要是伺服电机的控制器、它接收数控系统的脉冲（来自模拟板）
(5) 主轴控制模块主要用于无级调速，它接收数控系统模拟量，经变频放大后驱动主轴电机，达到对异步电动机方向和无级调速控制
(6) 模拟机床控制模块主用于将机床侧的各种信号输入到数控系统中，以及将系统的一些输出信号反应到该板中。
三、电源强电模块及电源输出模块构成：
警告：
本实验平台使用二相220V电源进线。
电源及强电部分都放置在柜内，请勿随意或长时间打开柜门，以防触电！
一、电源强电
1、组成
电源经外部二相220V接入，过漏电保护开关（KZ0）后接入各电源回路中，在漏电保护开关后由4上空气开关（KZ1、KZ2、KZ3、KZ4）、1个接触器（KM0）、2个继电器（KA1、KA2）、1个DC24/5A开关电源、1个2.2KW变压器等组成。所有强电都安装在电控柜内。
（若带机床的实验平台，虽另加3个接触器。）
2、原理
A） AC220V二相电源通过漏电保护开关KZ3和接触器KM0供主轴变频器这用。
B） AC220二相电源通过变压器转换成AC220V电源通过空气开关KZ2、接触器KM0供给伺服放大器作电源用。
C） AC220二相电源通过变压器转换成AC220V电源通过KZ1经开关电源供DC24V给系统供电用。
D） AC220二相电源通过变压器转换成AC220V电源通过KZ4、KA3、KA4使刀架正转（换位）、反转（锁紧）(带机床选用)。
二、电源输出模块
1、当将外部电源总开关合上后，交流220V电源进入实验台，电压表和电源表将有显示，并且电源插座上有电源输出，可提供一些小功率设备的AC220V电源（如电脑、示波器等）。
2、DI/O接口模块演示板上的一组DC24V接线柱已与外部相连。DC24电源配有电压表，如发现电压不稳，立急断电，查明原因并解决后才能上电，DC24V开关电源容量为DC24V/5A，数控系统需3A，外部电源可提供2A容量供用户使用。
3、电源输出模块的右侧为一电源钥匙开关，其开关是控制实验台的强电控制回路供电，只有开关打开实验台才能操作。
4、本模拟实验平台(铣床)外加一只模拟刀架，紧供学生以后模拟调试加工中心使用

第二章　SIEMENS数控系统基本操作

一．基本面板
SIEMENS 数控系统操作面板可以分为三个区：LCD显示区、NC键盘区和机床控制面板区（如上图所示）。
二． 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加工状态
2） 返回键：返回到上一级菜单
3） 软件：在不同的屏幕状态下，操作对应的软键，可以调用相应的画面
4） 删除/退格键：在程序编辑画面时，按此键删除（退格）消除前一字符
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） 选择/转换键：在设定参数时，按此键可以选择或转换参数
7） 光标向上键/上档：向上翻页键
8） 菜单扩展键：进入通一级的其它菜单画面
9) 区域转换键：不管目前处于何画面，按此键后都可以立即回到主画面
10) 垂直菜单键：在某些特殊画面，按此鍵可以垂直显示选项
11）光标向右键
12）光标向下键/上档：向下翻页键
13）回车/输入键：按此键确认所输入的参数或换行
14）空格键：在编辑程序时，按此键插入空格
15）光标向左键
16）字符键：用于字符输入，上档键可转换对应字符
17）上档键：按数字键或者字符键时，同时按此键可以使该数字/字符的左上角字符生效
18）数字键：用于数字输入

