数字控制毕业论文

时间：2023-03-29 11:42:17 其他毕业论文我要投稿

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数字控制毕业论文范文

题目基于SIEMENS 802D数控实验平台的故障诊断技术研究
目录
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??内容提要 ……………………………………………………………4
??关键词 ……………………………………………………………4
??第一部分调试前的准备 …………………………………………4
??一、硬件介绍 ………………………………………………4
??二、软件介绍 ………………………………………………6
??
??第二部分 8O2D系统的硬件连接 …………………………………7
??一、系统各部件连接的示意图 ……………………………7
??二、PROFIBUS总线的连接 …………………………………7
??三、PCU与PP72/48和驱动器的连接 ………………………8
??四、机床控制面板的接线 …………………………………9
??五、计算机与系统的连接 …………………………………10
??
??第三部分系统的调试 ……………………………………………10
??一、系统的初始化 …………………………………………10
??二、PLC程序的上传/下载 …………………………………14
??三、报警文本的编辑及上传 ………………………………15
??四、驱动器的调试 …………………………………………16
??五、基本参数的设定 ………………………………………18
??六、回机床参考点 …………………………………………19
??
??第四部分报警分析及故障的排除 ………………………………21
??一、消除急停报警 …………………………………………21
??二、消除用户报警 …………………………………………22
??参考文献 ……………………………………………………………26
??附：实训总结 ………………………………………………………27
? 内容提要
??SINUMERIK 802D是一种具有免维护性能的操作面板控制系统，是西门子公司针对中国市场进行性价比优化的产品，其核心部件—PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体，具有无电池、风扇，免维护等特点。
??本论文主要以SINUMERIK 802D系统为例，以数控系统的组成及硬件的连接到其系统的调试、系统的初始化、PLC程序及报警文本的编辑，进一步到驱动器的调试，最后通过对机床通用数据和轴数据的设定以及消除机床的用户报警等，使机床的轴能够正常运动。
??
??关键词：数控系统调试用户报警故障诊断回零
??
??第一部分调试前的准备
??
??SINUMERIK802D sl 的调试可按下列步骤进行:
??系统的连接 – 正确的连接是系统调试顺利进行的基础。
??系统的初始化– 针对机床工艺的初始设定及显示语言、在线帮助等。
??PLC调试 – 首先使安全功能生效（如急停、硬限位等）以及操作功能生效。
??驱动器设定 – 驱动器固件升级、驱动器及电机参数自动配置。
??NC参数设定 – 设置控制参数、机械传动参数、速度参数等。
??
??一、硬件介绍
??1. 数控系统
??PCU板是整个系统的核心，它包括了PLC、CNC的控制、处理线路。
??802D数控系统能控制交流伺服电机和数字轴。
??数控系统由：HMC人机界面；NCK数控核心部分及PLC三部分组成，它们之间的关系如下图所示：
??
??2. 机床控制面板的认识
??机床控制面板背后的两个50 芯扁平电缆插座可通过扁平电缆与 PP72/48 模块的X111 X222 X333 三个I/O接口插座连接。即机床控制面板的所有按键输入信号和指示灯信号均使用 PP72/48 模块的输入输出点。
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??
??3. 个人计算机
??一台个人计算机是调试SINUMERIK 802D sl必不可少的工具。
?? 重要事项
??• 在调试802D sl时，必须保证机床电气柜的保护地与计算机的保护地共地。否则可能导致802D sl 或计算机的硬件损坏。
??• 802D sl的RS232通讯的标准设定为硬件握手协议，所以电缆应严格按图连接！
??4. 调试电缆
??（1）802D调试电缆：用于PLC编程软件（Programming Tool PLC 802）、通讯软件（WinPCIN）
??和文本管理器（Text Manager）的RS-232 通讯电缆。
??（2）驱动器调试电缆：用于驱动器调试工具软件SimoComU的RS-232通讯电缆。
??
??
?? 802D调试电缆驱动器调试电缆
?? 重要事项
??在调试 802D 或调试 611UE 驱动器时，个人计算机是必不可少的工具。且 RS-232 通讯电缆又是连接 802D 和 PC 机（或 611U 和 PC 机）的唯一途径。因此必须保证机床电气柜的保护地与计算机的保护地共地。否则可能导致 802D、611U或计算机的硬件损坏。
??5. 输入/输出模块
??在PP72/48接口模块上分别有：X111 X222 X333 三个I/O接口，提供 72个数字输入和 48个数字输出。每个模块具有三个独立的 50芯插槽，每个插槽中包括了24位数字量输入和16 位数字量输出（输出的驱动能力为 0.25 安培，同时系数为 1）。802D sl 系统最多可配置3块PP模块。
??X1接口接DC24V电压； X2接口接PROFIBUS总线接口； S1为总线上的开关。
??6. 驱动器
??驱动器由进线电源和电机模块组成，进线电源的作用是将380V的三相交流电源变成600V的直流电源，进线电源分为调节型电源模块（Active Line Module 缩ALM）和非调节型电源模块（Smart Line Module缩写为SLM）两种。无论选用ALM或SLM，均需要配写为置电抗器。SINAMICS 的电源模块、电机模块均需要24V直流供电。
??7. 总线
??西门子802D各系列数控系统是基于PROFIBUS总线的数控系统。总线由：数据线；地址线；控制线这三部分构成。
??作用：连接PCU与PP72/48和驱动器。
??注意：PCU611UE上的S1为ON，PP72/48上的S1为OFF。
??二、软件介绍
??1. TOOL BOX工具盒的安装
??在随系统提供的工具盒中提供了调试 802D 系统所需的全部软件工具和初始化文件。在调试开始前需将这些软件工具安装到个人计算机中。
??（1）各软件的含义
??讯软件 WinPCIN – 用于 802D与计算机之间的数据文件的传输
??文本管理器和工具盒 – 用于编写及安装 PLC报警文本
??PLC编程软件 Programming Tool PLC 802 – 用于编写 PLC应用程序
??PLC子程序库 – 用于简化 PLC应用程序的设计
??驱动器调试软件 SimoCom U – 用于设置及调试驱动器 611U
??注意的问题：
?? 在安装软件时如果电脑上已有802D，802C，802sL中的任一种时，应将其卸载掉，否则会导致软件安装不进去。
?? 如果有同种软件同时存在，则会出现高版本的软件覆盖低板本的软件，给调试带来困难，所以在调系统时应根据系统安装相应的软件。
??2. PLC
??西门子802D的PLC控制部分是与NC系统共用一个CPU，PLC与CNC的信息传送在CNC内部实现，PLC与机床间的信息传送则通过CNC输入/输出接口电路实现。它的I/O模块PP72/48通过PROFIBS与802D相连，西门子的PLC是不能独立工作的，他只是CNC功能的扩展，不能独立使用。
??
