内容提要……………………………………………………2
1. 数控机床的组成结构和工作原理………………………3
1.1数控机床的组成结构 ………………………………3 1.2数控机床的工作原理 ………………………………4
2. 数控系统的各种型号和接口 ……………………………4 3. 数控机床各部分之间的联系 ……………………………5
3.1数控系统各部分连接总图……………………………5 3.2通电准备………………………………………………6
4. 系统的初始化 ……………………………………………6 5. PLC用户程序、调试 ……………………………………7
5.1制作电缆 ……………………………………………7 5.2计算机与802D SL通讯过程 ………………………8 5.3报警文本的制作与传输 ……………………………9
6. NC 调试 …………………………………………………12
6.1参数设定 ……………………………………………12 6.2总线设置 ……………………………………………12 6.3驱动模块定位 ………………………………………12 6.4位置控制使能 ………………………………………12 6.5传动参数配比 ………………………………………13 6.6返回机床参考点 ……………………………………13
总结 …………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………17
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内容提要
随着工业自动化程度的不断提高，数控机床越来越多的应用到了工厂当中。数控系统是数控机床的核心部分，一台数控机床的精度高低往往与数控机床的各个部件之间连接和调试有着密切的关系。将一台数控机床从原来的部件组装成为能正常运转的机器，并且其精度要达到客户要求的范围，使其效率发挥到最大是首要任务。而数控系统的安装与调试是这些工作中的重中之重。当系统在运行过程中出现这种问题时，能正确的排除故障是每位数控维修人员必不可少的技能。通过对SIEMENS 802D Solution Line 数控系统的安装与调试将使我们更加了解其工作原理，熟悉SIEMENS系统的性能，为我们以后的工作指导实践。
实习802D Solution line数控系统时，首先对802Dsl数控系统、802Dsl伺服驱动模块及电机的硬件结构作了认识，对其各个接口的功能有了初步了解，对802D- sl数控系统有了一个整体的认识。在后面的实习过程中，结合802Dsl安装调试、802Dsl功能说明、802Dsl伺服驱动模块 说明、802Dsl操作编程等说明资料对系统的安装调试进行了多次实践。这份报告主要对 802Dsl的元件，安装，调试做了初步的介绍。其中对各元件名称、用途，已经系统的安装、调试以及一些注意事项都有提及。
关键词：数控系统 用户报警 故障诊断 回参考点
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第一节：数控机床的组成
1.数控机床的组成：数控机床组成示意图
打印等功能。组成：按钮站/状态灯/按键阵列/显示器。
（1） 输入输出装置：设备主要实现编制程序、输入程序、输入数据以及显示、存储和
操作面板实物图
（2)数控系统 数控系统是数控机床的“大脑”和“核心”，通常由一台通用或专用计算机构成。组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。
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（3)伺服系统 伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。伺服驱动的作用，是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件，即把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺动电动机的大功率信号。
（4）辅助装置 指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。
（5)机床本体 数控机床的机械部件包括：主运动部件，进给运动执行部件，如工作台、拖板及其传动部件，床身、立柱等支承部件；此外，还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。与传统机床相比，数控机床的外部造型、整体布局、传动系统与刀具系统的部件结构以及操作机构等都发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点。
2. 数控机床的工作原理
加工图样、编程手册→数控编程→输入、输出装置→数控系统→伺服驱动装置→
机床运动机构
第二节：数控系统的各种型号和接口
2.1 802D四个进给轴和一个数字\\模拟主轴，用Profibus连接
PCU接口
X4 Porfibus 9芯孔式D型插座
X6 COM1 9芯孔式D型插座 COM2 无定义 X14/15/16 手轮1.2.3 15芯孔式D型插座 KEYBOARD 键盘接口 X221 RESERVED
2.2 802D SL可接多达6轴数字驱动，用DRIVE-CLIQ连接
PCU接口:
* X40 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
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* 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）
* X30/20/21 数字I/O高速输入输出接口（12芯端子插头）
第三节：数控机床各部分之间的联系
3.1数控系统各部分连接总图
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
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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
* 数控机床各接口连接注意事项
RS-232 通讯电缆是连接 802D-SL 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。
3.2通电准备
1) 检查电源，电源线是否正常。若正常 2) 检查内部各相线是否存在短路，断路。若正常
3) 关闭所有空开，接通电源，检测个相线是否正常接入。若正常
4) 合上空开QF1，检测各相线是否正常，对照电气原理图观察是否有元件动
作。若无