三、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1：1
4）急停开关（选件）
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
6）用户定义键（不带LED）
进行方式键
7）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：Ｘ1，Ｘ10，Ｘ100，Ｘ1000
8）点动方式键：按此键切换到手动方式
9）参考点方式键：在此方式下运行回参考点
10）自动方式键：按此键切换到自动方式，按照加工程序自动运行
11）单段方式键：自动方式下复位后，可以按此键设定单段方式，程序按单段运行
12）MDA方式键：在此方式下手动编写程序，然后自动执行
主轴键
13）主轴正转键：按此键，主轴正方向旋转
14）主轴停建：按此键，主轴停止转动
15）主轴反转键：按此键，主轴反方向旋转
点动键
16）X轴点动正向键：在手动方式下按此键，X轴在正方向点动
17）X轴点动负向键：在手动方式下按此键，X轴在负方向点动
18）Z轴点动正向键：在手动方式下按此键，Z轴在正方向点动
19）Z轴点动负向键：在手动方式下按此键，Z轴在负方向点动
20）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
倍率键
21）进给轴倍率增加键：进给轴倍率大于100%时LED亮，达到120%时（最大）LED闪烁
22）主轴倍率增加键：主轴倍率大于100%时LED亮，达到120%时（最大）LED闪烁
23）进给轴倍率100%键：按此键大于系统所设定的时间值（省缺值为1.5秒）时，进给轴倍率直接变为100%
24）主轴倍率100%键：按此键大于系统所设定的时间值（省缺值为1.5秒）时，主轴倍率直接变为100%
25）进给轴倍率减少键：按此键大于系统所设定的时间值（省缺值为1.5秒）时，主轴倍率直接变为0%，进给轴倍率在0%－100%时进给轴倍率减少键LED亮，降为0%时（最小）LED闪烁
26）主轴倍率减少键：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50%，主轴倍率在50%－100%时主轴倍率减少键LED亮，降为50%时（最小）LED闪烁
启动/停止键
27）复位键：按此键，系统复位，当前程序中断执行
28）数控停止键：按此键，当前执行的程序中断执行，系统停止运行
29）数控启动键：按此键，系统开始执行程序，进行加工
四．LCD显示区

LCD显示区
1) 当前操作区域：加工；参数；程序；通讯；诊断。
（可以在主菜单上通过选择不同的软件进行操作）
2) 程序状态：程序停止；程序运行；程序复位
程序停止--序停止键后程序停止运行；
程序运行--序运行键后程序开始运行；
程序复位--位键后程序复位
3) 运行方式：点动方式；自动方式；MDA方式。
点动方式--式键进行点动方式运行；
自动方式--动方式键进行自动方式运行；
MDA方式--DA方式进行MDA方式运行；
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
8) 工作窗口
9) 返回键
10) 扩展键
11) 软键
12) 垂直菜单
13) 进给轴速度倍率
14) 齿轮级
15) 主轴速度倍率
第三章　实验实习项目

一、实验的一般过程
数控技术实验的内容广泛，每个实验目的、步聚也有所不同，但基本过程却是类似的。为了达到每个实验的预期效果，要求参加实验者做到：实验前认真预习，实验中遵守实验操作规则，实验结束后认真总结。
（一）实验前要认真预习，写出预习报告
为了避免盲目性，使实验过程有条不紊地进行，在每个实验前都要仔细阅读实验指导书，复习理论教材中有关章节的内容，理解实验原理，明确实验目的和要求，对实验步骤做到心中有数。在充分预习基础上，写出实验预习报告，预习报告的内容包括：
（1）实验题目、目的、要求和实验原理图；
（2）实验基本原理、实验步聚和有关注意事项；
（3）回答有关的思考题
（二）认真上好实验课，遵守实验操作规则
上好实验课并严格遵守实验操作规则，是提高实验效果，保证实验质量的重要前提。因此实验者必须做到以下几点：
（1）上实验课时首先要认真听老师的讲解，明确实验中的有关问题；
（2）在进入指定实验位置后，首先要检查380V交流电源插座和有关开关的位置，检查实验所需的元器件和测试线等是否符合要求；
（3）实验电路的组装和实验仪器的连线，必须按实验指导书和实验原理的要求连线，一般不要随意更动；
（4）在进行实验电路的调整测试前，必须首先调整好直流电源，使其极性和电压在符合实验要求，才能接入实验电路；
（5）实验结束后应首先切断电源，实验结果经指导老师审阅、同意后才可拆除实验电路。整理好仪器设备，清理好实验现场，方可离开实验室。
二、实验安全
数控技术实验安全包括人身安全和设备安全。实验者必须具备一定的安全常识，遵守实验安全规则，才能避免发生人身伤害事故，防止损坏实验设备。
（一）人身安全
在实验中为保障实验者的人身安全，实验者必须遵守以下安全规则：
（1）实验前应搞清楚电源开关、空气开关、插座的位置，了解其正确操作方法，并检查其是否安全可靠；
（2）检查设备的电源线、实验电路中有强电通过的连线等有无良好的绝缘外套，其芯线不得祼露；
（3）实验过程中一定要养成实验前先接实验电路后接电源，实验完毕后，先切断电源后拆实验电路的操作习惯。
（4）通电过程中，不得接、插连接线。
实验一、数控系统的数据保存和初始化实验