??第二部分 8O2D系统的硬件连接
??
??西门子802D数控系统电气控制线路连接：
?? 实训目的：1.了解数控系统各接口的功能及硬件连接。
?? 2.学会使用工具软件的安装及数控系统的操作。
?? 实训要求：1.实验台在通电状态，不允许随意拔或插系统连接插头。
?? 2.未经老师同意不允许接通实验台电源。
?? 实训内容：1.西门子802D数控系统介绍。
?? 2.西门子802D bl,802Dsl,802C数控系统硬件接口功能。
?? 3.数控系统的硬件连接。
?? 4.Tool box工具软件的安装。
??5.数控系统的面板操作
??西门子802D：最多4个轴，1主轴，1个通道，1个工作方式组
??一、系统各部件连接的示意图
??数控系统与I/O模块及驱动器通过PROFIBUS总线连接；PCU与计算机通过RS232电缆连接；机床控制面板与I/O模块通过50 芯扁平电缆连接。
??
??总线—紫色的线电机电源线——桔黄线编码器反馈线——绿色的线
??二、PROFIBUS总线的连接
?? SINUMERIK 802D sl 是通过 PROFIBUS 总线和 DRIVE CLiQ 总线与外设进行通讯的。总线的正确连接是非常重要的。
?? PROFIBUS 电缆的准备
??PROFIBUS 电缆应由机床制造商根据其电柜的布局连接。系统提供 PROFIBUS 的插头和电缆，插头应按照下图连接：
??
?? PCU为 PROFIBUS 的主设备，每个 PROFIBUS 从设备（如 PP72/48）都具有自己的总线地址，因而从设备在PROFIBUS 总线上的排列次序是任意的。PROFIBUS 的连接请参照下图。PROFIBUS 两个终端设备的终端电阻开关应拨至ON位置：
??
??PP72/48 的总线地址由模块上的地址开关S1 设定。第一块PP72/48 的总线地址为“9”（出厂设定）；第二块PP72/48 的地址应设定为“8”；第三块PP72/48 的总线地址应设定为“7”。
??
?? 应把PROFIBUS两头的终端电阻拨至ON，把中间的终端电阻拨至OFF。
??三、PCU与PP72/48和驱动器的连接
??1. PCU部件接口功能
??X4 3芯端子式插座（插头上已标明24V，0V和PE）
??X1和X2 高速驱动接口
?? X5 以太网插座
??X6 PROFIBUS总线接口（9芯孔式D型插座）
?? X8 RS232接口（9芯针式D型插座，连接图见1.4.调试工具
??X9 PS/2 键盘接口
?? X10 USB外设接口（保留）
?? 0X20 数字I/O高速输入输出接口（12芯端子插头）
??2. 通过总线连接
??接口说明：73.1—接DC24V（输入公共点） T72—驱动器就绪信号端 T63—脉冲使能端 T64—驱动器使能端 T52—温度报警端 X471—RS232接口。下图为 PP72/48 结构图：
??
??X1 24VDC电源 3芯端子式插头（插头上已标明24V，0V和PE）
??X2 PROFIBUS 9芯孔式D型插头
??X111, X222, X333 50芯扁平电缆插头（用于数字量输入和输出，可与端子转换器连接）
??S1 PROFIBUS地址开关
??4个发光二极管 PP72/48的状态显示：
?? 绿色 POWER: 电源指示
?? 红色 READY: PP 72/48 就绪；但无数据交换。
?? 绿色 EXCHANGE: PP 72/48 就绪；PROFIBUS数据交换。
?? 红色 OVTEMP: 超温指示
??四、机床控制面板的接线
??机床控制面板背后的两个 50 芯扁平电缆插座可通过扁平电缆与 PP72/48 模块的X111 X222 X333 三个I/O接口插座连接。即：机床控制面板的所有按键输入信号和指示灯信号均使用 PP72/48 模块的I/O点。按下表接：
??MCP 对应的按键
??
??X1201
?? 输入字节0 : 对应按键 #1 ~ #8
?? 输入字节1 : 对应按键 #9 ~ #16
?? 输入字节2 : 对应按键 #17 ~ #24
?? 输出字节0 : 6个对应于用户定义键的发光二极管
??
??X1202毕业论文参考网收集整理论文
?? 输入字节3：对应按键 #25 ~ #27
?? 输入字节4：对应进给倍率开关 (5 位格林码)
?? 输入字节5：对应主轴倍率开关 (5 位格林码)
?? 输出字节1 : 保留
??
??X1 – 接MCP 的X1201 X2 – 接MCP 的X1202
??X1021 端子1 – 接+24V X1021 端子10 – 接0V
??