5) 合上QF2，检测各相线是否正常，对照电气原理图观察是否有元件动作。
若无
6) 关闭电源，将开关电源输出线路拆开。接通电源，合上QF3，检测输入火
线与零线，24v电源是否正常
7) 关闭电源，接好线路。检测+v与com端是否正常
8) 接通电源，合上QF3，开关电源指示灯正常，将SB1启动，继电器，接触
器动作。
1）I/O Power/Erchange 正常 2）电源模块与驱动装置 正常 3）PCU显示 正常
9) 按下SB2停止。
10) 关闭QF3QF2QF1,拔下电源插头。
第四节：系统的初始化
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，初始化的方法是利用工具软件RCS802或CF卡将所需的初始化文件传入802D sl系统
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从WINDOWS的“开始”中找到RCS 802 ，并启动，选择控制系统类型：选择[Settings] [Toolbox]→[Controller] →[802D sl]
选择系统对应的版本并创建项目（用于项目管理）：选择[Settings] →[Toolbox] →[Select Version And Project] 然后选择[Project],通过[Remove].[Modify].[NEW]正确创建或修改项目。
Rs232通讯设定：
选择[Settings][Connection]然后选择[Via RS232][Configure、、、]通讯COM口[Configuie] 正确设定通讯参数，并保持和802D sl 系统 →[PLC] →[STEP7连接]中的设定一致；通讯接口设定对应802D sl 系统端也应作相应的设定：选择 系统 →[PLC] →[STEP7连接]，正确设定接口参数，然后激活[连接开启]、选择[Extras] →[Connect] ，然后选择[OK]，建立连接。
语言的安装：
在安装语言时应把英文设为第一语言，中文为第二语言。（只可选择两种语言）
第五节：PLC用户程序、调试
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。
5.1制作电缆
（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。
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（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。
5.2计算机与802D SL通讯过程 5.2.1通讯准备
1) 用调试电缆将计算机和802D SL的COM1连起来（必须是断电状态，带电连接RS232
通讯电缆可能损坏接口）
2) 802D SL PCU控制板， 系统 Shift+Alarm step7 连接，设定通讯参数。 3) 计算机启动PLC编程工具，点击通讯画面。远程地址2，本地连接地址0，传输率
19.2kbps。
4) 将802D SL中的程序载入，将变异的PLC应用程序与之比较无误后，利用PLC编程
工具软件将该程序下载到802D SL。
5) 下载成功后，启动PLC应用程序。可利用监控梯形图状态，可监控内部地址状态，
可用“交叉引用”检测地址是否冲突。
6) 若应用程序是在子程序基础上建立的，需要在制造商的状态下设定相关机床的参
数。
5.2.2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。
5.2.3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
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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。
5.3报警文本的制作与传输：
PLC报警是最有效的诊断之一，通过PLC用户报警可以给操作人员或维护人员明确的诊断信息。SINUMERIK 802D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警属性的机床参数MD14516
5.3.1报警的属性
1）.清除条件
a) 上电清除b) 清除键清除
警。
c) 自清除：在报警条件取消后，报警自动清除。
2）.报警响应
a) PLC停止：PLC扫描停止，接口信号“NC就绪”无效，所有输出无效。 b) 急停：报警自动激活接口信号“急停”。 c) 进给保持：报警自动激活接口信号“进给保持”。 d) 读入禁止：报警自动激活接口信号“读入禁止”。 e) 启动禁止：报警自动激活接口信号“启动禁止”。 f) 只显示：报警无动作，只显示报警号和文本。 3）.报警属性的设定
每个报警具有一个配置8位参数MD14516[0]—[63]“USER—DATA—PLC—ALARM”。
可以根据实际情况设定每个报警的清除条件和报警响应，该参数的结构如下：
MD14516[0]—[63]
4）.激活用户报警。
系统为用户提供了364个PLC用户报警，每个用户报警对应一个CK的地址位： V16000000.0——V16000000.7对应于700000——700007号报警 V16000001.0——V16000001.7对应于700008——700015号报警
：在报警条件取消后，需要重新上电放可清除报警。 或
：在报警条件取消后，需按清除键或抚慰键可清除报
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V16000002.0——V16000002.7对应于700016——700023号报警 V16000003.0——V16000003.7对应于700024——700031号报警 V16000004.0——V16000004.7对应于700032——700039号报警 V16000005.0——V16000005.7对应于700040——700047号报警 V16000006.0——V16000006.7对应于700048——700055号报警 V16000007.0——V16000007.7对应于700056——700063号报警
该地址位置位（“1”）可激活对应的报警，复位（“0”）则清除报警。
每个报警还对应一个64位的报警变量：VD16001000到VD16001252。变量中的内容（值）可以按照报警文本中定义的数据类型插入显示的报警文本中。 制作报警文本的过程如下：
用文本管理器中的编辑工具编辑报警文本ALCU.TXT，在引号内写入报警时要提示的信息，每个报警文本最多50个字符（25个汉字）。
例如：700016 0 0 \"用户报警 17 驱动器未就绪 \" //50
