数控系统连接与调试(SINUMERIK828D智能制造专业十三五规划教材)

本书是在国家智能制造产业转型升级、《国家职业教育改革实施方案》出台的关键时期，在构建职业教育现代化，为社会培养高档数控机床连接与调试技术技能型人才的背景下编写的。全书分为数控系统初识与硬件连接、数控系统调试基础、数控系统样机调试与功能测试、智能制造新技术四个模块，共计十六个学习项目和四个拓展项目。数控系统硬件部分介绍了SINUMERIK 828D数控系统硬件配置、模块接口、硬件连接、系统供电等内容；数控系统调试基础部分介绍了数控系统常用软件的安装使用、数控系统状态监控、机床数据备份和还原、数控系统初始设定、PLC调试、驱动器调试、NC调试等；样机调试部分介绍了样机调试流程及交付验收项目。为了开拓学生视野，本书还设置了智能制造新技术模块，从数字化双胞胎、柔性制造单元集成、智能精度检测、智能远程监控四个方面给出了解决方案。全书内容循序渐进、层次分明，将数控系统连接与调试基础技术与智能制造先进技术完美结合，可满足学生多层次学习需要。

序 前言 模块1　数控系统初识与硬件连接… ………………………………………………… 1 项目1-1　认识数控机床…………………………………………………………………………… 1 一、数控机床的作用与组成 …………………………………………………………………………… 1 二、数控机床的分类及应用 …………………………………………………………………………… 6 三、典型数控机床结构 ………………………………………………………………………………… 10 实训任务 1-1　认识数控机床 ………………………………………………………………………… 12 项目1-2　认识数控系统部件结构与接口………………………………………………………… 12 一、认识SINUMERIK 828D数控系统 ………………………………………………………………… 12 二、数控系统部件结构与接口 ………………………………………………………………………… 17 实训任务 1-2　认识数控系统部件结构与接口 ……………………………………………………… 29 项目1-3　典型数控系统硬件连接………………………………………………………………… 30 一、SINUMERIK 828D数控系统与PLC I/O模块连接 ……………………………………………… 30 二、SINUMERIK 828D数控系统与驱动器连接 ……………………………………………………… 32 三、数控系统连接总成 ………………………………………………………………………………… 35 实训任务 1-3　典型数控系统硬件连接实训 ………………………………………………………… 37 项目1-4　数控系统电气控制……………………………………………………………………… 37 一、SINUMERIK 828D数控系统配电要求 …………………………………………………………… 37 二、数控系统配电 ……………………………………………………………………………………… 41 三、数控系统部件电气连接 …………………………………………………………………………… 43 实训任务 1-4　数控系统电气控制实训 ……………………………………………………………… 47 模块2　数控系统调试基础……………………………………………………………49 项目2-1　数控系统调试软件安装………………………………………………………………… 49 一、SINUMERIK 828D数控系统调试软件功能简介 ………………………………………………… 49 二、软件安装 …………………………………………………………………………………………… 49 三、软件基础应用 ……………………………………………………………………………………… 51 实训任务 2-1　数控系统调试软件安装实训 ………………………………………………………… 61 项目2-2　数控系统基本操作……………………………………………………………………… 61 一、操作面板、键盘结构与操作 ……………………………………………………………………… 61 二、HMI菜单结构与操作 ……………………………………………………………………………… 71 实训任务 2-2　数控系统基本操作实训 ……………………………………………………………… 85 项目2-3　数控系统启动、停止与状态监控……………………………………………………… 86 一、系统通电前的检查 ………………………………………………………………………………… 86 二、系统初次通电操作 ………………………………………………………………………………… 86 三、数控系统通电状态监控 …………………………………………………………………………… 86 实训任务 2-3　数控系统启、停与状态监控实训 …………………………………………………… 90 项目2-4　机床数据备份和还原…………………………………………………………………… 91 一、认识机床数据 ……………………………………………………………………………………… 91 二、机床数据查看与设定 ……………………………………………………………………………… 93 三、创建数据备份 ……………………………………………………………………………………… 94 四、还原机床数据及读入批量调试文件 ……………………………………………………………… 96 实训任务 2-4　机床数据备份和还原实训 …………………………………………………………… 97 项目2-5　数控系统初始设定… ………………………………………………………………… 97 一、系统启动方式 ……………………………………………………………………………………… 98 二、系统存储级别设置 ………………………………………………………………………………… 99 三、系统日期和时间设定 …………………………………………………………………………… 102 四、系统语言设置 …………………………………………………………………………………… 103 实训任务 2-5　数控系统初始设定实训 ……………………………………………………………… 103 项目2-6　PLC调试……………………………………………………………………………… 104 一、创建PLC 程序 …………………………………………………………………………………… 104 