实验一数控系统的基本原理、组成与RS-SY-802CBL操作编程一、实验目的：1、了解数控系统的特点、基本组成和应用。
2、了解数控系统常用部件的原理及作用。
3、熟悉数控系统综合实验台，了解数控系统综合实验台的连接和基本操作。
4、了解数控系统的基本操作5、了解数控系统的基本编程二、实验设备：1、RS-SY-802CBL数控机床综合实验系统三、实验必备知识：（一）数控系统的基本原理和组成数控技术是传统的机械制造技术、液压气动技术、传感检测技术、现代控制技术、计算机技术、信息处理技术、网络通讯技术的集成，是制造自动化的关键基础。
数控系统一般由输入输出装置、数控装置（或数控单元）、主轴单元、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、测量装置组成如图1所示。
图1 数控系统的组成（1）输入输出装置输入输出装置主要用于零件加工程序的编制、存储、打印和显示或是机床的加工的信息的显示等。
简单的输入输出装置只包括键盘和若干个数码管，较高级的系统一般配有CRT显示器和液晶显示器。
一般的输入输出装置除了人机对话编程键盘和CRT显示器外，还有磁盘等。
（2）数控装置数控装置是数控系统的核心，这一部分主要包括微处理器、存储器、外围逻辑电路及与数控系统其它组成部分联系的接口等。
其原理是根据输入的数据段插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件（伺服单元、驱动装置和机床），加工出所需要的零件。
因此，输入、轨迹插补、位置控制是数控装置的三个基本部分。
（3）伺服单元和驱动装置伺服单元接受来自数控装置的进给指令，经变换和放大后通过驱动装置转变成机床工作台的位移和速度。
因此伺服单元是数控装置和机床本体的联系环节，它把来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。
根据接受指令的不同伺服单元有脉冲式和模拟式之分，而模拟式伺服单元按电源种类又分为直流伺服单元和交流伺服单元。
驱动装置把放大的指令信号变成为机械运动，通过机械连接部件驱动机床工作台，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图纸要求的零件。
与伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。
伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置。
从某种意义上说，数控机床功能强弱主要取决于数控装置，性能的好坏主要取决于伺服驱动系统。
（4）可编程控制器可编程控制器（PC，Programmable Controller）是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。
由于最初研究这种装置的目的，是为了解决生产设备的逻辑及开关量控制，故也称为可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）。
当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称为可编程逻辑机床控制器（PMC，Programmable Machine Controller）。
PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作，没有轨迹上的具体要求，它接受数控装置的控制代码M（辅助功能）、S（主轴转速）、T（选刀、换刀）等顺序动作信息，对其进行译码，转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一些辅助动作；它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床动作，另一方面将指令送往数控装置用于加工过程的控制。
（5）主轴驱动系统主轴驱动系统和进给伺服驱动系统有很大的差别，主轴驱动系统主要是旋转运动。
现代数控机床对主轴驱动系统提出了更高的要求，这包括有很高的主轴转速和很宽的无级调速范围等，为满足上述要求，现在绝大多数数控机床均采用鼠笼式感应交流异步电动机配矢量变换变频调速的主轴驱动系统（6）测量装置测量装置也称反馈元件，通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给数控装置，与指令值比较产生误差信号以控制机床向消除该误差的方向移动。
此外，由测量装置和数显环节构成数显装置，可以在线显示机床坐标值，可以大大提高工作效率和工件的加工精度。
常见测量装置有光电编码器、光栅尺、旋转变压器等。
按有无检测装置，CNC系统可分为开环与闭环数控系统，而按测量装置的安装位置又可分为闭环与半闭环数控系统。
开环数控系统的控制精度取决于步进电机和丝杠的精度，闭环数控系统的精度取决于测量装置的精度。
因此，测量装置是高性能数控机床的重要组成部分。