??五、计算机与系统的连接
??使用RS232通讯电缆连接，电缆的接线按右图接线：
??
?? 良好的接地是系统稳定可靠运行的保证！
?? 每次把计算机与系统连接时，拔插时必须先断电！
??
??
??第三部分数控系统的调试
??
??一、系统的初始化
??802D系统在设定参数之前，一般需对系统进行初始化操作，这样可以使系统的工作数据区初始化，即：机床数据恢复出厂值（缺省值），其它刀具数据，零点偏移，设定数据等清空。
??如必要则需进行语言和在线帮助文本的安装；根据系统类型和工艺要求安装初始化文件，以上操作可通过RCS 802 工具进行，也可通过CF卡进行。
??1. RCS 802 工具介绍
??RCS 802 工具可用于802D sl 系统的的的各种NC 调试。
??为了简化802D SL 数控系统的调试，在802D SL 的工具盒中提供了车床、铣床等的初始化文件。
??2. 系统初始化的目的让系统知道控制的对象是车床还是铣床。
??3. 系统初始化的方法
??就是利用RCS 802工具软件或CF卡将所需的初始化文件传入802D系统中。系统的初始化操作即：系统方式1（缺省值启动）上电启动，启动完成之后系统也初始化完成。
??（1） 802D SL的初始化方法
??第一步：连接RS232通讯电缆
??第二步：机床侧：开机→ + →设置口令 →PLC [STEP7 连接]（对波特率.停止位.奇偶校验等进行设置）→连接关闭，如下截图所示：
??
??第三步： PC机侧：找到控制对象：
??开始→程序→RCS802并启动→settings →Tool box →controller →802D sl
??
??第四步：找到stup_M_arc:
??在Toolbox 802D sl中找到V01020001→Techno选择milling→点击Config _siemens →Plus就找到stup_M_arc了，
??
??第五步：让PC机与系统连接：选择[Extras] →[Connect]（正确设定通讯参数，并保持和802D sl系统中的设定一致），然后选择[OK]，建立连接. 再选择stup_M_arc点击鼠标右键，然后点copy ，这时当在左边菜单栏的最下边出现Control 802的时候说明计算机系统已经连接上了。
??第六步：把stup_M_arc粘贴Start_up archive(NC/PLC)中：
??在Control 802D 选择802D Data(A:)再点击Start_up archive(NC/PLC) →在显示区点鼠标右键，选择paste后，计算机就自动将初始化文件传到系统中去了。
?? 在中期点“确定”，然后在系统上重新输入密码即可。
?? 系统（NC）必须断电，然后再上电，初始化程序才能生效。
?? 在传送初始化程序时，机床会显示PLC程序运行。
??(2) 802D BL的初始化方法
??为了简化802D BL数控系统的调试，在802D的工具盒里提供车床/铣床的初始化文件。系统初始化时利用通讯工具软件WINPCIN将提供的标准的车床/铣床的初始化文件传入802D BL系统。
??第一步：连接RS232通讯电缆。
??第二步：侧：开机→ + →设置口令（输入SUN RISE）→数据输入/输出 →RS232设置→调整数据后选择[二进制形式] 然后[存储]，机床画面如下图所示：
??最后再进行 [数据选择]→试车数据PC→读入。
??
??第三步：侧：找到Stup_T_arc:
??C盘→Program Files→SIEMENS →Tool box 802D bL→V010004→fonfig→SIEMENS→Setup_T.
??第四步：开始→程序→WINPCIN →RS232 config（接口设定）→ Binary Format（二进制形式），正确设定通讯参数→Save（保存）→Save& Activate（保存并激活）→Back（返回） → Send Data（发送数据）→再选择Stup_T_arc →回车。传送结束后，802D的对话框会自动消失。
??
?? 注意!
?? 要传初始化文件时，必须把PLC中的“连接打开”。
?? 在802D BL的系统相初始化的过程中系统会自动反复启动几次，当802D的对话框消失后，初始化完成。
??(3) 802C的初始化方法
??第一步：连接RS232通讯电缆。
??第二步：侧：开机→转到区域转换键→诊断→调试→设定口令（SUN RISE）→确认→数据存储→确定→转到区域转换键→通讯→RS232设置通讯参数（二进制）→确认→试车数据→输入启动。
??第三步：侧：找techmill.ini.
??C盘→Program Files→SIEMENS →Tool box 802SC-bc→V040004→config→techmill.ini.
??第四步：开始→程序，然后就会出现 WINPCIN 的界面，如下面的截图：
?? 再选择 RS232 Config（接口设定）点击 Binary Format（二进制形式），正确设定通讯参数后点 Save（保存），再选择Save& Activate（保存并激活）然后点 Back（返回）→ Send Data（发送数据）最后找到techmill.ini按回车键。
?? 4. 注意事项
??(1) 机床侧的波特率，COM口等必须与计算机上的波特率相同，不然会导致数据的丢失。
??(2) 机床初始化必须设置口令密码“sunrise ” 或“evening ”，802D的0级～3级密码设定激活后可修改密码口令字。在激活后保护级会直保持，即使系统重新启动密码也不复位。直到删除密码操作后复位。
??(3) 数控系统和计算机侧应一律设置成为二进制形式。
??(4) 如果机床在缺省值上电之后，就是机床的初始化程序，则不必再传初始化程序了。
??(5) 传送的原则是：设备两端的“通讯参数”需设定一致，是准备接收数据的一方准备好，处于接收状态。
??(6) 接口电缆应先断电后再插/拔插。
??