一、实验预习
1、系统的分区：802SC系统内，有静态存储器SRAM和高速闪存FLASH　ROM两种存储器，静态存储器存放工作数据，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、工作数据区的内容：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。
备份数据区内的内容是系统在数据存储器操作后工作数据区的全部内容复制到备份数据区。
3、NC启动方式：

A、正常上电启动（0），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，如果做过内数据备份，系统自动将备份数据装入工作数据区后动；如果没有系统会将出厂数据区的数据写入工作数据区后启动。
B、缺省值上电启动（1），以SIEMENS出厂数据启动，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，启动完后显示04060已经装载标准机床数据报警。
C、按储存数据上电启动（3），以高速闪存内的备份数据启动。启动时，备份数据写入静态存储器的工作区，启动完成显示04062已经装载备份数据报警。
4、数据的保护：内部存储和外部存储
5、系统的保护级别

二、实验目的
1、了解数据保存的重要性以及NC启动方式
2、掌握系统数据的保存和备份以及初始化的方法
三、实验器材
1、实验模拟平台
四、实验内容
1、数据存储
2、口令修改
3、数据初始化
五、实验步骤
1、数据存储（内部存储）（注：外部存储在下面通讯实验里介绍）
步骤一，按[区域转换]键进入操作区域菜单
步骤二、按[诊断]功能菜单键，进入诊断操作区域
步骤三、按[调试]功能菜单键

步骤四、按[菜单扩展]键，出现数据存储菜单功能。点击“数据存储”。

步骤五、按[确定]菜单键，系统进行数据备份，屏幕显示“别操作！别断电！”
步骤六、口令设定
2、NC启动
步骤一、进入到“内部备份”步骤三
步骤二、按[调试开关]功能菜单键

步骤五、通过光标向上键和光标向下键选择NC启动方式。
步骤六、选择[确定]菜单，系统按所选择的启动方式进行重启。
注：不要轻意选择“缺省值启动”。

思考：
1、数据备份有几种方法？
2、NC启动有几种方法？各表示什么意思？
实验二、数控系统PLC参数实验

一、实验预习
1、数控系统内置的PLC有一些特定的变量位，即NC与PLC的通讯接口信号，本试验主要通过一个侧面，反应NC与PLC这间的关系。通过机床数据对外围输入与输出信号进行控制。
2、下表为通用机床数据MD14510与MD14512在PLC变量的对应关系（注：MD14510为实数值，MD14512为十六进制bit）
MD14510为PLC程序提供实数类数据，例如计时器的时间、计数器的数值。
MD14512为PLC提供数据类，例如利用MD14512的某一位去控制输入，输出信号的电平和有效位等。
下面是MD14510与MD14512的使用实例
上图中VW45000032为MD14510[32]，V45001016.2为MD14512[16]的第2位。
第一行的意思：MD14512[32]为“0”，且MD14512[16]的bit2为“1”时，倍率开关结第三轴生效，V38020001.7被置位，同时激活该轴的测量系统V38020001.5。
第二行的意思：MD14510[32]为“2”时，倍率开关第三轴生效，V38020001.7被置位，同时激活该轴的测量系统V38020001.5。
3、标准的PLC　I/O接口分布
图一、系统输入接口
二、实验目的
1、使用MD14512的开启/关闭I/O信号，来达到机床数据来控制I/O的目的；
2、掌握系统各接口信号的定义和应用；
3、掌握系统各接口PLC参数的调试。
三、实验器材
1、综合实验模拟平台
2、万用表
3、专用接插件
四、实验内容
1、设定PLC基本参数
2、设定点动键
3、利用I/O测试单元，试验输入点与MD14512机床数据的关系（不带机床）
五、实验步骤
1、设定实数类参数
（1）MD14510[12]＝15　 设置主轴/进给倍率快速跳转到最大、最小时间。
（2）MD14510[13]＝15 设置主轴/进给倍率快速跳转到100%时间。
（3）MD14510[16]＝0　　设置系统类型。
（4）MD14510[17]＝0　　设置驱动器类型。
（5）MD14510[20]＝4　　设置刀架数量。
（6）MD14510[21]＝50　 设置换刀时间。
（7）MD14510[22]＝15 　设置刀架反锁时间。
2、设定点动键参数
根据上表设置参数如下：
14510[26]
29
14510[30]
27
14510[27]
23
14510[31]
25
3、PLC参数设定
（1）MD14512（0）＝FF　
MD14512（1）＝FF　 设置输入信号的有效位。
（2）MD14512（2）＝7F　　 I0.0－I0.5为低电平有效。
（3）MD14512（3）＝F　 　 I1.0－I1.3为低电平有效。
(铣床MD14512(3)=0)
（4）MD14512（4）＝33　 　Q0.0、Q0.1、Q0.4、Q0.5为有效位。
（5）MD14512（6）＝0　 　 Q0.0--Q0.7为高电平有效。

