【正文】 向點(diǎn)動(dòng)鍵：在手動(dòng)方式下按動(dòng)此鍵， X 軸向正方向點(diǎn)動(dòng)。按此鍵大于系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間值（缺省值為 秒）時(shí)，進(jìn)給軸倍率直接變?yōu)?50%。進(jìn)給軸倍率在 0%100%時(shí) LED 燈亮，降為 0%時(shí)（最小） LED 閃爍。 19）進(jìn)給軸倍率減少鍵（帶 LED）：按動(dòng)此鍵，進(jìn)給軸倍率減少。 17）進(jìn)給軸倍率 100%鍵：按此鍵大于系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間值（缺省值為 秒）時(shí)，進(jìn)給軸倍率直接變?yōu)?100%。 16）主軸倍率增加鍵（帶 LED）：按動(dòng)此鍵，主軸倍率增大。 倍率鍵 ： 15）進(jìn)給軸倍率增加鍵（帶 LED）：按動(dòng)此鍵，進(jìn)給軸倍率增大。 13）主軸停止鍵：按此鍵，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 11）手動(dòng)數(shù)據(jù)鍵：在此方式下手動(dòng)編寫程序，然后自動(dòng)執(zhí)行。 9）自動(dòng)方式鍵：按此鍵切換到自 動(dòng)加工方式，按照加工程序自動(dòng)運(yùn)行。 7）點(diǎn)動(dòng)方式鍵：按此鍵切換到手動(dòng)方式。 100，179。 1，179。該燈顯示不同的診斷狀態(tài)，正常狀態(tài)時(shí)閃爍頻率為 1： 1 4）急停開關(guān) 5） K1~K12 用戶自定義鍵（帶LED）：用戶可以編寫 PLC 程序進(jìn)行鍵的定義。 2） ERR（紅燈）：系統(tǒng)故障，此燈亮表示 CNC 出現(xiàn)故障。 18）數(shù)字鍵：用于數(shù)字輸入。 16）字符鍵：用于字符輸入，上檔鍵可轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)字符。 14）空格鍵：在編輯程序時(shí)，按此鍵插入空格。 12）回車 /輸入鍵：按此鍵確認(rèn)所輸入的參數(shù)或換行。 10）光標(biāo)向右鍵。 8）區(qū)域轉(zhuǎn)換鍵：按此鍵后立即回到主界面。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁 共 50 頁 6）光標(biāo)向上鍵 /向上翻頁（上檔）鍵。 4）刪除 /退格鍵：在程序編輯畫面時(shí)，按此鍵刪除（退格）清除前一字符。 2）返回鍵：返回到上一級(jí)菜單。見圖 21。 圖 11 西門子公司數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 2． 2 西門子 802C 數(shù)控系統(tǒng)的組成 基本面 板 西門子 802C 系統(tǒng)具有獨(dú)立的操作面板及 N C 部分，其顯著的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少 ， 系統(tǒng)與機(jī)床匹配更快速、更容易，簡單而友好的編程界面保證了生產(chǎn)的快速進(jìn)行，優(yōu)化了機(jī)床的使用。它具有 結(jié)構(gòu) 緊湊，高度集成于一體的數(shù)控單元，操作面板，機(jī)床操作面板和輸入輸出單元機(jī)床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少，系統(tǒng)與機(jī)床匹配更快速、更容易簡單而友好的編程界面，保證了生產(chǎn)的快速進(jìn)行，優(yōu)化了機(jī)床的使用 西門子 802C base line 集成了所有的 CNC、 PLC、 HMI、 I／ O 于一身可獨(dú)立于其他部件進(jìn)行安裝 等優(yōu)點(diǎn)。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 5 頁 共 50 頁 2 西門子 802C 數(shù)控系統(tǒng)的介紹 2． 1 西門子 802C 數(shù)控系統(tǒng)概述 SINUMERIK 802C base line 是在 SINUMERIK 802C 基礎(chǔ)上新開發(fā)的全功能說控系統(tǒng)，它可以控制 2 到 3 個(gè)伺服電機(jī)進(jìn)給軸和一個(gè)伺服主軸或變頻主軸，連接SIMODRIVE 611U 或 SIMODRIVE base SIMODRIVE 611U 或SIMODRIVE base line 時(shí)連接 1FK7 系統(tǒng)伺服電機(jī)。 該裝置也可以幫助科研技術(shù)人員進(jìn)一步了解數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)，同時(shí)也為技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)控車床系統(tǒng)的二次開發(fā)提供了必要條件。 該裝置可以使學(xué)生掌握數(shù)控車床系統(tǒng)控制原理、電氣設(shè)計(jì)方法、元 器件的 選擇、車床電氣安裝及調(diào)試、故障診斷維修、零件程序編制及圖形模擬加工過程等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)習(xí)效果。 數(shù)控人才的培養(yǎng)離不開實(shí)踐操作，而現(xiàn)今真正投入生產(chǎn)的數(shù)控設(shè)備價(jià)格一般都很昂貴，因此研究和開發(fā)一套用于經(jīng)濟(jì)適用的數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)臺(tái)就變得很有必要。 近年來各院校相應(yīng) 開出的數(shù)控專 業(yè) ,便從教 育的層面上反映 出社會(huì)的這種需 求 。 1． 3 本課題的研究背景 及意義 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 4 頁 共 50 頁 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步設(shè)社會(huì)生產(chǎn)力的不斷斷發(fā)展，以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造技術(shù)正以較快的速度逐步取代傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù) ,這已 成為當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù) 發(fā)展的趨勢(shì) 。 “十 二 五”期間，中國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展期，中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)面臨千載難逢的大好發(fā)展機(jī)遇 ，根據(jù)中國數(shù)控車床 以往 消費(fèi)數(shù)量，通過模型擬合，預(yù)計(jì) 到 2021 年數(shù)控車床銷售數(shù)量將達(dá) 18 萬臺(tái)，年均增長率為 達(dá) 16%以上 。