??二、PLC程序的上传/下载
??1. PLC上传/下载的意义：PLC主要完成与逻辑量有关的功能，为机床的调整做好准备，方便了程序的监控及故障报警的消除等。数控机床出现的大部分故障都是通过PLC装置检查出来的。
??2. 方法
?? 侧：802D SL：开机→ALT+N→设置口令→PLC [STEP7 连接]（对波特率.停止位.奇偶校验.等进行设置）→连接关闭。
??802D BL：开机→ALT+N→PLC.设置通讯参数→连接关闭。
?? 机侧：802D SL；802D BL；802C在PC机侧的步骤基本是一样的。
??第一步：连接RS232通讯电缆。
??第二步：打开PLC程序软件，在开始程序里面找Tool box 802D→PLC 802 Librarg→进入车床/铣床的程序。
??第三步：单击“通讯”图标，对通讯参数进行设置，将远程地址设为2/3，单击右边的PLC 802D（PPI），如下截图所示：
??
??再设定“属性”（首地址设为0）和“选择”，然后双击“刷新”，并找与系统连接上的图标，与系统连接。当出现“下载成功”表示下载完成。
?? 3. 注意事项 PC机上的设定数据应与系统侧的通讯参数一致。
??计算机为上位机，PCU为下位机。
??
??4. 遇到的问题
??（1）双击刷新失败，计算机与系统不上。处理方法：通讯线未插好，良好的连接。
??（2）保存时程序无内容。处理方法：同时打开了两个PLC窗口，关掉一个即可。
??故障现象： PC机与系统连接不上
??分析及处理过程：经初检查系统上参数的设置即：波特率.COM口等与计算机上的参数是一致，且RS232通讯电缆连接正确，进一步拆开电缆的叉头发现里面的一根电缆线的焊头掉了。经正确的焊接后重新连接，系统与计算机可以正常通讯了。
??三、报警文本的编辑及上传
??SINUMERIK802D sl 报警系统提供了64 个PLC 用户报警。每个报警对应一个报警变量（与报警文本相关），每个报警对应一个设定报属性的机床参数MD14516。
??1. 报警文本上传的意义
??PLC报警文本是用户处理报警最有效的维修和诊断的手段只一，通过用户报警可以让操作者或维修者知道是哪块报警了，为诊断，维修，故障解除带来了很大的方便。
??2. 上传用户报警的方法（以西门子802D SL数控系统为例）：
?? 连接系统和计算机。
?? 侧：开机→ALT+N→调试文件→调试存档（NC/PLC）→回车，将光标放到“PLC用户报警”上→RS232（正确设定通讯参数）→存储→反回→接收。
?? 机侧：首先：建立一个报警文本。
??
??开始→程序→Toolbox 802D Base Line→V01.00.04→Text Manager→单击PROJ项目→New →输入新名称→点击G→选择(First Language英语)→点击C→选择(Second language 中文) →点击Create（创建）。
??其次：点击OEM（安装用户报警）→点击G -alcu.txt-设为First language →点击C- alcu.txt-设为Second language →点击Make Archive（创建）→点击Edit（修改、设置和编辑报警文本例如：700014 0 0 “*** 操作错误：机床运动过程中误打开电柜）→保存→点击Config Transfer，设置参数（应与系统保持一致）。
??
??最后：点击Start Transfer*.arc*（启动传输）→点击Start (开始传送数据)
?? 注意！
?? 安装系统的显示语言，会导致系统的用户报警文本恢复为出厂默认报警文本。所以应在显示语言安装之后，安装用户报警文本，（我们进行课题时，没有对系统语言进安装）
?? 电脑与系统上设定的通讯参数数据应一致。
?? 也可采用厂家本来提供的报警文本
??3. 遇到的问题毕业论文参考网收集整理论文
??（1）计算机上点击Start (开始传送数据)之后，显示无法与系统连接。
??处理方法：检查通讯的参数，及电缆线的正确连接，最终现由于机床上设定的路径错误，然后正确的设定路线。
??四、驱动器的调试
??驱动器调试的前提是当PLC应用程序正确无误且机床无报警后，即可进入驱动器的调试。驱动器调试步骤是：
?? 驱动器固件升级 – 确保驱动器各部件具有相同的固件版本。
?? 驱动器初始化 – 激活各驱动部件的出厂参数。
?? 驱动器配置 –读出驱动器连接的拓扑结构以及实际电机的控制参数，设定拓扑结构比较等级。
??802D sl 为简化驱动器SINAMICS S120调试专门设计了驱动调试向导，通过调试向导，可轻松实现驱动的调试。802D sl驱动器调试是在系统侧调试。
??1. 调试方法
??第一步：驱动器固件升级
?? 用 + 进入系统画面，进入[机床参数] →[驱动器数据] →选择[SINAMICS_IBN]→进入画面后选择[装载SINAMICS Firmware]如下图：→按[打开] ；选择 [全部组件] →然后按[启动]
??
?? 注意！
?? 启动驱动调试向导进行驱动调试之前，必须断掉驱动器的所有使能；对于带ALM 的驱动器，建议断掉驱动器的主电源。
?? 驱动器进线电源模块和电机模块上指示灯READY 以2Hz 的频率，绿/红交替显示，表示固件升级在进行中，升级过程在系统上的状态指示为：
??