（6）MD14512[11]＝88　设置刀架与主轴有效。
（7）MD14512[16]＝C　设置倍率有效和主轴极性。
4、重启系统，验证参数。
6、数据保存。

思考：
1、运用模拟平台，如何让超程信号为高电平有效？
2、MD14512为几进制位参数？
实验三　伺服系统控制实验

一、实验预习
1、伺服系统的结构和工作原理
在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称之为随动系统，亦称伺服系统。在数控机床中，伺服系统是联接数控系统（CNC）和数控机床（主机）的中间环节，是数控机床的“四肢”。因此伺服系统的性能决定了数控机床的性能，要求伺服系统具有高精度、快速度和良了的稳定性。研究与开发高性能的伺服系统一直是现在数控机床的关键技术之一。在实际应用过程中，数控机床中的伺服系统出现故障几率较高，因此要充分认识伺服系统的重要性，掌握伺服系统调试及诊断方法是很有必要的。
A、伺服系统的作用
数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位移和速度用为控制量的自动控制系统。它的主要作用是接受数控系统的指令信号，通过伺服驱动电路做一定的转换和放大后，经伺服驱动装置（直流、交流伺服电动机）和机械传动机构，驱动机床的工作台执行部件，实现预期的控制运动，并保证动作的快速和准确。
B、伺服系统的组成
数控机床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行元件和检测测反馈环节组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测装置，亦称检测系统。

4、系统工作结构图

二、实验目的
1、了解电机的控制原理
2、掌握伺服驱动及电机的应用，布线与调试
3、掌握数控系统驱动的调试
二、实验器材
1、综合实验模拟平台
2、万用表
三、实验内容
1、伺服系统正常运行实验
2、伺服系统缺相实验
3、模拟信号断路实验
四、实验步骤
1、驱动信号线的连接：（以X轴为例）
A）Siemens数控系统轴控制信号有56、14、65、9模拟信号。
B）NC系统X7接口X轴信号：56、14、65、9分别接X轴　1、49、26、29
注：使能信号（EN＋、EN－）作为伺服模拟量信号，否则电机不能工作。
2）先后合上KZ0、KZ1、KZ2,检查各自电压是否正确，若不正确，立即断电检查，等检查正确后，再通电试验。
3) NC轴参数设置
根据上表设置以下参数：MD30130＝1、MD30240＝2、MD34200＝1、MD31020[X]=2500、MD31020[Z]=2500
（注：如果是铣床MD31020[X]=2500、MD31020[Y]=2500、MD31020[Z]=2500）
MD31050和MD31060根据机床的实际减速比设定（此模拟实验平台不带机床设为1：1）。
4）NC进给速度设置
根据上表设置以下参数：
MD32000＝1500、MD32010＝1500、
MD32020＝1000、MD36200＝2000
5) 在主屏下，按手动（JOG）方式下后，按X＋／X—键，观察屏幕大字符X变化情况和X轴步进电机速度变化情况;同样按Z＋／Z—键后，观察屏幕大字符Z变化情况和Z轴步进电机速度变化情况。如果电机运行方向和显示屏显示方向相反，断电后，调换电机A、B、C任意两相。
5）在主屏下，先按REF（回零）方式下进给轴回零，根据后面所附《SIEMENS车床数控系统编程和操作手册》有关自动加工的章节，具体进行数控系统操作练习，观察步进电机行变化。
6) 断开钥匙开关，断开KZ0、KZ1、KZ2空气开关。