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化上取得突破，中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)就有望從根本上實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)中國在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對(duì)滯后，國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒有形成品牌效應(yīng)。 長期以來，國產(chǎn)數(shù) 控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。 2021 年，中國數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量達(dá) 123,257 臺(tái)，數(shù)控金屬成形機(jī)床產(chǎn)量達(dá) 3,011臺(tái)；國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床擁有量約 50 萬臺(tái)，進(jìn)口約 20 萬臺(tái)。 2021 年，中國數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到 85756 臺(tái)，同比增 長 %，增幅高于金切機(jī)床產(chǎn)量增幅 個(gè)百分點(diǎn)，進(jìn)而使金切機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)到 %，同比增加 個(gè)百分點(diǎn)?！笆濉逼陂g，中國機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 3 頁 共 50 頁 原因是市場需求旺盛。 “十五”期間，中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)了超高速發(fā)展。它為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。 1． 2 我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及前景 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。 FMC 和 FMS 被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS 的基礎(chǔ)。 20 多年來，微處理器數(shù)控系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這就是第五代數(shù)控 （ MNC） ，然而后來也將 MNC也成為 CNC。 1970 年前后，美國英特爾公司開發(fā)和使用了微處理器。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計(jì)算機(jī)開始取代專業(yè)控制的硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)（ NC），數(shù)控的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)。以上三代都是采用專業(yè)控制的硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)，也稱 NC 系統(tǒng)。杜列克公司發(fā)明了帶有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，成為“加工中心”。 1959 年，電子行業(yè)研制出晶體管元件，因而控制系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板技術(shù)，跨入第二代。當(dāng)時(shí)，美國北密執(zhí)安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商帕森斯公司在制造飛機(jī)框架及直升飛機(jī)葉片輪廓用樣板時(shí)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)葉片輪廓的加工路徑進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，并考慮了刀具半徑對(duì)加工路徑的影響，使得加工精度達(dá)到了 。從此，數(shù)控機(jī)床在全世界得到了迅速發(fā)展。經(jīng)過三年的試用、改造與提高，數(shù)控機(jī)床于 1955 年進(jìn)入實(shí)用化階段，在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要的作用。 1952 年美國帕森斯公司和麻省理工學(xué)院在美空軍的委托下，合作研制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，完成了直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的加工。傳 統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線難以適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)要求。精度要求高的零件的加工，采用專業(yè)程度高的自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線就很不合適。 但是在產(chǎn)品加工中，單件、小批量生產(chǎn)的零件約占總量的 80%以上。產(chǎn)品加工過程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的重要措施 。 操作過程與實(shí)際生產(chǎn)接軌，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，不僅解決了學(xué)員培訓(xùn)費(fèi)用高的問題，而且更能體現(xiàn)仿真操作的真實(shí)性，使教學(xué)效果得到明顯提高。不僅可作為數(shù)控車床電氣故障的維修實(shí)訓(xùn)設(shè)備，也可作為數(shù)控車床的實(shí)際加工操作實(shí)訓(xùn)設(shè)備。 數(shù)控人才的培養(yǎng)離不開實(shí)踐操作，而現(xiàn)今真正投入生產(chǎn)的數(shù)控設(shè)備價(jià)格一般都很昂貴，因此研究和開發(fā)一套用于經(jīng)濟(jì)適用的數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)臺(tái)就變得很有必要。 