二、机床操作面板MCP及外围设备配置 …………………………………………………………… 112 三、PLC基本功能调试 ……………………………………………………………………………… 113 实训任务 2-6　PLC调试实训 ………………………………………………………………………… 121 项目2-7　驱动器调试…………………………………………………………………………… 122 一、固件升级 ………………………………………………………………………………………… 123 二、配置驱动 ………………………………………………………………………………………… 123 三、配置电源 ………………………………………………………………………………………… 130 四、轴分配 …………………………………………………………………………………………… 132 实训任务 2-7　驱动器调试实训 ……………………………………………………………………… 143 项目2-8　NC调试… …………………………………………………………………………… 145 一、机床机械传动比参数设定 ……………………………………………………………………… 145 二、数控机床速度和轴加速度参数设定 …………………………………………………………… 148 三、建立参考点 ……………………………………………………………………………………… 152 四、设置软限位 ……………………………………………………………………………………… 160 实训任务 2-8　NC调试实训 ………………………………………………………………………… 161 项目2-9　PLC程序控制基础…………………………………………………………………… 162 一、 PLC接口信号 …………………………………………………………………………………… 162 二、 PLC操作数说明 ………………………………………………………………………………… 164 三、 PLC程序符号命名与书写规则 ………………………………………………………………… 170 四、子程序块使用方法 ……………………………………………………………………………… 171 实训任务 2-9　PLC程序控制基础实训 ……………………………………………………………… 175 项目2-10　PLC基本功能子程序控制… ……………………………………………………… 177 一、输入信号子程序PLC_INPUT…………………………………………………………………… 177 二、输出信号子程序PLC_OUTPUT………………………………………………………………… 181 三、机床操作面板子程序NC_MCP ………………………………………………………………… 183 四、机床操作面板手动控制子程序 NC_JOG_MCP ……………………………………………… 189 五、程序控制子程序 NC_PROGRAN_CONTROL ………………………………………………… 192 六、急停控制子程序 NC_EMG_STOP……………………………………………………………… 193 七、轴控制子程序 AXIS_CONTROL ……………………………………………………………… 196 八、手轮控制子程序NC_HANDWHEEL…………………………………………………………… 201 九、主轴控制子程序 NC_SP_CONTROL ………………………………………………………… 204 十、异步子程序控制PLC_ASUP …………………………………………………………………… 205 十一、报警灯子程序控制AUX_ALARM_LAMP ………………………………………………… 208 实训任务 2-10　PLC基本功能子程序控制实训 ……………………………………………………… 209 模块3　数控系统样机调试与功能测试…………………………………………… 215 项目3-1　数控系统样机调试…………………………………………………………………… 215 一、SINUMERIK 828D数控系统调试顺序 ………………………………………………………… 215 二、SINUMERIK 828D数控系统调试内容 ………………………………………………………… 215 实训任务 3-1　数控系统样机调试实训 ……………………………………………………………… 220 项目3-2　数控系统功能测试…………………………………………………………………… 222 一、数控装置配置确认 ……………………………………………………………………………… 222 二、数控系统硬件连接确认 ………………………………………………………………………… 223 三、数控系统功能测试 ……………………………………………………………………………… 223 实训任务 3-2　数控系统测试实训 …………………………………………………………………… 226 模块4　智能制造新技术…………………………………………………………… 227 拓展项目4-1　西门子数字化整体解决方案…………………………………………………… 227 一、数字化企业总体框架 …………………………………………………………………………… 227 二、机床制造业车间数字化 ………………………………………………………………………… 228 拓展项目4-2　SINUMERIK…828D数控系统与机器人联机实现方案… …………………… 232 一、数控机床配置要求 ……………………………………………………………………………… 232 二、数控系统与机器人联网通信 …………………………………………………………………… 233 三、SINUMERIK 828D数控系统与工业机器人联机实现 ………………………………………… 233 拓展项目4-3　SINUMERIK…828D数控系统与测头连接实施方案… ……………………… 235 一、测头类型 ………………………………………………………………………………………… 235 二、测头连接、调试及使用 ………………………………………………………………………… 235 拓展项目4-4　…基于智能终端设备的SINUMERIK…828D数控系统画面监控实施方案…… 241 一、硬件和软件配置 ………………………………………………………………………………… 241 二、远程监控连接实施方案 ………………………………………………………………………… 241