《機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技能實(shí)訓(xùn)》授課計(jì)劃

1、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技能實(shí)訓(xùn)授課計(jì)劃(適用專業(yè)： 自動(dòng)化、機(jī)電一體化、數(shù)控技術(shù)， 80學(xué)時(shí))第1-4課時(shí)（理論2課時(shí) 實(shí)踐2課時(shí)）課題一 RS-SY（802S）實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)介紹1. 理論環(huán)節(jié)：（1） 數(shù)控原理課程所學(xué)習(xí)過的有關(guān)的內(nèi)容。（2） 了解數(shù)控系統(tǒng)的組成，各主要組成部件的主要功能。（3） 電源強(qiáng)電模塊及電源輸出模塊。（4） 802S系統(tǒng)（ECU和DI/O）模塊。（5） 主軸變頻器模塊。（6） 步進(jìn)進(jìn)給模塊。（7） I/O演示模塊。（8） 電動(dòng)刀架及其動(dòng)態(tài)顯示單元。（9） 輸入點(diǎn)有效無效、正負(fù)邏輯檢測模塊。 2. 實(shí)踐環(huán)節(jié)：了解、識(shí)讀SINUMERIK 802S實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的各主要部件及其型號(hào)、大小、功率

2、等參數(shù)。 以提問方式，考察學(xué)生對(duì)SINUMERIK 802S各主要組成部件知識(shí)的掌握情況。了解和掌握SINUMERIK 802S數(shù)控實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能特性。3. 課后作業(yè)：要求學(xué)生在課外搜集SINUMERIK 802S相關(guān)組成部件的資料，拓展掌握這些部件在各個(gè)領(lǐng)域的使用情況。第5-12課時(shí)（理論4課時(shí) 實(shí)踐4課時(shí)）課題二 SINUMERIK 802S系統(tǒng)的連接、數(shù)據(jù)保護(hù)和設(shè)定1. 理論環(huán)節(jié)：（1） 萬用表的使用方法，基本的電氣連接知識(shí)。（2） 了解和掌握SINUMERIK 802S數(shù)控實(shí)訓(xùn)臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)。識(shí)讀電氣線路圖的能力。了解SINUMERIK 802S的存儲(chǔ)器，SINUMERIK 8

3、02S系統(tǒng)的啟動(dòng)方式。（3） SINUMERIK 802S系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)方法。SINUMERIK 802S系統(tǒng)的初始化，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保護(hù)級(jí)，車/銑床數(shù)據(jù)設(shè)定。 2. 實(shí)踐環(huán)節(jié)：（1） 熟悉SINUMERIK 802S數(shù)控系統(tǒng)的各基本單元。（2） 掌握SINUMERIK 802S數(shù)控系統(tǒng)的電氣連接。（3） 操作過程中正確使用各種專用工具。 （4） 要求學(xué)生以小組為單位，互相協(xié)作和思考，最終完成SINUMERIK 802S數(shù)控實(shí)訓(xùn)臺(tái)的各個(gè)主要部件之間的連接。（5） 通過RS232接口進(jìn)行系統(tǒng)與電腦之間的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。（6） 西門子802S系統(tǒng)調(diào)試工具光盤TOOL BOX安裝使用，系統(tǒng)初始化操作。

4、（7） 數(shù)控基本車/銑床初始數(shù)據(jù)設(shè)定。 3. 課后作業(yè)：（1）802S步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器有哪些信號(hào)與數(shù)控系統(tǒng)相連？分別起什么作用？（2）開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)在硬件連接上有什么不同？（3）數(shù)控系統(tǒng)有哪幾部分組成？（4）系統(tǒng)如何初始化？其意義如何？（5）系統(tǒng)為什么要進(jìn)行車/銑床初始數(shù)據(jù)設(shè)定？802S基本數(shù)據(jù)有哪些？（6）為什么修改數(shù)據(jù)后要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)？（7）通過RS232串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)我們要注意哪些事項(xiàng)？（8）試述試車數(shù)據(jù)由系統(tǒng)穿輸至電腦的步驟。（9）試述各類數(shù)據(jù)由電腦傳輸至系統(tǒng)的步驟。第13-18課時(shí)（理論3課時(shí) 實(shí)踐3課時(shí)）課題三 SINUMERIK 802S系統(tǒng)的PLC編程SINUMERIK 8

