840系统调试与操作全面.docx

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840系统调试与操作全面

一、一．840D系统操作

l SINUMERIK840D/810D或SINUMERIK FM-NC是机床的CNC控制系统，可以通过CNC控制系统的操作面板执行下列基本功能：

·  开发和修改零件程序

·  执行零件程序

·  手动控制

·  读入/读出零件程序和数据

·  编辑程序数据

·  报警显示和取消报警

·  编辑机床数据

·   在一个MMC或几个MMC之间或一个NC或几个NC之间建立通信链接（M:

N,m-MMC装置和n-NCK/PLC装置）

用户接口包括：

·  显示元件，如监测器，LED等；

·  操作元件，如键，开关，手伦等。

q  

l 840D系统具有数控机床具有的自动、手动、编程、回参考点、手动数据输入等功能。

·手动:

手动主要用来调整机床,手动有连续手动和步进手动,有时为了需要走特定长度时,可以选择变量INC方式,输入要运行的长度即可.

·自动:

 840D的程序一般来讲是在NCK的RAM里执行,所以对MMC103或PCU50来讲,需要先把程序装载到NCK里,但对于特别长的程序,可以选择在硬盘里执行,具体操作方法为:

选择加工,程序概要,用光标选择要执行的程序,选择从硬盘执行既可.在自动方式下,如果MMC装有SINDNC软件,还可以从网络硬盘上执行程序.

·MDA:

 MDA跟自动方式差不多,只是它的程序可以逐段输入,不一定是一个完整的程序,它存在NCK里面一个固定的MDA缓冲区里,可以把MDA缓冲区的程序存放在程序目录里,也可以从程序区里调程序到MDA缓冲区来.

·REPOS:

重定位功能,有时在程序自动执行时需要停下来把刀具移开检测工件,然后接着执行程序,需要重定位功能,操作方法是在自动方式下暂停程序执行,转到手动,移开相应的轴,要重新执行程序时,转到重定位方式,按相应的轴移动按钮,回到程序中断点,按启动键程序继续执行.注意在这个过程中不能按复位键.

·程序模拟:

840D支持在程序正式运行前进行图形模拟,以减少程序的故障率,但由于MMC系统的不同,模拟的方法不一样,在MMC103上,程序模拟完全在MMC上执行,故模拟中不会对NCK产生影响,但在MMC100.2上,程序模拟在NCK里面执行,与程序实际执行情况一样,因此在模拟前务必要选择程序测试,如果还要提高模拟速度,还可以选择空运行.

二．系统的连接与调试

（一）硬件的连接

1. SINUMERIK810D/840D系统的硬件连接从两方面入手：

]

