数控系统现场调试实战手册

第1章数控系统调试简明步骤/001


1.1初始调试简明步骤001


1.2基本硬件设置002


1.2.1伺服驱动器站号设置002


1.2.2I/O单元站号设置003


1.2.3NC内部数据(SRAM）初始化004


1.3开机参数设置及快捷设置005


1.3.1初始参数设置005


1.3.2快捷系统设置005


1.3.3基本开机参数设置007


1.3.4日期/时间设置008


1.4控制单元与PC的连接009


1.4.1以太网通信的设定009


1.4.2GX-DEVELOP的连接设定010


1.4.3GX-DEVELOP编程软件的参数设置011


1.5PLC参数设定012


1.6I/O检查与报警检查012


1.7手动操作确认014


1.7.1确认手轮运行功能014


1.7.2确认JOG运行014


1.7.3发生振动时的初始对策014


1.8原点设置015


1.9软限位的设定016


1.9.1概要016


1.9.2软限位设置详细说明018


1.9.3软限位Ⅰ018


1.9.4软限位Ⅱ018


1.9.5软限位ⅠB019


1.9.6软限位ⅠC019


1.9.7倾斜轴运行范围设置020


1.10减速核查020


1.10.1减速核查的功能020


1.10.2减速核查的方式020


1.10.3G0/G1的减速核查021


1.10.4反向运动时的减速核查022


1.10.5参数022


1.10.6注意事项023


1.11备份与恢复023


1.12开机后常见的故障报警及排除024


第2章实用PLC程序的编制/026


2.1初始设定026


2.1.1对急停信号的处理026


2.1.2对复位(RESET)信号的处理027


2.1.3对限位信号的处理027


2.1.4对速度倍率设定方式的选择027


2.1.5对制动器（抱闸）信号的处理028


2.2工作模式选择部分程序的编制028


2.2.1数控机床工作模式的分类028


2.2.2编制工作模式程序的注意事项028


2.2.3不同工作模式的状态029


2.3伺服轴运动控制030


2.3.1各伺服轴的点动正反转030


2.3.2手轮的使用和编程031


2.3.3快进功能的实现031


2.4运动速度的设定032


2.4.1切削进给速度的倍率调节和手动速度的设定032


2.4.2主轴速度倍率调节的PLC程序处理033


2.5数控功能的选择033


2.6对M、S、T指令的处理程序034


2.6.1对M指令的处理034


2.6.2对S指令的处理036


2.6.3对T指令的处理036


2.7主轴运行程序036


2.8报警程序的编制037


第3章PLC接口的功能和用法/039


3.1功能性接口Y接口的定义、功能和使用方法039


3.2输入型数据接口的定义、功能和使用方法079


3.3表示NC工作状态的X接口的定义、功能和使用方法088


3.4输出型数据接口的定义、功能和使用方法101


第4章数控车床的PLC程序编制/112


4.1数控车床刀架换刀的工作顺序112


4.2数控车床的换刀动作及指令113


4.2.1数控车床换刀动作的方式113


4.2.2刀架换刀动作启动信号113


4.2.3刀架换刀动作停止信号114


4.3换刀过程的其他问题114


4.3.1关于T指令的完成条件114


4.3.2相同刀号判断115


4.3.3面板选刀遇到的问题115


4.4关于液压卡盘的安全工作模式115


4.5液压尾顶的工作模式116


第5章数控机床刀库选刀换刀程序的编制/118


5.1刀库运动的基本知识118


5.1.1刀库运动基本术语118


5.1.2M70系统内置刀库的设置118


5.1.3刀库中的环形坐标系120


5.2换刀专用指令的功能及使用121


5.2.1换刀专用指令的基本格式121


5.2.2S.ATC K1 Rn Rm Mn——刀具号搜索指令122


5.2.3S.ATC K3 Rn Rm Mn——刀具交换指令122


5.2.4S.ATC K4 Rn RmMn——刀具交换指令125


5.2.5S.ATC K7 Rn Rm Mn——刀盘正转指令126


5.2.6S.ATC K8 Rn Rm Mn——刀盘反转指令127


5.2.7S.ATC K9 Rn Rm Mn——刀具号读取指令127