5、02S機(jī)床數(shù)據(jù)對(duì)PLC信號(hào)的影響1. 理論環(huán)節(jié)：（1） PLC的定義及作用。PLC的組成、工作過程及類型。（2） S7-200可編程控制器的編程軟件及編程語言。（3） CNC與PLC數(shù)據(jù)交換接口，802S系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)PLC程序介紹。（4） 機(jī)床數(shù)據(jù)在PLC程序中的應(yīng)用實(shí)例。 2. 實(shí)踐環(huán)節(jié)：（1）了解SINUMERIK 802S系統(tǒng)內(nèi)嵌PLC（S7-200）工作原理。（2）熟悉S7-200的PLC指令及編程。（3）熟悉NC與PLC接口信號(hào)處理。 （4） 創(chuàng)建PLC項(xiàng)目，輸入梯形圖程序，保存項(xiàng)目。（5） 建立通訊，下載項(xiàng)目，運(yùn)行項(xiàng)目。（6） 監(jiān)控和調(diào)試項(xiàng)目。（7） 通過設(shè)置MD145120-7（VW

6、-VW）改變有效輸入、輸出位的有效工作狀態(tài)。（8） 通過設(shè)置MD1451212（VB）改變機(jī)床進(jìn)給和主軸倍率。（9） 通過設(shè)置MD1451217（VB）改變機(jī)床返回參考點(diǎn)時(shí)進(jìn)給倍率是否有效。3. 課后作業(yè)：（1）802S系統(tǒng)中STEP7連接開啟后，其在通訊功能中的程序?yàn)槭裁床荒軅鬏斄?？?）802S系統(tǒng)中NC部分與PLC部分有各自的CPU嗎？（3）PLC有哪些編程語言及各自有什么特點(diǎn)？（4）PLC機(jī)床數(shù)據(jù)的值可以通過手動(dòng)設(shè)置嗎？（5）怎樣使某個(gè)輸入點(diǎn)變?yōu)?有效？第19-29課時(shí)（理論5課時(shí) 實(shí)踐6課時(shí)）課題四 SINUMERIK 802S步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元的調(diào)試及故障診斷SINUMERIK 802S

7、主軸變頻單元的調(diào)試及故障診斷SINUMERIK 802S機(jī)床主軸及主軸編碼器的安裝與故障診斷1. 理論環(huán)節(jié)：（1） 步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、主要特性及工作原理。（2） 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的通電方式和步距角、轉(zhuǎn)速的計(jì)算。（3） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其怎樣與數(shù)控系統(tǒng)連接。（4） 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)整及數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)定。（5） 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、主要特性及工作原理。（6） 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與變頻調(diào)速原理。（7） 通用變頻器的結(jié)構(gòu)及其分類和電路原理。（8） 西門子MM420介紹、操作與故障診斷。（9） 變頻器與802S/C的匹配。（10） 數(shù)控系統(tǒng)位置測量裝置的分類。（11） 光電增量式編碼器的

8、工作原理（12） 編碼器與ECU的連接及編碼器反饋在ECU中參數(shù)的設(shè)定。 2. 實(shí)踐環(huán)節(jié)： （1） 掌握主軸變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試方法（2） 掌握主軸閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試方法。（3） 熟悉主軸閉環(huán)系統(tǒng)的故障診斷。 （4） 步進(jìn)系統(tǒng)在正常情況下的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。（5） 步進(jìn)系統(tǒng)在高速時(shí)的丟步實(shí)驗(yàn)。（6） 步進(jìn)系統(tǒng)的缺相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。（7） 步進(jìn)系統(tǒng)在低頻時(shí)的共振實(shí)驗(yàn)。（8） 命令脈沖信號(hào)斷路故障實(shí)驗(yàn)。（9） 方向脈沖信號(hào)斷路故障實(shí)驗(yàn)。（10） 變頻器的常規(guī)使用。（11） 802S系統(tǒng)主軸設(shè)定。（12） 變頻器的常見故障診斷。（13） 系統(tǒng)與變頻器、編碼器的硬件連接。（14） 編碼器的信號(hào)變化驗(yàn)證。（15） 編碼器的