其一，根据各自的接口要求，先将数控与驱动单元，MMC，PLC三部分分别连接正确：

（1） 源模块X161种9，112，48的连接；驱动总线和设备总线；最右边模块的终端电阻（数控与驱动单元）。

（2）MMC及MCP的+24V电源千万注意极性（MMC）。

（3）PLC模块注意电源线的连接；同时注意SM的连接。

其二，将硬件的三大部分互相连接，连接时应注意：

（1） PI和OPI总线接线一定要正确。

（2） CU或NCU与S7的IM模块连线。

2．检查

在正确完成所有机械的和电气的安装工作后即可进行通电，调试工作；而首先要做的就是开机准备工作，它可确保控制系统及其组件启动正常，并满足EMC检测条件

全部系统连线完成后需要做一些必要的检查，内容如下：

·屏蔽：

（1）确保所使用的电缆符合西门子提供的接线图中的要求；

（2）确保信号点栏屏蔽两端都与机架或机壳连通。

     对于外部设备（如打印机，编程器等），标准的单端屏蔽的电缆也可以用。

但一旦控制系统进行正常运行，则应不接这些外部设备为宜；如一定要接入，则连接电缆应两端屏蔽。

·EMC（Electromagnetic Compatibility）检测条件：

（1） 信号线与动力线尽可能分开远一些；

（2） 从NC或PLC出发的活到NC或PLC得线缆应使用SIEMENS提供的电缆；

（3） 信号线不要太靠近外部强的电磁场（如点机和变压器）；

（4） HC/HV脉冲回路电缆必须完全与其他所有电缆分开敷设；

（5） 如果信号线无法与其它电缆分开，则应走屏蔽穿线管（金属）；

（6） 下列距离应尽可能小：

——信号线与信号线

——信号线预辅助等电位端

——等电位端和PE（走在一起）

·防护ESD（Electromaqnetic Sensitive Device）组件检测条件：

（1） 处理带静电模块时，应保证其正常接地；

（2） 如避免不了接处电子模块，则请不要触摸模块上组件的针脚或其他导电部位；

（3） 触摸组件必须保证人体通过放静电装置（腕带或胶鞋）与大地连接；

（4） 模块应北方旨在导电表面上（放静电包装材料如导电橡胶等）；

（5） 模块不应靠近VDU，监视器或电视机（离屏幕勿近与10cm）；

（6） 模块不要与可充电的电绝缘材料接触（如塑料与纤维织物）；

（7） 测量的前提条件

——测量仪器接地

——绝缘仪器上的测量头预先放过电

（二）调试

l NC和PLC总清

由于是第一次通电，启动，所以有必要对系统做一次总清或总复位。

1．NC总清

NC总清操作步骤如下：

·将NC启动开关S3―→“1”;

·启动NC，如NC已启动，可按一下复位按钮S1;

·待NC启动成功，七端显示器显示“6”，将S3―→“0”；NC总清执行完成      

   NC 总清后，SRAM内存中的内容被全部清掉，所有机器数据（Machine Data）被预置为缺省值。

  2．PLC总清

   PLC总清操作步骤如下：

     ·将PLC启动开关S4―→“2”;=〉PS灯会亮；

     ·S4―→“3”并保持3秒等到PS等再次亮；=〉PS灯灭了又再亮；

     ·在3秒之内，快速地执行下述操作S4：

“2”―→“3”―→“2”；=>S灯先闪，后又亮，PF灯亮（有时PF等不亮）；

     ·等PS和PF等亮了，S4―→“0”;=>S和PF灯灭，而PR灯亮。

   PLC总清执行完成，PLC总清后，PLC程序可通过STEP7软件传至系统，如PLC总清后屏幕上有报警可作一次NCK复位（热启动）。

l 开机与启动

  第一次启动后，NCU状态显示（一个七段显示器及一个复位按钮S1两列状态显示灯及两个启动开关S3和S4。

（如下图）

  在确定S3和S4均设定位“0”，则此时就可以开机启动了，经过大约几十秒钟，当七段显示器显示“6”时，表明NCK上电正常；此时，“+5V”和“SF”灯亮，表明系统正常；但驱动尚未使能，而PLC状态泽“PR”灯亮，表明PLC运行正常。

  ·MMC:

MMC的启动时通过OP显示来确认的，如果是MMC100.2，在启动的最后，在屏幕的下面会显示一行信息“Wait For NCU Connection：

×× Seconds”如MMC与NCU通讯成功，则SINUMERIK 810D/840D的基本显示会出现在屏幕上，一般是“机床”操作区，而MMC103,由于它是可以带硬盘的，所以在它的背后也有一个七段显示器，如MMC103启动成功后它会显示一个“8”字。

  ·MCP:

在PLC启动过程中，MCP上的所有灯饰不停闪烁的，一旦PLC成功启动，且基本程序状如则只有在OB1种调用FC19或FC25，那么MCP上的灯不再闪烁，此时MCP即可以使用。

  ·DRIVE SYSTEM:

只有NC,PLC和MMC都正常启动后，最后考虑驱动系统。

首先必须完成驱动的配置，对于MMC100.2，需借助于“SIMODRIVE 611D”Start-up Tool软件，而MMC103可直接在OP031上做，然后用PLC处理相应信号即可。

  这样，系统再启动后，SF灯应灭掉。

元素 类型 含义 

复位S1 按钮 出发一个硬件复位；控制和驱动复位后完整重起。

NMI S2 按钮 对处理器发出触发和NMI请求，NMI—非屏蔽中段 

S3 旋转开关 NCK启动开关位置0：

正常启动位置1：

启动位置（缺省值启动）为值2…7：

预留 

S4 旋转开关 PLC模式选择开关位置0：

PLC运行位置1：

PLC运行P位置2：

PLC停止位置3：

模块复位 

H1（左列）显示灯 显示灯 +5V：

电源电压在容差范围内时亮NF:

NCK启动过程中，其监控器被触发时，此灯亮CF：

当COM监控器输出一个报警时，此灯亮CB:

通过OPI接口进行数据传输，此灯亮CP:

通过PC的MPI接口进行数据传输时，此灯亮 绿灯红灯红灯黄灯黄灯

H2（右列）显示灯 显示灯 FRLC运行状态PSLC停止状态FF:

当PLC监控器输出一个报警时：

此灯亮；当PLC监控器输出一个报警时：

所有4个灯都亮FFOLC强制状态-：

NCU571-573未用，复位时短暂亮NCU573.2LC DP状态在CPU315 2DP上此灯有“BUSF”的标记·灯灭：

DP未配置或者配置了但所有的从站未找到·灯闪：

DP配置了，但一个或一个以上的从站丢失·灯亮：

错误（例如：

总线近路无令牌通行） 绿灯红灯红灯黄灯黄灯

H3 七段数码管 软件支持输出的测试和诊断信息。

启动完成后，正常状态显示“6” 

840D NCU模块控制和显示元素

l 数据备份

   在进行调试时，为了提高效率不做重复性工作，需对所调试数据适时地做备份。

在机床出厂前，为该机床所有数据留档，也需对数据进行备份。

  SINUMERIK 810D/840D的数据分为三种：

NCK数据

                                     PLC数据

                                   MMC数据

有两种数据备份的方法：

1.系列备份（Series Start-up）:

特点：

（1）用于回装和启动同SW版本的系统

（2）包括数据全面，文件个数少（*.arc）

      （3）数据不允许修改，文件都用二进制各式（或称作PC格式）

种的DATA）

  特点：

（1）用于回装不同SW版本的系统

（2）文件个数多（一类数据，一个文件）

      （3）可以修改，大多数文件用“纸带格式：

即文本格式”

做数据备份需以下辅助工具：

    ·PCIN软件

    ·V24电缆（6FX2002-1AA01-0BF0）

    ·PG740（或更高型号）或PC

※ 由于MMC103可带软驱，硬盘，NC卡等；它的数据备份更加灵活，可选择不同的存储目标，以其为例介绍具体操作步骤：

·数据备份

（1）在主菜单中选择“Service”操作区；

（2）按扩展件“｝”―→“Series Start-up”选择存档内容NC,PLC,MMC并定义存档文件名；

（3） 从垂直菜单中，选择一个作为存储目标：

V.24    ―→指通过V.24电缆船只外部计算机（PC）；

PG      ―→编程器（PG）；

Disk    ―→MMC所带的软驱中的软盘；

Archive ―→硬盘；

NC Card ―→NC卡。

     选择其中V.24和PG时，应按“Interface”软件键，设定接口V.24参数；

  （4）若选择备份数据到硬盘，则:

“Archive”（垂直菜单）―→“Start”.

·数据恢复

MMC103的操作步骤（从硬盘上恢复数据）：

      a:

“Service”；

      b:

扩展键“｝”；

      c:

“Series Start-up”；

      d:

“Read Start-up Archive”（垂直菜单）；

      e:

找到存档文件，并选中“OK”；

      f:

“Start”（垂直菜单）；

   无论是数据备份还是数据恢复，都是在进行数据的传送，传送的原则是：

   一．永远是准备接收数据的一方先准备好，处于接受状态；

二．两端参数设定一致。

第三讲  编程

l 坐标系

1．工件坐标系

  工件零点是原始工件坐标系的原点

  直角坐标：

用坐标所达到这个点来确定坐标系中的点

  极坐标：

用半径和角来测量工件或工件的一部分

2．绝对坐标：

所有位置参数与当前有效原点相关，表示刀具将要到达的位置

  增量坐标：

如果尺寸并非项对于原点，而是相对于工件上的另一个点时，就要用增量坐标。

用增量坐标来确定尺寸，可以避免对这些尺寸进行转换。

增量坐标参照前一个电的位置数据，适用于刀具的移动，是用来描述刀具移动的距离

3. 平面：

   用两个坐标轴来确定一个平面，第3个坐标轴与该平面相垂直，并确定刀具的横切方向。

编程时，要确定加工面以便于控制系统能准确计算出刀具偏置值。

  平面           标识              横切方向

G17            X/Y                  Z

G18            Z/X                  Y

G19            Y/Z                  X

4.零点的位置

在NC机床上可以确定不同的原点和参考点位置，这些参考点：

·用于机床定位

   ·对工件尺寸进行编程    

它们是：

M=机床零点

A=卡盘零点，可以与工件龄点重合（值用于车床）   

W=工件零点=程序零点                                       

B=起始点，可以给每个程序确定起始点，起始点是第一个刀具开始加工的地方  

R=参考点，用凸轮和测量系统来确定位置，必须先知道到机床零点的距离，这样才能精确设定轴的位置：

·建立坐标系                                                     R

     1．带机床零点M的机床坐标                       X       B

2．基础坐标系（也可以使工件坐标系W）                           

3．带工件零点W的工件坐标系                                       

4．带当前被一懂得工件零位Wa的

     当前工件坐标系                          M       A   W    Z

l 轴的确立

编程时，通常用到以下轴：

机床轴：

可以在机床数据中设置轴的识别符，识别符：

X1、Y1、Z1、A1、B1、C1、U1、V1、AX1、AX2等；

通道轴：

所有在一个通道中移动的轴，识别符：

X、Y、Z、A、B、C、U、V

几何轴：

主要轴，一般有X、Y、Z；

特定轴：

无需确定特定轴之间的几何关系，如转塔位置U、尾座V；

路径轴：

确定路径和刀具的运动，该路径的被编程进给率有效，在NC程序中用FGROUP来确定路径轴；

同步轴：

指从编程的起点到终点移动同步的轴 ；

定位轴：

典型定位轴由零件承载、卸载的加载器，刀库/转塔等，标识符：

POS,POSA,POSP等

指令轴（运动同步轴）：

由同步运动的指令生成指令轴，它们可以被定位，启动和停止，可与工件程序完全不同步。

指令轴是独立的插补，每个指令轴有自己的轴插补和进给率

连接轴：

指与另一个NCU箱连接的实际存在的轴，它们的位置会受到这个NCU的控制，连接轴可以被动态分派给不同的NCU通道

PLC轴：

通过特定功能用PLC对PLC轴进行移动，它们的运动可以与所有其他所有的轴不同步，移动运动的产生于路径和同步运动无关；

·几何轴，同步轴和定位轴都是可以被编程的。

·根据被编程的移动指令，用进给率F，使轴产生移动。

·同步轴与路径轴同步移动，并用同样的时间移动所有的路径轴。

·定位轴移动与所有其它轴异步，这些移动运动与路径和同步运动无关。

·由PLC控制PLC轴，并产生与其他所有轴不同步的运动，移动运动与路径和同步运动无关

l 编程语言

·编程地址与含义

          地址                   含义

N                     程序编号的地址

10                    程序段编号

G                     预备功能

X,Y,Z                 位置数据 插补参数

F                     进给

S                     主轴速度

T                     刀具编号

D                     刀具偏置编号

M                     杂用功能

H                     辅助功能

·数据类型 

  类型     含义                              数值范围

  INT      带正负号的整数                    ±（231-1）

  REAL     实数（带十进制的分数）            ±（10-300…100+300）

  BOOL     由代码确定1个ASSCII字符          0…255

  STRING   字符串，在[…]中的字符串，         0…255数值的序列

最多为200个字符

  AXIS     轴的名称（轴地址）                   通道上任意轴的名称

  FRAME    翻译，旋转，比例和镜像的几何参数

·指令：

1．G指令

  · G90:

参照挡墙坐标系原点，在工件坐标系中编制刀具运行点的程序。

    G91：

参照最新接近点，编制刀具运行距离程序。

GO:

快速移动使刀具快速定位，绕工件运动或接近换刀点

    G1:

刀具沿与轴，斜线或其他任何空间定位平行的置线移动。

    G2:

在圆弧轨迹上以顺时针方向运行

    G3:

在圆弧轨迹上以逆时针方向运行

    G4:

暂停时间生效  （F…以秒为单位； S…用主轴旋转次数确定时间）

G17:

无刀具半径补偿

G18:

刀具半径补偿到轮廓左侧

G19:

刀具半径补偿到轮廓右侧

G40:

解除刀具半径补偿

G41:

激活刀具半径补偿，刀具沿加工方向运行至轮廓的右边

G42:

激活刀具半径补偿，刀具沿加工方向运行至轮廓的左边

G53:

非模态接触，包括已编程的偏置

G54…G57:

调用第1到第4可设置零点偏置

G94:

直线进给率mm/分，英寸/分

G95:

旋转进给率mm/转，英寸/转

2．M指令

M0:

编程停止

M1:

选择停止

M2：

主程序结束返回程序开头

M30:

程序结束

M17:

子程序结束

M3:

主动主轴顺时针方向旋转

M4:

主动主轴逆时针方向旋转

M5:

主动主轴停止

M6:

换刀指令

3．其它

F:

进给率

S:

主动主轴的速度（单位：

rev/min）

T:

调用刀具

D:

刀具偏置号（范围：

1…32000）

第四讲  参数的设置

在NC调试中，参数的设置是其中重要的一部分，参数设置的主要内容未匹配机器数据（Machine Data）。

机器数据和设定数据分类表

区域 说明

从1000到1799 驱动用机床数据

从9000到9999 操作面板用机床数据

从10000到18999 通用机床数据

从19000到19999 预留

从20000到28999 通道类机床数据

从29000到29999 预留

从30000到38999 轴类机床数据

从39000到39999 预留

从41000到41999 通用设定数据

从42000到42999 通道类设定数据

从43000到43999 轴类设定数据

从51000到61999 编译循环用通用机床数据

从62000到62999 编译循环用通道类机床数据

从63000到63999 编译循环用轴类机床数据

l 机床数据设定

（1）通用MD（General）:

MD10000:

此参数设定机床所有物理轴，如X轴。

通道MD（Channel Specific）:

MD20000    -→设定通道名CHAN1

MD20050[n] -→设定机床所用几何轴序号，几何轴为组成笛卡尔坐标系的轴

MD20060[n] -→设定所有几何轴名

MD20070[n] -→设定对于此机床存在的轴的轴序号

MD20080[n] -→设定通道内该机床编程用的轴名

以上参数设定后，做一次NCK复位！

（2）轴相关MD（Axis-specific）:

MD30130    -→设定轴指令端口=1

  MD30240    -→设定轴反馈端口=1

  如此二参数为“0”，则该轴为仿真轴。

  此时，再一次NCK复位，这是会出现300007报警。

l 驱动数据设定

配置驱动数据，由于驱动数据较多，对于MMC100.2必须借助“SIMODRIVE  611D START-UP  TOOL”软件，而MMC103可直接在OP上进行，大致需要对以下几种参数设定：

Location:

设定驱动模块的位置

Drive:

设定此轴的逻辑驱动号

Active:

设定是否激活此模块

配置完成并有效后，需存储一下（SAVE）-→OK

此时再做一次NCK复位。

启动后显示300701报警。

这是愿位灰色的FDD,MSD变为黑色，可以选电机了；

操作步骤如下：

FDD-→Motor Controller-→Motor Selection-→按电机铭牌选相应电机-→OK-→OK-→Calculation

用Drive+或Drive-切换做下一轴：

MSD-→MotorController-→MotorSelection按电机铭牌选相应电机-→OK-→OK-→Calculation最后-→Boot File-→Save BootFile-→Save All,再做一次NCK复位。

至此，驱动配置完成，NCU（CCU）正面的SF红灯应灭掉，这时，各轴应可以运行。

最后，如果将某一轴设定为主轴，则步骤如下：

（1）先将该轴设为旋转轴：

MD30300=1

MD30310=1

MD30320=1

（2）然后，再找到轴参数，用AX+,AX-找到该轴：

MD35000=1

MD35100=XXXX

MD3511