5.2.8S.ATC K10 Rn Rm Mn——刀具号写入指令128


5.2.9S.ATC K11 Rn Rm Mn——一次性写入全部刀具号指令129


5.2.10S.ROT K1 Rn Rm Mn——刀库旋转分度指令129


5.3斗笠式刀库换刀程序的编制131


5.3.1斗笠式刀库的基本特点131


5.3.2换刀指令的使用131


5.3.3换刀PLC程序的编制方法134


5.3.4换刀宏程序的编制方法134


5.3.5刀库换刀的安全保护139


5.3.6刀库换刀调试必须注意的问题140


5.4机械手刀库的换刀程序开发和调试140


5.4.1机械手刀库的工作特点140


5.4.2换刀宏程序及PLC程序的编制方法140


5.4.3刀库调试必须注意的问题143


5.5伺服电机刀库的选刀换刀144


5.5.1伺服电机刀库的优越性144


5.5.2伺服电机刀库的换刀流程145


5.5.3斗笠式伺服电机刀库的程序开发147


5.5.4机械手类型伺服电机刀库的程序开发148


5.5.5伺服电机刀库的运动控制方案148


5.5.6伺服电机刀库的控制设计方法148


5.5.7伺服电机刀库选刀原则149


5.6钻削中心的选刀换刀150


5.6.1关于钻削中心刀库150


5.6.2钻削中心换刀流程及换刀宏程序150


5.6.3注意事项151


5.6.4宏程序构建流程152


5.6.5NC系统上的几个概念153


5.7大直径刀具换刀程序开发中的应用153


5.7.1问题的提出153


5.7.2解决问题的思路153


5.7.3刀库初始化153


5.7.4刀具交换的流程判断154


5.7.5换刀宏程序154


5.7.6换刀程序1156


5.7.7换刀程序2157


5.7.8换刀程序3157


5.7.9总换刀宏程序 157


5.7.10主加工程序100（选刀、换刀分离）159


5.7.11主加工程序200 （选刀、换刀连续）159


5.7.12相关的PLC程序159


第6章PLC程序编制的基本技术要点/161


6.1PLC高速处理和主处理的区别与使用161


6.2多程序运行163


6.3计时器T、计数器C数值设置163


6.4PLC程序中使用的常数164


6.5通过PLC程序对部分参数的修改和设置164


6.6PLC程序与宏程序的接口164


6.7PLC专用指令165


第7章数控系统主要参数的功能及设置/166


7.1基本参数的功能及使用166


7.2轴规格参数183


7.2.1轴规格参数183


7.2.2回原点专用参数186


7.2.3绝对位置设定188


7.2.4第二类轴规格参数190


7.3伺服系统参数193


7.4主轴参数200


7.4.1主轴基本规格参数200


7.4.2E60系统主轴电机参数203


7.4.3M70系统主轴电机专用参数206


第8章伺服系统的调试/209


8.1负载惯量比的确定209


8.2速度环增益的设定211


8.2.1调整流程211


8.2.2调整操作步骤212


8.3共振频率的测定214


8.4陷波滤波器的使用214


8.4.1陷波滤波器的使用214


8.4.2滤波器共振频率的自适应跟踪功能216


8.5速度环前馈补偿的设定218


8.6抖动补偿219


8.7固定频率滤波器应用设置及振动分类219


8.8位置环增益220


8.9SHG控制（Smooth HighGain平滑高增益控制）220


8.10加工时间的最佳调整221


8.11紧急停止的设定223


8.11.1减速控制223


8.11.2垂直轴防落控制224


8.11.3垂直轴上拉控制229


8.12保护功能230


8.12.1过载检测230


8.12.2误差过大检测231


第9章数控系统回原点及坐标系的建立/232




9.1相对位置检测系统回原点方式232


9.1.1回原点的动作过程232


9.1.2相对位置检测系统回原点过程的相关术语233


9.2绝对位置检测系统的回原点方式235


9.2.1基准点方式回原点235


9.2.2碰压式回原点236


9.2.3碰压方式中的自动原点设置方式237


9.2.4绝对位置检测系统简易原点设置238


第10章数控系统的常用功能/239


10.1主轴换挡239


