机电一体化实训报告--

1西安广播电视大学综合实训报告（理、工、农、医用）年（季):2010春专业：数控技术（专）课程：机电一体化系统设计姓名：张军伟学号：10611014038342综合实训报告任务书一、课程性质、目的和任务“机电一体化系统综合实训”是中央广播电视大学数控技术专业（机电方向）的必修实践课之一。本实训环节是在课程试验的基础上，以机电一体化系统的硬件连接、控制原理、控制软件编制、安装调试与操作的综合实训。二、基本要求通过本课程的教学，要达到以下基本要求。1、了解控制对象的基本工作原理，及运动与动作特征；2、能够根据控制要求，正确地选择控制系统，并掌握其主要技术性能指标；3、掌握系统的硬件连接、安装、调试的基本方法，并能进行正确的操作与维护；4、掌握典型控制程序的编制方法，实现基本控制功能。同组人员：张育国指导教师：贾清健实验时间：2011.08成绩批阅时间：.3机电一体化系统综合实训报告一、实验目的1、熟悉HED—21S数控系统综合试验台各个组成部件的接口。2、读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间的连接。3、了解数控系统的调试运行方法。二、实训设备HED—21S数控系统综合实验台集成了数控装置、变频调速主轴及三相异步电机、交流伺服单元及交流伺服电机、步进电机及步进电机驱动器单元、测量装置、十字工作台组成.如图1所示。图1HED—21S数控系统综合实验台三、相关知识数控系统（内置PLC）、主轴控制回路、进给系统、十字工作台、电气控制部分、自动换刀装置、自动检测装置、自动刀架、输入/输出模块等。(图2）4图2CNC系统方框图1HED—21S数控系统综合实验台的基本操作开机步骤依次打开各电源开关：电气柜开关→操作面板开关[此时机床操作面板的电源灯亮（绿色）]→UPS→显示器→计算机主机，稍等片刻，出现选项[A，B]=[windows，dos]，选B，即DOS状态操作。在DOS提示符下键入：C：CDHNC-21T↓，再键入N↓，即自动进入数控车床教学系统软件平面[操作面板的驱动灯亮（绿色）]。（图3：实验台电源接线图）5图3实验台电源接线图2．继电器与输入/输出开关量（刀架运行控制继电器KA4闭合刀架正转+T-KM1断开实现安全互锁，同理刀架运行控制继电器KA5闭合刀架反转+T-KM2断开实现安全互锁。刀架运转继电器线圈正、反转线圈分别和相反方向的安全互锁继电器线圈并联，以防止短路事故发生。数控装置电源继电器KA9开关电源24V主电源输出控制，（图7）+P-CBD-SB1急停按钮，（图6）数控装置24V电源掉电。KA10是X轴私服模块（图12）电源控制继电器，KA10吸合X轴伺服模块得电。）图4继电器部分接线图6图5继电板部分接口图6输入开关量接线图和图2继电器板等其他接口结合实现数控系统的运转。7图7输出开关量接线图3．数控装置与手摇单元和光栅尺和图6结合实现手摇单元和光栅尺的功能运行。图8手摇单元接线图8图9数控装置与光栅尺连接4．数控装置与主轴的连接和图5结合实现主轴的运行控制。图10数控装置与主轴连接5．与数控装置XS31接口、24V电源连接实现Z轴电机的数控运行。9图11数控装置与步进驱动单元的连接6．数控装置与交流伺服单元连接至图a的R.S.T端子。接口部分按照接口号标规格，择适连接。实现数控装置对X轴的控制及信号反馈。图12数控系统与交流伺服单元的连接7．数控系统刀架连接至图a的U11V11W11端子。实现数控系统对刀架的运行控制。10图13刀架电动部分（2）系统软件用户界面的熟悉及基本操作注意：用F10键作为界面翻页的功能键，同时按下“Alt”与“X”键退出软件界面；数控系统开机后，应首先在系统软件的机床参数中设定直径或半径编程方式，我校数控车床均设定为直径编程方式。（3）操作面板的按键认识及基本操作（4）机床的复位与回零操作由于系统关机时，已按下操作面板上的“急停”开关，系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需左旋并拔起操作面板的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴的回参考点操作，所有轴回参考点后，即建立了机床坐标系。