??当系统出现提示：“成功结束装载后，给系统断电再上电，表示驱动器固件升级完成。
??第二步：驱动器初始化：
??进入驱动调试向导[SINAMICS_IBN] →选择[装载驱动出厂设置] →[打开]→选择[全部组件]→激活[启动]。
??当系统提示：“组件已设为出厂设置”，表示驱动器初始化完成，然后给 802D sl 及驱动器断电再上电。
??第三步：驱动器的配置：
??•自动读取驱动器配置的拓扑结构：
??进入驱动调试向导[SINAMICS_IBN] →选择[拓扑识别和确认(快速开机调试)]→[打开]→激活[启动]。当系统上有：300001报警，驱动器配置完成，断电再上电后即可消除。
??•设置置SINAMICS 拓扑结构比较等级：
??驱动器CU_I 参数P9，输入1；参数P9906，输入3；参数P9，输入0。
??驱动器参数P977，输入1–存储数据；当驱动器参数P977由“1”变为“0”时表示数据存储完成。然后给802D sl 及驱动器断电再上电。
?? 2. 注意事项在升级过程中系统和驱动不能断电！
??驱动调试结束后，应将拓扑结构比较等级设为最低！
??五、基本参数的设定
??修改机床参数的时候，在机床上先点击区域转换开关，然后打开诊断，再打开机床数据就可以直接改机床参数了。
??基本参数的设定
??1. 802Dbl
??通用数据： 14512[16]=0 轴数据： 30120 X=1 Z=1
?? 14512[18]=8 30130 X=1 Z=1
?? 14510[16]=1 30200 X=1 Z=1
?? 11240=3 30220 X=1 Z=2
?? 30230 X=1 Z=1
?? 30240 X=1 Z=1
??30110 X=1 Z=2
??2. 802D sl 系统基本参数的设定
??通用数据14510[16]= 1 车床 / 2 铣床
??轴数据： X1 Y1 Z1 SP A PLCx1
?? 30100 5 5 5 5 5 5
?? 30110 1 2 3 4 5 6
?? 30120 1 1 1 1 1 1
?? 30130 1 1 1 0 0 0
?? 30220 1 2 3 4 5 6
?? 30240 1 1 1 0 0 0
??
??802D sl控制面板按钮地址参数：
??UAR I0.6 -X I2.6
??JOG I0.7 +X I2.0
??REF I1.O -Y I2.5
??AUTO I1.1 +Y I2.1
??SINGLE I1.2 -Z I2.2
??MDA I1.3 +Z I2.4
??主轴正转 I1.6 进给保持 I3.2
??主轴停止 I1.5 急停 I6.0
??主轴反转 I1.4 主轴倍率 IB4
??循环启动 I3.0 复位 I3.1
??3. 参数设置时应注意的问题
??系统以经初始化；故障已经消除；驱动器调试已经完成；参数设定完后进给轴要能准够运动。
??六、回机床参考点
??数控机床断电后系统对坐标轴的位置记忆会自动遗失，因此机床开机首先进行回零操作：使机床各坐标轴回到某个固定位置点（机床坐标系零点）。回零是数控机床操作中最重要的功能环节之一，直接影响数控机床的各种刀具补偿、间隙补偿、轴向补偿以及其他精度补偿和零件加工质量。
??机床回参考点功能是全功能数控机床建立机床坐标系的必要手段，参考点可以设在机床坐标行程内的任意位置。（一般由机床家设定）。
??1. 工作原理
?? (1)零脉冲在参考点开关之外 (2) 零脉冲在参考点开关之上
??
??图中：
??Vc−寻找参考点开关的速度 (MD34020:REFP_VELO_SEARCH_CAM )
??Vm−寻找零脉冲的速度 (MD34040:REFP_VELO_SEARCH_MARKER)
??Vp−定位速度 (MD34070:REFP_VELO_POS)
??Rv−参考点偏移 (MD34080:REFP_MOVE_DIST + MD34090 REFP_MOVE_DIST_CORR)
??Rk−参考点设定位置 (MD34100:REFP_SET_POS[0])
??第一种回零方式
??有以下三个阶段：
?? 在回参考方式REF下，按轴移动键，轴正向加速至Vc，寻找减速开关，撞到减速回零开关后速度减速至零。
?? 然后轴以Vm所设定的速度反方向移动，在编码器的码盘上寻找零位脉冲，即（Z）。
?? 当和零脉冲同步后减速至Vp值，以Vp所设定速度移动定位参考点，在所给定允许的偏移范围内准确停下，定位距离由Rv的值决定，当屏幕上显示MD34100的坐标值，回参考点完成。
??第二种回零方式
??有以下三个阶段：
?? 在回参考方式REF下，按轴移动键，轴正向加速至Vc，寻找减速开关，撞到减速回零开关后速度减速至零。
?? 然后轴反向脱开挡块，再以Vm所设定的速度正向移动，在编码器的码盘上寻找零位脉冲，即（Z）。
?? 当和零脉冲同步后减速至Vp值，以Vp所设定速度移动定位参考点，在所给定允许的偏移范围内准确停下，定位距离由Rv的值决定，当屏幕上显示MD34100的坐标值，回参考点完成。
?? 注意！第一种回零方式机床只撞了一次挡块，找到零位脉冲的时候一直为“0”。
?? 第二种回零方式机床撞了两次挡块，找到零位脉冲的时候一直为“1”。
??2. 回参考点的作用
??在数控机床上需要对刀具运动轨迹的数值进行准确的控制，为了使系统在开机以后能够立即精确的识别机床零点，保证机床始终在统一的机床坐标系下工作，所以要使系统与进给轴同的位置测量系统进行同步，机床回参考点其实就是——建立机床坐标系。
??标准坐标系是右手笛卡儿坐标系。
??参考点因机床不同而不同，但一台机床制造时就已经确定下来了，一般不会更改。
??3. 机床回参考点的参数设定及操作方法
??在丝杠运行的全程内可能回有多个零脉冲产生，在这种情况下一般都需要有一定的硬件支持，除编码器或光栅以外，一般还需在坐标轴相应的位置上安装一硬件挡块与一行程开关，作为参考点减速开关。
??机床轴数据的设定：
??测量系统可分为增量测量系统和绝对测量系统。回参考点根据测量系统的不同，设定机床数据MD34200（回参考点方式）。
??相关的参数——轴数据：
??数据号数据名单位值数据说明
??34010 REFP_CAM_DIR_IS_MINUS - 0/1 返回参考点方向：0－正；1－负
??34020 REFP_VELO_SEARCH_CAM mm/Min * 检测参考点开关的速度
??34040 REFP_VELO_SEARCH_MARKER mm/Min * 检测零脉冲的速度
??34050 REFP_SEARCH_MARKER_REVERSE - 0/1 寻找零脉冲方向：0－正；1－负
??34060 REFP_MAX_MARKER_DIST mm * 检测参考点开关的最大距离
??34070 REFP_VELO_POS mm/Min * 返回参考点定位速度
??34080 REFP_MOVE_DIST mm * 参考点移动距离（带符号）
??34090 REFP_MOVE_DIST_CORR mm * 参考点移动距离修正量
??34092 REFP_CAM_SHIFT mm * 参考点撞块电子偏移
??34093 REFP_CAM_MARKER_DIST mm * 脱开撞块到第一个零脉冲的距离
??34100 REFP_SET_POS mm * 参考点（相对机床坐标系）位置
??