10.1.1主轴换挡过程简述239


10.1.2主轴换挡相关参数239


10.1.3主轴换挡相关的PLC接口信号241


10.1.4主轴换挡的PLC程序处理241


10.2PLC读写窗口244


10.2.1读写窗口的一般表述244


10.2.2控制数据组245


10.2.3读窗口245


10.2.4写窗口246


10.2.5负载表的制作247


10.2.6当前位置的读出样例251


10.2.7写入数据案例252


10.3PLC轴的使用方法253


10.3.1PLC轴的基本设置253


10.3.2PLC轴动作时序图257


10.3.3参考点DOG信号261


10.3.4手轮功能262


10.3.5PLC梯形图样例262


10.3.6相关参数263


10.4直接调用画面功能263


10.4.1直接调用画面功能简述263


10.4.2画面切换专用寄存器及其功能263


10.4.3PLC程序样例265


第11章全自动高精数控双面铣的控制技术开发/266


11.1全自动数控双面铣机床的主要配置和性能要求266


11.1.1全自动数控双面铣机床的主要配置266


11.1.2全自动数控双面铣机床的性能要求266


11.2加工程序的设计267


11.3程序的安全保护269


11.4加工精度误差及解决方案269


11.5数控系统的定制画面270


第12章中断功能在数控专用机床加快生产节拍上的应用/271


12.1专用数控机床的工作要求271


12.2启用M70的中断功能272


12.3启用手动自动同时有效功能272


12.4M70中使用手动定位模式的技术要点273


第13章多M指令的正确使用/275


13.1一般M指令的处理过程275


13.2对感应器运动的处理方法276


13.3解决问题的关键277


第14章伺服同期控制功能的调试及故障排除/279


14.1同期控制的基本概念279


14.2同期控制模式的构成279


14.3同期控制的实现281


14.4相关的参数283


14.5原点的设置284


14.5.1参数#1493对各运行模式的限制284


14.5.2手动挡块式回原点285


14.5.3绝对位置检测系统的原点确定288


14.6上电后的同期位置校正289


14.7同期误差显示289


14.8回原点过程中遇到的问题290


14.9机械精度误差的补偿290


14.10软极限引起的问题290


第15章高速高精度功能在模具加工中的应用/292


15.1高精度功能292


15.1.1前插补控制292


15.1.2最佳转角过渡速度控制294


15.1.3矢量精插补296


15.1.4前馈控制296


15.1.5圆弧入口/出口控制297


15.1.6S型滤波器控制298


15.1.7圆弧加工椭圆度误差补偿298


15.1.8入口/出口的平滑补偿298


15.2高速加工模式299


15.3高速高精度模式299


15.3.1高速高精度功能可以达到的速度300


15.3.2高速高精度特有的功能300


15.4高精度功能的调用301


15.4.1G61.1指令301


15.4.2G08指令302


15.5高速功能的调用302


15.6高速高精度功能的调用303


15.7高速高精度功能在加工中的应用305


15.7.1案例一305


15.7.2案例二306


15.7.3案例三307


15.7.4案例四308


15.7.5案例五310


15.8高速高精度功能设置参数汇总311


第16章数控系统建立绝对值检测系统的技术关键/313




16.1相对值检测系统与绝对值检测系统的区别313


16.2建立绝对值检测系统的必要条件314


16.3设置绝对值检测系统原点的方法314


16.3.1相对值检测系统回原点的原理和实际操作过程314


16.3.2绝对值检测系统建立原点的原理和过程315


16.3.3绝对值检测系统设定原点的实际操作315


16.3.4对绝对位置设定画面的解释316


16.4伺服同期绝对原点的设定316


第17章组合机床数控系统故障排除 /318


17.1故障案例一318


17.2故障案例二319


17.3故障案例三320


17.4故障案例四321


17.5故障案例五322


17.6故障案例六322


第18章数控系统在轧辊磨床改造上的应用/324