(5)点动移动操作及进给修调11将控制面板上的工作方式旋钮对齐“手动”方式，系统处于点动运行方式，在手动状态可以对刀位进行粗调定位。手按-X或+X、-Z或+Z键将产生连续的移动，若同时按下方向键区中间的黄色快进键，将以快进速度移动刀架；松开X或Z方向按键（指示灯灭），手动轴即减速停止。在点动进给时，进给速率为系统参数的“最高快移速度”的1/3乘以进给修调选择的进给倍率（5%、10%、30%、50%、70%、100%）。点动快速移动的速率为系统参数的“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。(6)步进移动操作与倍率选择例如，同学可练习将刀架位于CRT显示机床坐标（-100，-100）处（直径编程）。(7)刀位转换操作在手动状态，将操作面板上的刀位旋钮转到需要换刀的刀号上，按下“刀架开关”键，则刀架自动换刀，相应号数的刀将处于工作位置。(8)MDI（手动数据输入）运行操作12在主菜单下按F4（MDI方式）键，按F4键进入MDI功能子菜单。在MDI功能子菜单下按F6，进入MDI运行方式，命令行的底色变成了白色，并且有光标在烁，如图14所示。图14MDI运行这时可以从NC键盘输入并执行一个G代码指令段，即“MDI运行”。ø注意：自动运行过程中，不能进入MDI运行方式，可在进给保持后进入。MDI输入的最小单位是一个有效指令字。因此，输入一个MDI运行指令段可以有下述两种方法：a一次输入，即一次输入多个指令字的信息；b多次输入，即每次输入一个指令字信息。13在输入命令时，可以在命令行看见输入的内容，在按Enter键之前，发现输入错误，可用BS、光标移动键进行编辑；按Enter键后，系统若发现输入错误，会提示相应的错误信息。在输入完一个MDI指令段后，在自动方式或单段方式下按一下操作面板上的“循环启动”键，系统即开始运行所输入的MDI指令。如果输入的MDI指令信息不完整或存在语法错误，系统会提示相应的错误信息，此时不能运行MDI指令。在运行MDI指令段之前，如果要修改输入的某一指令字，可直接在命令行上输入相应的指令字符及数值。(9)超程与超程解除在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程（“超程解除”按键内红色指示灯亮）时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，操作方法如下：a松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”方式；b一直按压着“超程解除”按键；c在手动方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；d松开“超程解除”按键。若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。14ø注意：在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向及进给速度的控制，以免发生撞机。(10)急停及复位操作在自动加工过程，操作者若发现异常现象，可按下红色的“急停”键，则机床主运动、进给运动全部停止；若要解除急停报警，只需轻轻旋转“急停”键复位，切忌用力向上拔出“急停”键，否则该键易被拉断。(11)主轴控制在手动方式下，按一下“主轴正转”按键（指示灯亮），主电机以手动换档设定的转速正转，直到按压“主轴停止”或“主轴反转”按键。在手动方式下，按一下“主轴反转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速反转，直到按压“主轴停止”或“主轴主转”按键。在手动方式下，按一下“主轴停止”按键（指示灯亮），主电机停止运转。ø注意：“主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”这几个按键互锁，即按下其中一个（指示灯亮），其余两个会失效（指示灯灭）。在手动方式下，可用“主轴点动”按键，点动转动主轴。