图3所示为802CBL数控系统基本构成；图4为802CBL数控系统接口图；图3 802CBL数控系统基本构成图4数控系统接口布局X3/X4/X5测量接口X100-X105开关量输入信号X20高速接口 X200-X201开关量输出信号主轴编码器信号X10手轮接口X2 RS232 通讯接口LED 显示灯S1设定开关X7驱动接口F1保险丝X1电源接口 急停开关接地螺钉（7）PLC输入输出装置802CBL采用西门子S7-200作为PLC输入输出装置，通过端口X100-X105可接48点PNP型开关量输入信号，通过端口X200-X201可接16点PNP型开关量输出信号，所有接口信号均展开到实验台上的开关量输入模块和开关量输出模块上，可以通过端子测量，也能通过单刀钮子开关进行模拟输入。
（二）SINUMERIK 802CBL 操作编程1、西门子SINUMERIK 802 SBL操作面板：NC键盘区（左侧）软菜单键垂直菜单键加工显示报警应答键返回键选择/转换键菜单扩展键回车/输入键区域转换键上挡键光标向上键上档：向上翻页键光标向下键上档：向下翻页键光标向左键光标向右键删除键（退格键）空格键（插入键）数字键上挡键转换对应字符字母键上挡键转换对应字符复位键主轴停键数控停止键快速运行叠加数控启动键X 轴点动键用户定义键 带LED 灯Y 轴点动键用户定义键 不带LED 灯Z 轴点动键增量选择键轴进给正 带LED 灯点动键轴进给100% 不带LED 灯回参考点键轴进给负 带LED 灯自动方式键主轴进给正 带LED 灯单段运行键主轴进给100% 不带LED 灯手动运行键主轴进给负 带LED 灯主轴正转主轴反转屏幕划分图中元素缩略图含义（1）当前操作区域MA 加工PA 参数PR 程序DI 通讯DG 诊断（2）程序状态STOP 程序停止RUN 程序运行RESET 程序复位（3）运行方式JOG 点动方式MDA 手动输入，自动执行AUTO 自动方式（4）状态显示SKP 程序段跳跃，跳步的程序段在其段号之前用一斜线表示，这些程序段在程序运行时跳过不执行DRY 空运行,轴在运行时将执行设定数据“空运行进给率”中规定的进给值ROV 快速修调，修调开关对于快速进给也生效SBL 单段运行M1 程序停止PRT 程序测试（无指令给驱动）1_1000 INC 步进增量（5）操作信息（6）程序名（7）报警显示行在有在NC或PLC报警时才显示报警信息（8）工作窗口工作窗口和NC显示（9）返回键软键菜单中出现此符号表明存在上一级菜单（10）扩展键出现此符号表明同级菜单中存在其他扩展菜单（11）软键（12）垂直菜单出现此符号时表明存在其他菜单功能（13）进给轴速度培率在此显示当前进给轴的速度倍率（14）齿轮级在此显示主轴当前的齿轮级（15）主轴速度倍率在此显示当前进给轴的速度倍率数控编程指令表地址含义赋值说明编程D 刀具刀补号0-9整数，不带符号用于某个刀具T的补偿值D…F 进给率0.001-99999.999 刀具/工件的进给速度，对应G94或G95，单位为毫米/分钟或毫米/转F…GG功能（准备功能字）已事先规定G功能按G功能组划分G…G0 快速移动1:运动指令(插补方式)模态有效G0X…Y…Z…G1 直线插补G1X…Y…Z…F…G2 顺时针圆弧插补G2X…Y…I…K…F…;圆心和终点G2X…Y…CR=…F…;半径和终点G2AR=…I…J…F…;张角和圆心G2AR=…X…Y…F…;张角和圆心G3 逆时针圆弧插补G3……;同G2G5 中间点圆弧插补G5X…Y…Z…IX=…JY=…KZ=…F…G33 恒螺距的螺纹切削S…M…;主轴转速G33 Z…K…;在Z向带补偿夹具攻丝G331 不带补偿夹具切削内螺纹SPOS=…;主轴处于位置调节状态G331 Z…K…S…; 在Z向不带补偿夹具攻丝,右旋螺纹或左旋螺纹通过螺距的符号确定:+: 同M3 -: 同M4G332 不带补偿夹具切削内螺纹—退刀G331…;同G331G4 暂停时间2:特殊运行,非模态G4 F…或G4 S…;自身程序段G63 带补偿夹具切削内螺纹G63 Z… F…S…M…RPL 在G258和G259时的旋转角 单位为度，表示在当前平面G17到G19中可编程旋转的角度 SF在G33中螺纹加工切入点 G33中螺纹切入角偏移量 SPOS主轴定位单位是度，主轴在给定位置停止（主轴必须在作相应的设定）STOPRE 停止解码 特殊功能，只有在STOPRE 之前的程序段结束以后才译码下一个程序段SP_T00L有效刀具切削沿整数D0到D9 SP_T00LNO有效刀具号整数T0-32000 SP_T00L P 最后编程的刀具号整数T0-32000四、实验内容1.熟悉802CBL 数控系统各个组成部件及其原理或作用。
2.了解802CBL 数控系统各个组成部件之间的连接，认清各个信号线来源和去向。
3.了解西门子802CBL 数控系统的基本操作。
4. 了解西门子802CBL 数控系统的基本编程指令。
五、实验步骤：1、回参考点操作步骤a.开机选择回参考点方式 ，此时操作画面上显示为b. 按住坐标方向键（按住不要松手，如果选择了错误的回参考点方向，则不会产生运动）当c.当操作界面上的 变为 时，此坐标回到参考点，松开坐标方向键d.依次按住其他坐标方向键,完成机床回参考点的操作e.选择另一种运行方式(如MDA 、ATUO 或JOG ）结束该功能2、创建新加工程序a.选择“程序”操作区，显示程序目录b.按动“新程序”键出现如下画面c.输入程序名（字母），按“确认”键d.输入新的加工程序六、思考题：1、802CBL循环有什么作用？（本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。
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