18.1基本配置324


18.2调试中的问题及故障排除325


18.2.1Z轴速度问题及对电子齿轮比的分析325


18.2.2插补速度的限制325


18.3磨削程序的结构326


18.3.1轧辊磨床的基本工作顺序326


18.3.2客户对加工程序的要求326


18.3.3加工程序的编制原则326


18.4加工程序中变量设置及使用327


18.4.1公共变量的设置327


18.4.2程序内部用变量328


18.5实用加工程序328


18.6PLC程序与加工程序的关系329


18.6.1当前磨削齿数的处理329


18.6.2加工圈数的显示329


第19章宏程序读取PLC信息特殊功能在专机上的应用/330


19.1问题的提出330


19.2三菱CNC特殊功能的应用330


19.2.1DDB功能的应用330


19.2.2对进给轴当前位置的处理331


19.2.3使用宏程序读取PLC程序中的相关信息331


19.3实用的主加工程序332


第20章巧用程序跳过功能实现加工程序的分支流程/334


20.1专用机床的交替循环工作要求334


20.2解决问题的对策334


20.3斜线可选程序跳过功能的实际应用335


20.3.1斜线可选程序跳过功能的启用335


20.3.2主加工程序的编制335


20.3.3交替调用上料程序的实现336


20.4实际效果337


第21章伺服参数对圆形工件形位误差的影响和调试/338


21.1加工圆形工件时出现的形位误差338


21.1.1铣内圆出现接痕及调整处理338


21.1.2对丢步或过冲的处理339


21.1.3对铣内圆时在A、B、C、D点出现台阶的进一步讨论339


21.2圆度误差在45 °方向达到最大的原因339


21.2.1实际加工案例339


21.2.2圆度误差在45°方向达到最大的原因340


21.3产生圆度误差的原因340


21.4提高加工精度的对策340


第22章宏程序变量转换的柔性加工系统技术研究/341


22.1专用连杆加工机床的工作要求341


22.2解决方案341


22.3PLC梯形图程序编制342


22.3.1利用GOT进行参数的预置和零件选择342


22.3.2根据加工零件选择加工参数的PLC梯形图编制342


22.4使用宏程序读取PLC程序中的相关数据343


22.4.1读取PLC程序中的相关数据的宏程序343


22.4.2实用的柔性主加工程序343


第23章数控冲齿机大小齿现象的消除及过载报警修正程序的技术开发/346


23.1大小齿问题的出现346


23.2大小齿的形状分布及成因分析347


23.2.1大小齿的形状分布347


23.2.2出现大小齿的原因分析347


23.3消除大小齿的对策347


23.3.1第一种解决方案347


23.3.2第二种解决方案348


23.4冲齿过程中的过载报警处理及修正程序348


23.4.1过载报警的发生348


23.4.2过载报警的处理方法348


23.4.3修正程序的开发和执行349


第24章主轴定位功能在大型进口卧式加工中心改造上的应用/350


24.1外置编码器进行主轴定位350


24.1.1故障一的判断与排除350


24.1.2故障二的判断与排除352


24.2接近开关进行主轴定位352


24.2.1接近开关定位方法352


24.2.2使用接近开关定位的要点354


第25章双系统功能在双刀塔车床改造中的应用/355


25.1具备双系统功能的数控系统硬件配置及功能355


25.1.1M70A具备的双系统功能355


25.1.2M70A数控系统硬件配置355


25.2系统的连接和相关参数的设置356


25.2.1双系统各轴的连接356


25.2.2开机后有关双系统参数的设定356


25.3与双系统功能相关的PLC程序357


25.4双系统功能在车床上的有关应用358


25.4.1平衡切削358


25.4.2双系统中的程序互相等待运行359


第26章NC configurator2软件的使用/361


26.1新建工程的设置361


26.2通信设置363


26.3读写参数364


26.4DNC传输以及标准RS232C传输的设置366


26.5特殊功能相关参数的集中设置367


26.6工具菜单的使用368


参考文献/370