机床锁住禁止机床所有运动，在手动运行方式下，按一下“机床锁住”按键（指示灯亮），再进行手动操作，系统继续执行，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动15指令，所以机床停止不动。若弹起“机床锁住”按键（指示灯灭），则可解除机床锁住状态。(12)输入并编辑加工程序：在主菜单中按下F2（程序编辑键），再按下F10（▲），进入其子菜单中，新建一个文件进行编辑的操作步骤如下：a选择F2“选择编辑程序”菜单(图5.1.1)中，用▲、▼选中“磁盘程序”选项；b按Enter键，弹出对话框；c选择新文件的路径；d按Tab键将蓝色亮条移到“文件名”栏；e按Enter键进入输入状态（蓝色亮条变为闪烁的光标）；f在“文件名”栏输入新文件的文件名，如“O2000”；g按Enter键，系统将自动产生一个0字节的空文件；h光标进入编辑区，并可输入程序，并对程序进行编辑，最后按F4（保存文件），按F10（▲）返回主菜单。(13)加工程序的轨迹校验未运行的新程序在调入后最好先进行校验运行，正确无误后再启动自动运行。16程序校验运行的操作步骤如下：a选择要校验的加工程序；b按机床控制面板上的“自动”按键进入程序运行方式；c在程序运行子菜单下，按F3键，此时软件操作界面的工作方式显示改为“校验运行”；d按机床控制面板上的“循环启动”按键，程序校验开始；e若程序正确，校验完后，光标将返回到程序头，且软件操作界面的工作方式显示改回为“自动”；若程序有错，命令行将提示程序的哪一行有错。ø注意：校验运行时，机床不动作；为确保加工程序正确无误，请选择不同的图形显示方式来观察校验运行的结果。自动加工经实验指导老师确认已校验的程序正确后，方能进行自动加工。将控制面板上的工作方式旋钮对齐“自动”方式，系统处于自动运行方式，在自动加工状态下，选择加工程序后再按下“循环启动”键，就可进行自动加工。在自动加工期间，可分别进行程序单段、进给保持、取消运行、急停、复位等操作练习。17在操作面板上将加工方式旋钮转向“单段运行”位置，系统处于单段自动运行方式，程序控制将逐段执行；按一下“循环启动”按键，运行一程序段，机床运动轴减速停止，刀具、主轴电机停止运行；再按一下“循环启动”按键，又执行下一程序段，执行完后又再次停止。在自动运行，按一下机床控制面板上的“进给保持”按键，则暂停程序运行，并保留当前运行程序的模态信息。在自动运行暂停状态下，按一下机床控制面板上的“循环启动”按键，系统将从暂停前的状态重新启动，继续运行。在程序运行的过程中，需要中止运行，可在程序运行子菜单下，按F7（停止运行）键，再按“Y”键则中止程序运行，并卸载当前运行程序的模态信息。程序在非程序起点位置中止运行后，如要重新运行，需要重新对刀，并选择加工程序从程序头重新启动运行。(15)数控车床的维护与保养对数控车床进行维护保养的目的是延长其机械部件的磨损周期，延长器件的使用寿命，保证车床长时间稳定可靠第运行。一般需对数控车床的润滑系统、传动系统、数控系统、电器系统、防护系统等部分进行日常维护。维护保养要定时、定期，贵在坚持，责任到人。特别要求开机时要给机床运动部位加润滑油，实习结束前，应将机床床面彻底打扫干净，并再加润滑油。(16)数控车工的安全文明生产知识18操作员必须仔细阅读数控系统的说明书，熟悉车床的操作规程。为了确保安全文明生产，除严格遵守普通车床的安全操作规程外，在操作数控车床时特别应注意以下几点：①编好程序后，首先应空运行一次，确保走刀路径、进刀量、速度的正确，然后单段试加工以确保无误；②遇到紧急情况时，应迅速按下红色“急停”按钮，使机床立即停止运动。事故处理完毕，旋转“急停”按钮，会解除被关闭的功能，但所有输出功能必须重新启动；③如果超程，系统会显示超程报警，刀具运动停止，此时在手动方式下，使刀具向反方向移动，同时按下“超程解除”按键，可解除超程报警；④当数控系统报警时，操作人员不必惊慌，可查阅操作说明书进行处理。如解除不了，可请维修人员支援。注意对异常情况要及时处理，以防发生意外；⑤切记不要用硬物和脏手按面板，以防弄破面膜，使杂物和水进入；也不要太用力点按按键，以防按键操作失灵；⑥未经老师允许