数控伺服系统文档格式.doc
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二、课程设计报告内容………………………………………………4
2.1、西门子802C数控系统介绍…………………………………4
2.2、数控系统各部分的连接和接口………………………………7
2.3、参数设置……………………………………………………13
三、总结………………………………………………………………15
四、致谢………………………………………………………………16
五、参考文献…………………………………………………………17
摘要
本设计讲述了基于西门子802C数控铣床电气控制线路的原理，说明了传动部分的接口线路设计。
铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。
铣床除了能铣削平面、沟槽、齿轮、螺纹和花键轴之外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到了广泛应用。
最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床；
为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这事升降太铣床的雏形；
1884年前后又出现了龙门铣床；
20世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-决速”或“决速-进给”的自动转换。
1950年以后，铣床在控制系统发面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。
尤其70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到广泛应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度和效率。
关键词:
西门子802C数控铣床，电器原理图，数控铣床
一、课程设计目的
①了解各种电机调速的优缺点；
②理解铣床闭环进给的基本要求；
③掌握802C系统进给电气系统的接线；
④掌握802C系统变频器的接线。
二、课程设计题目描述和要求
1.1、课程设计题目
数控铣床闭环进给系统电气设计
1.2、课程设计要求
设计基于SINUMERIK802C的数控铣床进给系统。
要求：
熟悉SINUMERIK802C的功能和电气安装，针对铣床数控化改造的要求，拟定进给系统的改造方案，在此基础上，设计进给系统的电气接线原理图，主要包括系统电源、伺服驱动装置、检测装置等与数控系统的电气接口线路设计，并根据设计方案确定进给系统的参数设置。
二、课程设计报告内容
2．1、西门子802C数控系统介绍
2.1.1、西门子802C数控系统的基本功能
西门子802C系统是西门子公司专门为中国市场开发的一种经济型数控系统，具有较高的性价比，并在中低端车床、铣床以及机床改造等领域有极其广泛的应用。
802C系统可控制3个伺服电机进给轴和1个伺服主轴，采用集成式PLC，分离式小尺寸操作面板和机床控制面板；
安装调试方便快捷、操作编程简单方便，具有可靠性高、稳定性强的特点；
是一种较先进的经济型CNC数控系统。
802C数控系统由以下几部分组成：
操作面板、机床面板、NC单元、输入输出模块等。
NC单元是802C系统的核心部件，其上具备连接数控系统其它部件的各种接口，包括操作面板接口X9、进给轴/主轴驱动接口X7、进给轴/主轴编码器接口X3~X6、电子手轮接口X10等，如图1所示。
进给轴/主轴驱动接口X7提供±
10V模拟驱动器接口，通常用于驱动1FK7交流伺服电机和1PH7交流主轴电机。
802C系统提供16I/16O的DI/O模块，并可根据机床配置需求，最多可配置4个同种型号的模块。
2.1.2、系统配置方案研究
1、西门子802C数控系统配置
802C数控系统配置和连接图如图1所示。
图1数控系统配置和连接
2、电柜设计及电源选用
1、在设计电柜时应注意以下事项：
（1）电柜应有冷却或通风装置，在使用风扇时必须在进气窗口安装防尘过滤网；
（2）电柜中的所有部件必须安装在无油漆的镀锌金属板上；
（3）电柜的防护等级为IP54；
（4）接地应遵守国标GB／T5226．1--2002／IEC60204--1：
2000“机械安全机械电气设备第1部分：
通用技术条件’’；
（5）电柜中布线时，交流电源线（如85VAC，220VAC，380VAC以及变频器到主轴电机的电缆）必须与24VDC电缆和信号线电缆分开走线；
（6）系统直流稳压电源24VDC之前需接入隔离变压器（控制变压器380VAC一220VAC，JBK3．400VA）。
步进驱动85VAC必须采用独立的隔离变压器（驱动变压器380VAC85VAC，JBK3系列）。
两个变压器的初级不可以接入到380VAC的同一相。
（7）现场没有良好接地的情况下，控制变压器必须为浮地设计，但此时任何与
CNC控制器连接的外设（如PC等），其220VAC电源必须连接到控制变压器。
2、24VDC电源选用
CNC控制器采用24V直流供电，系统可在24V一15％至J+20％之间正常工作。
直流电源的质量是系统稳定运行的关键，所以在选择电源时，其输出波形应如图4所示。