9、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。 3. 課后作業(yè)：（1） 為什么步進(jìn)系統(tǒng)在高速時(shí)有時(shí)會(huì)有丟步現(xiàn)象？（2） 步進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的共振現(xiàn)象是故障嗎？（3） 與步進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)主要有哪些？（4） 如何判斷故障是變頻器是變頻自身的故障？（5） 變頻器的工作原理是什么？（6） 變頻器有哪幾種類型？（7） 如何將系統(tǒng)的指令轉(zhuǎn)速與主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配正確？（8） 如果編碼器的信號(hào)A與接反了，將會(huì)出現(xiàn)什么情況？（9） 為什么說主軸編碼器在一般情況下不是速度反饋元件也不是位置反饋元件.第30-40課時(shí)（理論5課時(shí) 實(shí)踐6課時(shí)）課題五 SINUMERIK 802S外圍故障模擬及診斷 SINUMERIK 802S機(jī)床的參考點(diǎn) S

10、INUMERIK 802S絲杠螺距誤差的補(bǔ)償1. 理論環(huán)節(jié):(1) 數(shù)控系統(tǒng)外圍設(shè)備。(2) 機(jī)床參考點(diǎn)的含義、設(shè)立及調(diào)試方法(3) 絲杠螺距誤差補(bǔ)償。 2. 實(shí)踐環(huán)節(jié):(1) 掌握機(jī)床外圍期間的調(diào)試方法。(2) 掌握機(jī)床外圍器件的故障診斷。(3) 掌握機(jī)床參考點(diǎn)的設(shè)定及調(diào)試方法。(4) PLC機(jī)床參數(shù)設(shè)定(5) 外圍器件與PLC的工作聯(lián)系。(6) 完成一次回參考點(diǎn)操作，仔細(xì)觀察機(jī)床運(yùn)動(dòng)并敘述全過程。(7) 驗(yàn)證零脈沖方式2與方式4有哪些不同。(8) 驗(yàn)證回參考點(diǎn)與反向間隙補(bǔ)償?shù)年P(guān)系。(9)測量絲杠螺距誤差。(10)補(bǔ)償絲杠螺距誤差。 3. 課后作業(yè):(1) PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的作用。(2)

11、PLC機(jī)床參數(shù)在設(shè)置中應(yīng)該注意的問題是什么？(3) 為什么說零脈沖類型方式4比方式2更為精確？(4) 在未回參考點(diǎn)的情況下，機(jī)床的絲杠螺距誤差補(bǔ)償起作用嗎？(5) 在回參考點(diǎn)的過程中，若減速開關(guān)出現(xiàn)故障，會(huì)有什么危險(xiǎn)？(6) 若NC系統(tǒng)配置有光柵反饋，還需要進(jìn)行絲杠螺距誤差補(bǔ)償嗎？為什么？(7) 若比較補(bǔ)償方法一與方法二有何優(yōu)缺點(diǎn)？第41-44課時(shí)（理論2課時(shí) 實(shí)踐2課時(shí)）課題六 RS-SY（802D）實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)介紹1. 理論環(huán)節(jié)：（1） 電氣控制模塊及電源控制模塊。（2） 802D系統(tǒng)模塊。（3） 主軸變頻器模塊。（4） 611UE伺服模塊。（5） I/O演示模塊（6） PP72/48接口單元