思考：
1、驱动器A、B、C三相缺一相电机运行情况？
2、当电机工作方向实际方向相反，有几种解决方法？如何解决？
3、当驱动把使能E信号和系统E信号连接起来会出现什么情况？
实验四　数控系统控制伺服电机实验

一、伺服操作说明
1、伺服系统的操作介绍

2、辅助功能说明

二、实验设备
1、实验模拟平台
2、万用表
三、实验内容
1、伺服系统正常情况运行
2、伺服系统共震实验
四、实验步骤
A）、参数初始化设定
按照伺服操作说明书“参数初始设定功能”先按“MODE”进入“Fn000”窗口，用▲▼键拨到“F010”，在按“DATA　SET”长按1秒，出现“UnLoc”→“MODE”→“UnLoc”→“donE”→“Loc”→“DATA SET”→“F010”→▼→“F009” →“DATA　SET” →“P1n1E” “DATA SET”→“F009”。
B）、伺服参数设定
按照伺服操作说明书“参数设定功能”先按“MODE”进入“Sn000”窗口，用▲▼键拨到“Pn010”设定为“H0000”；“Pn011”设定为“H0000”，Pn012”设定为“H1011”，Pn013”设定为“H0010”。
2、丢步、共震实验
A）按照伺服操作说明书“参数设定功能”先按“MODE”进入“Sn000”窗口，用▲▼键拨到“Pn001”设定为“100”；“Pn002”设定为“100”，在JOG方下式，让电机运行，看运行情况是否平滑？如果平滑，在“Pn0001”参数不断增大，直到电机运行起来，有“吱吱”声音，这就出来了共震现象。
B）在JOG方式下，在不同的倍率下，点动各方向键，看各个轴倍率开关在多少是声音最大，产生共震。不断的调整“Pn001”和“Pn002”仔细查看电机运行情况，并做记录。

思考：
1、驱动缺少脉冲是什么现象？缺少方向信号是什么现象？
2、在正常运行时，出现共震现象是故障吗？
实验五　变频器变频调速实验（1）

一、实验预习
1、变频器电气连接图：
2、变频器的面版图：

3、变频器操作按键板的安装：

4、按键板的拆除

5、按键板各键的定义
二、实验目的
1、了解变频器的结构
2、掌握变频器的步线和连接
3、掌握变频器的手动操作
4、掌握变频器的应用
三、实验器材
1、综合实验模拟平台
2、万用表
四、实验内容
1、变频器的常规使用
2、变频器的手动操作
五、实验步骤
1、首先调试电源控制板。先后合上KZ0、KZ1、KZ2、KZ3,检查各自电压是否正确，若不正确，立即断电检查，等检查正确后，再通电试验。
2、参数的设定：
3、变频器主要有三种使用：
A、利用变频器操作面板控制异步电机。
(a)Pr.79参数设成0即PU操作模式,Pr73参数设为1。
(b)按MODE键，直到显示屏上显示“PU”模式，再按上下键，再按键把运转模式设置成见JOG模式。如：

(c)可以利用变频器面板正转、反转点动控制异步电机，转速由变频器操作参数Pr.15控制。
B、 利用变频器操作面板的启动和停止按钮，利用综合实验装置主轴调速上的电位器来控制电机运行。
(a)按MODE键。再按键至此，再按上下键，再按键把运转模式设置成见JOG模式。
(b)按同样的方式，把Pr.79参数设成2即PU操作模式。表示运转模式为外部控制模式。
(c)可用控制面板上的外部控制钮子开关FUN和RV开关控制电机的正反转。
(d)旋动电位器，这时应发现电机转速加快，且变频器数码显示频率升高。
C、 利用变频器操作面板的多段速按钮，利用综合实验主轴调速板上正转和反转按钮
(a)按MODE键。再按键至此，再按上下键，再按键把运转模式设置成见JOG模式。
(b)按同样的方式，把Pr.79参数设成2即PU操作模式。表示运转模式为外部控制模式。
(c)可用控制面板上的外部控制钮子开关FUN和REV开关控制电机的正反转。
(d)可以用控制面板上的外部控制纽子开关SP1，SP2，SP3多段速控制电机转速SP1、SP2、SP3的转速可由Pr4、Pr5、Pr6分别设置。
4、断开KZ1、KZ2、KZ3、KZ4、QF0空气开关，断开钥匙开关。