??操作方法
??启动NC系统，将工作方式置于手动JOG方式，将坐标轴移至合适的位置。
?? 按键将机床工作方式置于回参REF方式（NC系统启动以后即为回参JOG运行方式）。
?? 出现“回参考点”窗口：
??
?? 按坐标轴的“方向”键使机床回参考点（如果选错了回参考点方向，则不会产生运动），直到屏幕上出现参考点到达的标志，给每个坐标轴逐一回参考点。
??
??
??
?? 注意！毕业论文参考网收集整理论文
?? 参考点撞块的长度要根据 MD34020 定义的速度确定，既要求在该速度下碰到撞块后减速到“0”速时，坐标轴能停在撞块之上（不能冲过撞块）！
?? 如果选择了错误的回参考点方向，则不会产生运动。
?? “回参考点”只有在JOG方式下才可以进行。
??4. 减速开关的目的和作用
??一是在产生多个零脉冲的情况下识别具体哪一个零脉冲是参考点所需的零脉冲；二是在需低速精确识别零脉冲的附近以低速进给，其它时候可以以较高的速度运行节约时间。
??对于机床在进给全行程内就有一个脉冲的情况下，一般就可不需要减速开关。
??对802D而言，机床安装了只有一个零脉冲的光栅情况下没有安装减速开关时轴数据MD34000要设为“0”。其它情况下一般都把MD34000设定为“1”。
??5. 调试中遇到的故障及其解决的方法
??故障现象：通道1轴X1逼近考点失败
?? 通道1轴X1逼近考点失败
?? 通道1轴X1逼近考点失败
??分析及处理过程：由于调试的是802D sl床子，而该机床没有采用厂家提供的专用机床控制面板，用的是自制的拨动开关替代机床控制面板，在回零的时候没有注意开关的操作，而使得机床回零的动作不正常，导致的报警。
??处理方法：细致的分析机床回零的每一个动作，根据动作正确的操作。
??
??第四部分报警分析及故障的排除
??
??一、消除急停报警
??遇到报警，要根据故障现象、机床工作动作原理、数控系统工作原理、PLC程序来分析诊断故障。
??急停限位等一般为了安全都接的是常闭，在检查时应该放到系统的监控中，正常时应全为“1”。
??故障现象： 003000 急停报警
??分析思路：
??当机床出现 003000 急停报警的时候我们一般就查找PLC主程序中的网络2和网络3，急停报警就只与该网络2有关和网络3的FOV有关。E-KEY；T-72；SP STOP和T-48/T-63/T-64正常时都应该为“1”， HWL-ON和T-52正常时应该为“0”（如下图所标示：）FOV的地址正常时应该为一组数据，即：格林码。
??
??
??通过查看子程序ENG-STOP的网络2，如下截图：
??
??我们可以清晰的看出E-KEY和T-72正常时都应该为“1”， HWL-ON和T-52正常时应该为“0”。和ENG-STOP的网络4，如下截图：线圈M130.7正常时应该为“0”。
??
??还有子程序MCP-802D的网络10中的线圈M251.7（如下截图：）对应到主程序中就是网络3的FOV的地址正常时应该为格林码。
??
??处理方法：通过PLC程序的监控，观察各触点的动作，查找出由于哪些触点引起的故障，具体是以上哪个地址的问题，然后进一步通过查找地址表分析出现该故障的根本原因，然后正确处理。
??二、消除用户报警
??消除用户报警我们可以通过PLC程序来处理消除报警。通过其内部的故障号和故障信息，可以为设计人员提供重要的信息，以便进一步了解故障原因及出错地点。所以：一般应先从PLC程序监控中查找故障的原因。
??故障现象一：700016 驱动器未就绪报警。
??分析及处理过程：根据用户报警表可查得是V1600002.0，然后在PLC程序的交叉引用表中查出V16000002.0的线圈在子程序ENG-STOP的网络6中，打开子程序后找到该变量，如下截图：
??
??在PLC的监控的状态下观察控制该线圈的触点的动作，分析发现L2.1（T-72）正常，M130.2无动作，再次在交叉引用表中查出M130.2在子程序ENG-STOP的网络4中，如下图：
??
??
??进一步向上检查：发现是M130.0无动作，再近一步向上分析是由于L2.0的原因，通过符号表窗口得知对应的主程序就是急停E-KEY的地址端子无信号（如上图所示）。
??解决方法：给E-KEY外接一个高电平，“1”，让使能信号就绪。地址含义如下图所标示：
??
??
??故障现象二：700018 冷却电机过载报警
?? 700019 冷却液位过低报警
??分析及处理过程：根据用户报警表可查得是V16000002.2和V16000002.3。然后在PLC程序的交叉引用表中查出V16000002.2 和V16000002.3 在子程序COOLING的网络4中，通过监控发现L0.1和L0.2的常闭点都无动作，如下急截图所示：
??