12、。（7） 數(shù)控原理課程所學(xué)習(xí)過的有關(guān)的內(nèi)容。（8） 了解數(shù)控系統(tǒng)的組成，各主要組成部件的主要功能。 2實(shí)踐環(huán)節(jié)：了解、識(shí)讀SINUMERIK 802D實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的各主要部件及其型號(hào)、大小、功率等參數(shù)。 以提問方式，考察學(xué)生對(duì)SINUMERIK 802D各主要組成部件知識(shí)的掌握情況。了解和掌握SINUMERIK 802D數(shù)控實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能特性。 3課后作業(yè)：要求學(xué)生在課外搜集SINUMERIK 802D相關(guān)組成部件的資料，拓展掌握這些部件在各個(gè)領(lǐng)域的使用情況。第45-52課時(shí)（理論4課時(shí) 實(shí)踐4課時(shí)）課題七 SINUMERIK 802D系統(tǒng)的連接、數(shù)據(jù)保護(hù)和設(shè)定1. 理論環(huán)節(jié)：（1） 萬

13、用表的使用方法，基本的電氣連接知識(shí)。（2） 了解和掌握SINUMERIK 802D數(shù)控實(shí)訓(xùn)臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)。識(shí)讀電氣線路圖的能力。了解SINUMERIK 802D的存儲(chǔ)器，SINUMERIK 802D系統(tǒng)的啟動(dòng)方式。（3） SINUMERIK 802D系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)方法。SINUMERIK 802D系統(tǒng)的初始化，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保護(hù)級(jí)，車/銑床數(shù)據(jù)設(shè)定。 2. 實(shí)踐環(huán)節(jié)：（1） 掌握SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)的電氣連接。（2） 操作過程中正確使用各種專用工具。 （3） 要求學(xué)生以小組為單位，互相協(xié)作和思考，最終完成SINUMERIK 802D數(shù)控實(shí)訓(xùn)臺(tái)的各個(gè)主要部件之間的連接。（4） 通過RS2

14、32接口進(jìn)行系統(tǒng)與電腦之間的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。（5） 西門子802D系統(tǒng)調(diào)試工具光盤TOOL BOX安裝使用，系統(tǒng)初始化操作。（6） 數(shù)控基本車/銑床初始數(shù)據(jù)設(shè)定。 3. 課后作業(yè)：（1）802D步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器有哪些信號(hào)與數(shù)控系統(tǒng)相連？分別起什么作用？（2）開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)在硬件連接上有什么不同？（3）數(shù)控系統(tǒng)有哪幾部分組成？（4）系統(tǒng)如何初始化？其意義如何？（5）系統(tǒng)為什么要進(jìn)行車/銑床初始數(shù)據(jù)設(shè)定？802D基本數(shù)據(jù)有哪些？（6）為什么修改數(shù)據(jù)后要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)？（7）通過RS232串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)我們要注意哪些事項(xiàng)？（8）試述試車數(shù)據(jù)由系統(tǒng)穿輸至電腦的步驟。（9）試述各類數(shù)據(jù)由電腦傳輸至

15、系統(tǒng)的步驟。第53-58課時(shí)（理論3課時(shí) 實(shí)踐3課時(shí)）課題八 SINUMERIK 802D系統(tǒng)的PLC編程SINUMERIK 802D機(jī)床數(shù)據(jù)對(duì)PLC信號(hào)的影響1. 理論環(huán)節(jié)：（1） PLC的定義及作用。PLC的組成、工作過程及類型。（2） S7-200可編程控制器的編程軟件及編程語言。（3） CNC與PLC數(shù)據(jù)交換接口，802D系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)PLC程序介紹。（4） 機(jī)床數(shù)據(jù)在PLC程序中的應(yīng)用實(shí)例。 2. 實(shí)踐環(huán)節(jié)：（1） 了解SINUMERIK 802D系統(tǒng)內(nèi)嵌PLC（S7-200）工作原理。（2） 熟悉S7-200的PLC指令及編程。（3） 熟悉NC與PLC接口信號(hào)處理。 （4） 創(chuàng)建PLC項(xiàng)