700017 0 0 \"用户报警 18 超温报警 \" //50 700018 0 0 \"用户报警 19 冷却泵过载 \" //50 700019 0 0 \"用户报警 20 冷却液液位过低 \" //50 700020 0 0 \"用户报警 21 润滑电机过载 \" //50 700021 0 0 \"用户报警 22 润滑液液位低 \" //50 700022 0 0 \"用户报警 23 刀架电机过载 \" //50 700023 0 0 \"用户报警 24 \" //50 700024 0 0 \"用户报警25 控制面板驱动无法启动 \" //50 700025 0 0 \"用户报警 26 \" //50 700026 0 0 \"用户报警 27 刀架正/反转 \" //50 700027 0 0 \"用户报警 28 \" //50 700028 0 0 \"用户报警 29 \" //50 700029 0 0 \"用户报警 30 \" //50 700030 0 0 \"用户报警 31 \" //50 700031 0 0 \"用户报警 32 手动方式报警 \" //50
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5.3.2 报警文本的传输：
连接系统和计算机
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) ＊报警的清除:
例如：面板显示“700019 0 0 \"用户报警 20 冷却液液位过低” →从PLC程序中找出报警产生的条件（I2.5）→通过交叉引用找出其位地址（PLC→NCK的信号）V16000002.3已被激活→检查报警条件线路是否有误→消除报警。
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
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第六节：NC 调试
6.1参数设定 NC的调试必须在制造商的口令（EVENING）下进行
NC参数的生效条件：PO -上电生效 RE -复位生效 CF -刷新建生效 IM -立即生效
6.2 总线配置通过MD11240来确定
6.3 驱动模块定位
6.4 位置控制使能 系统出厂设定轴均为仿真轴，按下表设定参数可激活该轴的位置
控制器，使坐标轴进入正常工作状态
若坐标轴方向与机床定义方向不一致，则修改下列参数：
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6.5 传动参数配比：
6.6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）。
6.6.1. 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
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])
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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”。
6.6.2. 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。
6.6.3. 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。
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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！
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。
6.6.4. 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。
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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”。
实习总结
通过本次的实习，我对西门子数控有了更进一步的有了清晰的认识，自己的知识面变宽了，机床的调试到应用，老师帮助我们解决疑难，不断进步。
我在这短短的时间里，基本掌握了SIEMENS SL系列数控机床的调试，对我今后的工作很有帮助，积累了不少经验，从802D到802DB SL，我懂得了机床的调试主要还是要用到软件的。同时也锻炼了我的独立思考能力，真正到工作环境当中时，要靠自己的独立思考能力。本此实习我受益匪浅，也锻炼了自己的综合能力，运用所学知识解决实际问题的能力。SINUMERIK 802D SL是一个集成所有数控系统元件（数字控制器，可编程控制器，人机操作界面）于一体的操作面板安装形式的控制系统。全数控键盘（垂直型或水平型）可直接连接。I／O可通过PAOFIBUS DP 系统进行操作。SINUMERIK 802D SL高可靠性 ，数字控制器，可编程控制器，人机操作界面，输入／输出单元一体化设计的系统结构 ，由各种循环和轮廓编程提供的扩展编程帮助技术 ，通过DRIVE-CLiQ 接口实现的最新数字式驱动技术提供了统一的数字式接口标准 ，各种驱动功能按照模块化设计，可以根据性能要求和智能化要求灵活安排 ，各种模块不需要电池及风扇，因而无需任何维护。
经过10周的实训练习让我学到了许多知识,回头想想实训这些天我确实是有很大收获的。在老师的耐心指导和鼓励下，圆满完成了实习任务，从总体上达到了实习预期的目标和要求。这次总实习给了我一次全面的、系统的实践锻炼的机会，巩固了所学的理论知识，增强了我的实际操作能力，并且使我养成了认真、严谨的工作态度和高度负责的精神。
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参考文献：
1.西门子802D sL， 简明调试手册， 2006.12 2.西门子802D ，简明调试指南， 2004 3.西门子802D ，诊断说明， 2002.10
4.西门子802S/C ，安装调试手册.西安技师学院，2007.6
5.邵泽强 黄娟主编.机床数控系统技能训练.北京：理工大学出版社，2006.8 6.王凤蕴等主编.数控原理与典型数控系统.北京：高等教育出版社，2003.9
7.黄诚驹主编.数控设备故障诊断与维修实用教程.北京：电子工业出版社，2005.2
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