思　考：

1、当电机不能运行时，什么原因引起？如何解决？
2、电机U、V、W三相缺一相电机运行情况？
3、电机运转声音过大，如何解决？
实验六　变频器变频调速实验（2）

一、实验预习：
进一步了解变频器使用及接口情况，优化变频器使用。
二、实验目的
1、掌握变频器的应用。
2、掌握变频器参数的设定和控制方法
3、掌握数控系统主轴的控制和参数设定
三、实验器材
1、综合实验模拟平台
2、万用表
四、实验内容
1、变频器参数的设定
2、系统参数的设定
五、实验步骤
1、利用综合实验装置主轴调速板进行变频器的实验。根据提供的变频器接线参考图和变频器电源使用说明书，设置参数和相应连线，Q0.1为主轴正转信号、Q0.2为主轴反转信号
2、首先调试电源控制板。先后合上KZ0、KZ1、KZ2、KZ3,检查各自电压是否正确，若不正确，立即断电检查，等检查正确后，再通电试验。
3、变频器主要有三种使用（以FR－500系列为例）：
4、按上一个实验同样的方式，把Pr.79参数设成1即PU操作模式。
5、下面是一些参考数据，可根据实际情况具体修改：
A、变频器设以下一些参数
参数号
参考值
参数号
参考值
Pr1
50
Pr2
0
Pr4
50
Pr2
30
Pr6
10
Pr7
3
Pr8
3
Pr9
10
Pr73
1
Pr79
2
B、数控系统设一些参数
参数号
参考值
参数号
参考值
MD30130
1
MD30134
2
MD30200

MD30240

MD31020

MD32260
1440
MD35110
1500
MD35130
1500
MD32020
500

6）以上参数设好后，系统重新启动，检察主轴的工作是否正常。
7）断开KZ1、KZ2、KZ3、、KZ0空气开关，断开钥匙开关。

思　考：

1、当电机反向运转，什么原因引起？如何解决？
2、MD30134设为0和1时，各出现什么情况？

实验七　主轴编码器的安装与故障诊断实验

一、工作原理
1、安装：机床的主轴编码器一般直接安装在主轴上或安装在主轴附近用相应传动装置与主轴相连，使其能如实地向数控系统反映主轴转速、方向等信号。
2、原理：主轴编码器一般有三个信号通道：A、B和Z，其中A、B两通道为相差90度的脉冲信号，其二通道主要反应主轴的转速方向。数控系统根据两通道单位时间的脉数来计算主轴的速度，根据A通道与B通道之间的相位差来差别主轴的旋转方向。Z为零脉冲信号，每转一圈，Z通道发一个零脉冲，该通道主要给系统加工时提供相关基准信号。
二、实验目的
使学生了解主轴编码器的工作原理及应用
三、实验内容
1、验证主轴编码器与主轴转速之间的关系
2、了解数控系统通过编码器识别旋转方向
3、了解主轴编码器参数的设计及硬件连接
4、利用拨码开关，设置主轴编码器硬件故障
四、实验器材
1、综合实验模拟平台
2、专用接插件
五、实验步骤
1、编码器的连接：
X10接口里的A、A＊、B、B＊、Z、Z＊分别连接到编码器A、A＊、B、B＊、Z、Z＊
2、编码器的应用：
（1）按菜单[诊断]→[机床数据]→[轴数据]→找到SP轴数据，修改MD30240为“0”，使编码器无效，重新启动NC，并回参考点，在MDA方式下，执行M3S500，观察屏幕上主轴转速理论值和实际值；修改MD30240为“1”时，使编码器上电，并回参考点，执行M3S500，观察屏幕上主轴转速理论值和实际值。
（2）在MDA状态下，执行程序M3S300，观察屏幕上主轴方向符号；改变MD32110为“－1”时，重新启动，回参考点，观察反馈的方向。
3、改变MD31020数值与编码器脉冲数不相等时，重新启动，回参考点，执行M3S400，观察理论值和实际值各是什么？
4、改变MD31070和MD31080的数值，即编码器与主轴之间的减速比，重新启动并回参考点，在MDA状态下执行M3S200，观察理论值和实际值各是什么？