??通过查看符号表发现是由于 Ovload 和 C-LOW 这两个地址无高电平的原因,要消除这两个报警必须让PLC中的冷却部分C-OVload和C-Low这两个信号置“1”.
??
??解决方法：在PLC主程序中给C-OVload和C-LOW这两个地址外接一个高电平“1”即可消除报警.或找到未用IB地址,将PLC中的冷却部分的C-OVload和C-LOW的信号置“1”,再重新上传PLC程序,报警解除。
??故障现象三：700024 机床控制面板故障报警:
??分析及处理过程:根据用户报警表可查得是V16000003.0；然后在PLC程序的交叉引用表中查出V16000003.0 在子程序MCP-802D的网络10中，如下图：
??
??通过监控发现LB4的常闭触点都无动作，再通过查看符号表和PLC主程序发现是FOV的地址没有设置正确,把进给倍率旋钮和主轴倍率旋钮接反了,而机床操作面板上又没有接主轴倍率旋.
??
??解决方法:正确的设定旋钮地址, 报警便自动解除.也可以给FOV的对应的地址外加一组格林码。
??故障现象四：700017超温报警：
??分析及处理过程: 根据用户报警表可查得是V16000002.1;然后在PLC程序的交叉引用表中查出V1600002.1在子程序ENG-STOP的网络6中，该线圈是由L2.2的常开触点控制的，通过符号表可以看出是主程序网络2中的的T-52的地址所导致的。（正常时应该为“0”）。
??
??解决方法:检查温度报警的开关是否损坏，如损坏则更换同一型号的新的开关即可。检查接线是否正确。要使系统能够正常工作只需给T-52的对应地址一个低电平保持“0”状态即可，报警便解除。

本课题的现实意义（500字左右）
在机械制造行业中，数控机床是一种主要的生产设备。数控机床在计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）中有着很重要的地位，它是机电一体化高新制造技术的技术基础和重要组成部分。所以它的正常工作对于整个生产很重要。而这就要求操作人员有相当的维护知识。而现在的操作人员掌握此技术的是凤毛麟角。有一些知识的人也大都是在实际工作中摸索出来的，知识并不系统。在这种情况之下，数控机床又不可能绝对没有故障，所以操作人员维护知识的提高就显得迫在眉睫。现在，很多学校开设了数控机床诊断与维护的课程，而实验设备更少得可怜。所以大多数学校以纸上谈兵为主。正是数控维修实验设备的缺乏，导致了维修人才培养无法进行或停留在纸上谈兵，严重制约了维修人才的培养，也制约了数控机床使用。也就是说，一旦数控机床有故障，哪怕是很简单的故障也会影响生产的正常进行。
数控设备的数控系统是其核心所在，它的可靠运行，直接关系到整个设备运行正常与否。也就是说，当数控系统故障发生后，如何迅速诊断的故障出处并解决问题使其恢复正常，是提高数控设备使用率的迫切需要。
文献综述（理论研究型课题需填写，各系可根据课题类型决定是否填写）（300字以上）
在国内进口数控系统中，Siemens系统仅次于Fanuc，约占25%，列第二位。Siemens 802系列是Siemens针对中国市场进行性价比优化的产品。系统具备中文界面的高质量显示面板，易于操作和编程；控制单元集成于一体，无电池、风扇，免维护等特点，适合于车间级加工应用。本文就西门子的Siemens 802D数控系统因人为误操作造成的软故障的现象，展开分析讨论并给出了相关的解决方案。虽然Siemens 802D系统的开发者宣称：“曾经使用过其他控制系统的操作人员可以快速轻松地适应操作”，但是熟悉Fanuc系统类型的加工人员如果不辨明两者的差别，操作中常常造成“假死”之类的软故障。
本课题要完成的主要内容（300字左右）
一、误操控故障
1. 主轴无法启动
现象：手动方式或自动方式下主轴不转。
2. 工作状态
现象：开机进入系统并解除报警，按下“总使能”键后，在“手动REF”（回零）方式按+Z、+X、+Y键均不能启动回零动作（有“复位”二字）；手动方式按 “主轴使能开”后，开主轴不转；手动X、Y、Z向移动工作台和主轴均不动作，屏幕出现“等待：缺少轴使能”字样。
单位设置问题毕业论文参考网收集整理论文
现象：据操作者反映，调程序加工时按下“循环启动”键，不能运行。光标停在程序N102行，提示错误信息：“010720 通道1程序段N102轴Y1软件限位开关”。
二、坐标及刀具参数设定
1. 用户坐标G54不能正确输入
现象：实际测量的工件零点坐标值输入第一用户坐标系G54后自动改变。输入G55~ G59都如此。
2. 刀偏设定
现象：自动存入的G54数值与实际值有偏差。
三、后处理与通讯传输问题
Siemens数控系统NC程序的格式比较特殊，程序代码的开始要添加一个文件头：
%__N__WORK001__MPF
; $PATH =/__N__MPF__DIR
程序中也不能直接用R指定圆弧插补的半径，给自动编程的后处理带来诸多不便。加工传输和运行前，系统提示无效文件或非法G代码，往往是程序格式问题。许多软故障与此有关。

完成本课题的方案及进度计划（500字左右）
一、误操控故障
    1. 主轴无法启动
    现象：手动方式或自动方式下主轴不转。
    分析与处理:检查主轴修调有效，S转速数值可以改变，但按正、反转启动键无效。重开总使能，再按下“主轴使能开”键钮，主轴开始转动。
    由于Sinumerik 802D上电进入系统后需要先开启总使能，再按“主轴使能开”才能启动主轴，而系统的 “主轴使能开”和“主轴使能关”两键没有标示，造成以上现象。有时按复位键解除某些故障或报警后，也会影响总使能和主轴使能，需要重新打开一次。自动加工方式，对于主轴带变频调速的机床，M03后必须指定转速S值，主轴才开动，这点应引起编程者注意。
    2. 工作状态
    现象：开机进入系统并解除报警，按下“总使能”键后，在“手动REF”（回零）方式按+Z、+X、+Y键均不能启动回零动作（有“复位”二字）；手动方式按 “主轴使能开”后，开主轴不转；手动X、Y、Z向移动工作台和主轴均不动作，屏幕出现“等待：缺少轴使能”字样。
    分析:复位系统，重启“总使能”；开电器柜检查各轴驱动保险，KA继电器等硬件均正常。后来才发现，系统竟然被人误设置成“程序测试”状态！屏幕信息如图1所示。
图1 面板信息与说明
    解决方法：换至自动方式，进入“程序控制”画面，按“PRT”键解除程序测试状态。同样，设置SKP（跳转），DRY（空运行），ROV（手动修调对快速有效）等操作类似。
    3. 单位设置问题
    现象：据操作者反映，调程序加工时按下“循环启动”键，不能运行。光标停在程序N102行，提示错误信息：“010720 通道1程序段N102轴Y1软件限位开关”。
N100    G54 G90
N102    M3    S1000            .