近年來各院校相應(yīng) 開出的數(shù)控專 業(yè) ,便從教 育的層面上反映 出社會(huì)的這種需 求 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于西門子 802C 數(shù)控系統(tǒng) 開發(fā)數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)臺(tái) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2021 年 5 月XXX 07020434555 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 機(jī)械電子工程 XXX 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于西門子 802C 數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)臺(tái) 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步設(shè)社會(huì)生產(chǎn)力的不 斷斷發(fā)展，以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造技術(shù)正以較快的速度逐步取代傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù) ,這已 成為當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù) 發(fā)展的趨勢(shì) 。 數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中 的大量應(yīng) 用 ,使社會(huì)對(duì)能 熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作 ,編程及維 修的工程應(yīng)用人才的需 求量越來越大 。 然而這也向我們提出 了數(shù)控教學(xué)如何 培養(yǎng)適應(yīng)工程應(yīng)用的數(shù)控人才的問 題 。 本設(shè)計(jì)是基于西門子公司的 SINUMERIK 802C 數(shù)控 車床 實(shí) 訓(xùn) 臺(tái) 開發(fā)設(shè)計(jì)， 首先應(yīng)了解和掌握了西門子 802C 數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方式等知 識(shí)后根據(jù)它配備 伺服系統(tǒng)、主軸控制系統(tǒng)和輔助運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)， 通過查閱資料對(duì)車床實(shí)訓(xùn)臺(tái)的硬件進(jìn)行選擇，了解各個(gè)模塊的工作原理， 并設(shè)計(jì)外部硬件線路，最終設(shè)計(jì)出能 完成 演示主軸控制、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制、輔助裝置控制等功能 ， 符合 學(xué)校教學(xué)實(shí)際需求的專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備。 該裝置可以使學(xué)生掌握數(shù)控車床系統(tǒng)控制原理、電 氣設(shè)計(jì)方法、元 器件的選擇、車床電氣安裝及調(diào)試、故障診斷維修、零件程序編制及圖形模擬加工過程等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)習(xí)效果 。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控系統(tǒng)，車床，伺服系統(tǒng) ，控制 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Based on simens 802C CNC system development training sets CNC lathe Abstract： With the continuous progress of science and technology set everbreaking development of social productive forces， advanced manufacturing technology is based on the numerical control technology at a faster rate gradually replaced the traditional mechanical manufacturing technology， which has bee the trend of mechanical manufacturing technology development． CNC machine tool used in manufacturing industry, enabling the munity to skilled in CNC machine tool operation， programming and maintenance of engineering application talents demand is growing． In recent years the institutions appropriate to write NC professional ， from the level of education reflects this demand of the munity． But it also put forward to us how the teaching of numerical control training project on the application of numerical control talents． CNC talents training cannot be separated from practice， and today the real production of CNC equipment prices are generally very expensive， so research and development of a system for economical numerical control imitating real training will bee necessary． This design is based on Siemens pany of SINUMERIK 802C NC lathe real training Taiwan development design， first should has solutions and master has Siemens 802C NC system of structure， and work principle, and control way, knowledge Hou under it equipped with servo system， and spindle control system an