思考：
1、若主轴实际转速与系统屏幕上显示的转速不符，可能的原因是哪些？
2、系统出现025000号报警，如何处理？
3、执行M3时，主轴转速显示负值，如何解决？
实验八 电动刀架实验

一、实验预习
A、机械工作原理
LD4型系列立式电动刀架采用蜗轮蜗杆转动，上下齿盘啮合，螺杆夹紧的工作原理。发信转位采用可靠的无触点霍尔元件。
B、机控工作原理
　在系统没有发出要刀信号时，霍尔无件的1＃脚处于低电平，当系统要求刀架位到某一刀时，系统便发出高电平信号，这时继电器得电吸合，使接触器得电吸合，刀架正转。当刀架转至所需刀位时，该刀位霍尔元件在磁钢作用下，使该刀号产生低电平信号，这时断开刀架正转信号，系统发出反转信号，这时另一继电器得电吸合，使接触器得电吸合，刀架反转，这时该刀位产生一低电平信号，刀架电机停止反转，完成一次机控工作。
C、刀架动作顺序
换刀信号→电机转动→上刀体或刀盘转位→信号符合→电机反转延时→初定位→精定位（齿盘啮合）→刀体锁紧→电机堵转→延时结束→换刀完成
二、实验目的
1、掌握刀架工作原理
2、掌握刀架的连接以及调试
三、实验器材
1） 模拟实验平台
2） 万用表
3） 专用接插件
四、实验内容
1、了解刀架的连接
2、参数设定
3、刀架故障排除
五、实验步骤
1、刀架电机的连接：（参考图，内部已连接）

2、参数设定
参数号
输入值

参数号
输入值
14510[20]
4

14512[1]
FFH
14510[21]
50

14512[3]
FH
14510[22]
15

14152[4]
37H

14152[11]
89H

14152[12]
CH
3、在手动情况下，按数控系统面板按键K4键，或在MDA方式下用M06TX（X为刀号）执行换刀，观察刀架控制板上中间继电器变化和刀架位置的变化情况。
4、刀架故障的排除（做试验验证）
（a）当把参数MD14510[20]设为6时，刀架将会一直旋转等待刀号。
（b）电机相位不对缺相，刀架将不动作或停转。
（c）刀架信号丢失或全部有时，将会出现什么情况？

思考：
1、当换刀时，刀架一直旋转如何解决？
2、刀架不夹紧是什么故障？
实验九　数控车铣床系统通迅实验

一、实验目的
1、熟悉SIEMENS　802S数控系统的通迅接口操作
2、掌握文件的传输以及文件格式
3、参数的设定
二、实验器材
1、综合实验模拟平台
2、计算机（安装有WINPCIN 软件）
三、实验内容
1、通讯参数的设计
2、文件的上传
3、车床系统变铣床系统
4、循环文件的传输
四、实验步骤
1、在所要传输的程序的第一行和第二行加上固定格式：
%_N_ABC_1_MPF　　　　；ABC为程序名，MPF为程序类型
;$PATH=/_N_MPF_DIR　　；传输路径
2、根据数控系统电源给定，通迅接口参考图，把数控系统接口信号引入数控系统中。参考《SIEMENS说明安装调试手册》。通讯电缆一端接到电脑的COM1口，一端连到系统的X2口。

（系统设置画面）
2、系统参数的设置：系统上电后按“功能键”→“通讯”“→数据”→“RS232设置”→选“文本”形式　→设置“波特虑”为19200→“确定”

（WINPCIN软件）

3、电脑的设置：
（1）、找开winpcin软件　　
（2）、点击RS232　CONFIG按钮　
（3）、点击Text Format按钮设CommPort为COM1　Baudrate:为19200　其余默认不要改。
（4）、SAVE　
（5）、SAVE＆Activat　
（6）、Back　　
（7）、点击TextFormat
　4、电脑和系统都设置好后，系统按“输入”鍵，电脑点击SendData 打开要传送数据。
5、车床系统变铣床系统的通讯
（1）根据以上