N104    G0 X54.9 Y—49.9
N106    Z29.3
…
    分析与处理:其他方式都正常，工作状态也非“程序测试”。加工程序是运行过合格的，并无被人删改。经过反复分析检查，核对用户坐标系G54时发现：X、Y的值及刀具半径单位都变成了英寸。换算可知：Y方向49.9 inch等于49.9×25.4 = 1267.46 (以下均为mm)，远远超过工作台宽度。公英制转换方法如下：
图2 公英制单位转换流程
二、坐标及刀具参数设定
    1. 用户坐标G54不能正确输入
    现象：实际测量的工件零点坐标值输入第一用户坐标系G54后自动改变。输入G55~ G59都如此。
    分析与处理：比较坐标值差发现：正好等于Basis（基本）坐标系的数值。例如：设基本坐标X10、Y20、Z30，实际测量工件零点：X-10、Y-20、Z-30，输入G54内变成：X-20、Y-40、Z-60。可见，工件零点存入G54之前，应按“零点偏移”按键将“基本坐标”清零，否则将包含基本坐标的偏移量。
    2. 刀偏设定
    现象：自动存入的G54数值与实际值有偏差。
    分析与处理：802D系统测量工件零点后，选坐标轴按“计算”键，可以自动存入G54。显示X和Y轴的数值，以及刀具偏置表中X、Y值始终与机床实际移动距离有偏差，但Z值相同。查基本坐标已清零。调出刀具表，第一把刀具（默认）半径不是0，被人改成3.696 ——正好等于G54 X、Y与测量坐标的差值。由于CAM自动编程多采取计算机补偿，加工前应当查对刀具半径是否设为零。拟改刀具半径出现“无存取权限”的警告，按组合键[Alt]+[N]，输入密码，将当前刀偏置零，G54也能正常输入了。另外，修改参数后最好存储数据一次。
三、后处理与通讯传输问题
Siemens数控系统NC程序的格式比较特殊，程序代码的开始要添加一个文件头：
%__N__WORK001__MPF
; $PATH =/__N__MPF__DIR
    程序中也不能直接用R指定圆弧插补的半径，给自动编程的后处理带来诸多不便。加工传输和运行前，系统提示无效文件或非法G代码，往往是程序格式问题。许多软故障与此有关。
    Sinumerik 802D系统配有RS232串行通信口，与计算机或ECU到ECU的数据交换非常方便。在进行程序传输特别是实时传输、实施加工时，注意以下几点，可以避免很多周折发生：
    （1）系统与PC机及通讯软件的传输口、波特率、数据位等参数的设定应保持一致，并与物理连接相符；
    （2）文件大小和格式必须符合系统要求。通讯有误再传时，系统提示：“不能重复传输”，需进入“程序管理”删除坏文件，再重新传输；毕业论文参考网收集整理论文
    （3）进行通讯时，切记不能带电拔插电缆；
    （4）边传边做的加工程序，只能以 .nc作扩展名。
    现象：进行边传边做加工，把整理好的程序用通讯软件传入系统，刚运行就发现刀具的下刀位置明显过低，急暂停。
    检查与分析：核对源文件的格式，正确。检查CNC系统与计算机通讯的硬件连接和参数设置，都没问题。用单步执行检查发现：原代码开头并无直接下刀的Z—10语句，甚至Z—1.0也没有。又怀疑载体软盘介质有错，换盘重拷贝再传，系统毫无接收外部程序的反应。按“循环启动”单步执行才发现，机床执行的是默认的内部同名程序（开头有G0 Z—10 语句），显然A盘程序并没有真正传过来。原来，加工程序放在软盘中受读取速度慢影响，不能进行边传边做！
    解决方法：删掉系统内的同名文件，将A盘文件拷至主机F:\ Siemens\NC目录内，重新传输成功，PC屏幕上程序行快速上移，传完有响铃提示。CNC系统出现加工程序名0001.REF和首行。
主要参考文献（不少于10篇）
《数控机床故障诊断与维修培训系统》
《数控机床故障诊断与维护》
《数控机床故障诊断技术》
《数控机床故障诊断与维修》
数《数控机床故障诊断与排除》
《机床数控技术与编程》
《西门子802D的操作说明书》
《西门子802D的报警说明书》
《西门子802D的编程说明书》
《数控编程手册》

指导教师意见

指导教师（签名）:
年月日

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