16、目，輸入梯形圖程序，保存項(xiàng)目。（5） 建立通訊，下載項(xiàng)目，運(yùn)行項(xiàng)目。（6） 監(jiān)控和調(diào)試項(xiàng)目。（7） 通過設(shè)置MD145120-7（VW-VW）改變有效輸入、輸出位的有效工作狀態(tài)。（8） 通過設(shè)置MD1451212（VB）改變機(jī)床進(jìn)給和主軸倍率。（9） 通過設(shè)置MD1451217（VB）改變機(jī)床返回參考點(diǎn)時(shí)進(jìn)給倍率是否有效。3. 課后作業(yè)：（1）802D系統(tǒng)中STEP7連接開啟后，其在通訊功能中的程序?yàn)槭裁床荒軅鬏斄耍浚?）802D系統(tǒng)中NC部分與PLC部分有各自的CPU嗎？（3）PLC有哪些編程語言及各自有什么特點(diǎn)？（4）PLC機(jī)床數(shù)據(jù)的值可以通過手動(dòng)設(shè)置嗎？（5）怎樣使某個(gè)輸入點(diǎn)變?yōu)?有效？

17、第59-69課時(shí)（理論5課時(shí) 實(shí)踐6課時(shí)）課題九 SINUMERIK 802D步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元的調(diào)試及故障診斷SINUMERIK 802D主軸變頻單元的調(diào)試及故障診斷 SINUMERIK 802D機(jī)床主軸及主軸編碼器的安裝與故障診斷1. 理論環(huán)節(jié)：（1） 步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、主要特性及工作原理。（2） 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的通電方式和步距角、轉(zhuǎn)速的計(jì)算。（3） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其怎樣與數(shù)控系統(tǒng)連接。（4） 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)整及數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)定。（5） 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、主要特性及工作原理。（6） 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與變頻調(diào)速原理。（7） 通用變頻器的結(jié)構(gòu)及其分類和電路原理。（8） 西門

18、子MM420介紹、操作與故障診斷。（9） 變頻器與802D的匹配。（10） 數(shù)控系統(tǒng)位置測量裝置的分類。（11） 光電增量式編碼器的工作原理（12） 編碼器與ECU的連接及編碼器反饋在ECU中參數(shù)的設(shè)定。 2. 實(shí)踐環(huán)節(jié)： （1） 掌握步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試方法。（2） 掌握主軸變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試方法（3） 掌握主軸閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試方法。（4） 步進(jìn)系統(tǒng)在正常情況下的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。（5） 步進(jìn)系統(tǒng)在高速時(shí)的丟步實(shí)驗(yàn)。（6） 步進(jìn)系統(tǒng)的缺相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。（7） 步進(jìn)系統(tǒng)在低頻時(shí)的共振實(shí)驗(yàn)。（8） 命令脈沖信號(hào)斷路故障實(shí)驗(yàn)。（9） 方向脈沖信號(hào)斷路故障實(shí)驗(yàn)。（10） 變頻器的常規(guī)使用。（11） 802D系統(tǒng)主軸設(shè)定。（12） 變頻器的常見故障診斷。（13） 系統(tǒng)與變頻器、編碼器的硬件連接。（14） 編碼器的信號(hào)變化驗(yàn)證。（15） 編碼器的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。 3. 課后作業(yè)：（1） 為什么步進(jìn)系統(tǒng)在高速時(shí)有時(shí)會(huì)有丟步現(xiàn)象？（2） 步進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的共振現(xiàn)象是故障嗎？（3） 與步進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)主要有哪些？（4） 如何判斷故障是變頻器是變頻自身的故障？（5） 變頻器的工作原理是什么？（6） 變頻器有哪幾種類型？（7） 如何將系統(tǒng)的指令轉(zhuǎn)速與主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配正確？（8） 如果編碼器的信號(hào)A與接反了，將會(huì)出現(xiàn)什么情況