24V直流电作为低压电源必须具有可靠的电隔离特性（按照IEC204-1，条款6．4，PELV）。
因此我们选用西门子配套的24V直流稳压电源。
数字输入和输出所需的24VDC用独立的24V直流电源，而不能与CNC控制
器共用同一个24VDC稳压电源。
所有输入信号必须为电平信号，即“0”电平[一3V～5voc]和“1”电平[11V～30VDC]。
悬空和高阻信号均为“0”电平。
2．2、数控系统各部分的连接及接口
2.2.1、系统的接线
SINUMERIK802Cbaseline控制器与伺服驱动电机的连接如图1所示。
连接电缆必须使用屏蔽电缆。
在系统一侧，电缆内屏蔽层必须与插头中的金属壳相连，为了使模拟量的指令值信号免受低频信号的干扰，驱动一侧的屏蔽不能接地。
2.2.2、接口布置
1、CNC部分
（1）X1电源接口（DC24V）：
3芯螺钉端子块，用于连接24V负载电源。
（2）X2RS232接口（V24）：
9芯D型插座。
（3）X3到X5测量系统接口（ENCODER）：
3个15芯D型插头，用于连接增量型编码器（RS422）
（4）X6主轴接口（ENCODER）：
15芯D型插座，用于连接一个主轴式增量编码器。
（5）X7驱动接口（AXIS）：
50芯D型插座，用于连接具有包括主轴在内最好4个模拟驱动的功率模块。
（6）X10手轮接口（MPG）:
10芯插头，用于连接手轮。
（7）X20数字输入（DI）：
10芯插头，用于连接NC-READY继电器。
2、DI/O部分
（1）X100到X105：
10芯插头，用于连接数字输入。
（2）X200到X201:
10芯插头，用于连接数字输出。
3、调试开关S3
4、保险丝F1,外部设计可以是用户方便的更换。
2.2.3、接口连接
（1）进给驱动的连接（X7）,采用50芯D型插座（针），插座X7引脚如表2—1所示。
表2—1插座X7引脚
（2）测量系统的连接（X3—X6），采用15芯D型插座，插座X3—X6引脚如表2—2所示。
表2—2X3—X6引脚
信号名称信号类型
A,A_NA相信号VO电压输出（电源）
B,B_NB相信号I5V输入（5V信号）
Z,Z_N零脉冲信号
P5_MS电源+5.2V
（3）数字输出端的连接（X200—X201）,采用10芯接线端子，插座X200—X201引脚如下表所示，表2—4.
表2--4插座X200—X201引脚
信号说明
DO0—DO15数字输出0—15，最大电流500mA
DO0/CW数字输出0/单级主轴，顺时针方向，最大电流500mA
DO1/CCW数字输出1/单级主轴，逆时针方向，最大电流500mA
1P24，M数字输出0—7供电
2P24,M数字输出8—15供电
（5）CNC电源，CNC所需的24VDC负载电源接到接线端子X1上。
24V直流电作为低压电源必须具有可靠的电隔离特性。
表2—5负载电源电气参数
表2—6接线端子X1端子分配
2.2.4、802C与SIMDDRIVEbaseline驱动器的连接
（1）802C的进给驱动和主轴的连接接口X7，与SIMDDRIVEbaseline驱动器速度给定值接口X321/322以差分形式连接到该接口的端子56和端子14上，端子定义如表2--7所示。
表2—7端子定义
（2）802C的测量系统连接接口X3—X6，与SIMDDRIVEbaseline驱动器位置反馈值接口X391/X392连接，X391/X392的引脚分配如表2—8所示。
表2—8X391/X392的引脚分配
（3）802C的数字输入端接口X100—X105的I1.0、I1.1端子,与SE1—SE4接口连接。
（4）802C的数字输出端接口X200—X201的Q1.0,Q1.1端子，与SIMDDRIVEbaseline驱动器的使能接口X331/X332的端子633和端子65.1连接，脉冲使能和控制器使能分别通过接口X331和X332接入接入，X331/X332的端子定义如表2—9所示。
端子
名称
功能
类型
电压（V）
导线截面积
633
X331
脉冲使能
输入端
+21--30
1.5
65.1
X332
控制器使能
+13--30
如表2—9X331/X332的端子定义
（5）SIMDDRIVEbaseline驱动器的使能接口X331/X332的端子633和端子65.1，分别与使能端子排X141A的端子64和端子63连接，X141A的端子定义如表2—10所示。
63
X141A
64
控制使能
如表2—10X141A的端子定义
（6）编码器与SIMDDRIVEbaseline驱动器的编码器（旋转变压器）接口X311/X312连接，X311/X312的引脚分配如表2—11所示。
表2—11X311/X312的引脚分配
（7）SIMDDRIVEbaseline驱动器的电子电源地接口X131，必须使用一根截面积4mm²
的接地线连接到数控系统的接地点。
2.3、参数设置
2.3.1、PLC参数设置
当系统各部件连接完毕后，系统首次上电将出现的700000报警画面。
此时必须调试PLC应用程序中的相关动作，如急停、硬限位等。
SINUMERIK802Sbaseline在出厂时已经预装了“SAMPLE·
PTP”——集成PLC实例应用程序。
通过设定PLC机床参数，可
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