數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)檢測與維護(hù)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的調(diào)試和維修任務(wù)一數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及電氣連接課件

1、項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的調(diào)試和維修 任務(wù)一 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及電氣連接 設(shè)備資料CK6140數(shù)控車床XH714立式加工中心CK6140數(shù)控車床電氣原理圖XH714立式加工中心電氣原理圖日本FANUC 0MD簡明調(diào)試手冊工作準(zhǔn)備任務(wù)引入和討論任務(wù)說明數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的三大任務(wù)1）坐標(biāo)軸的運(yùn)動控制 2）主軸運(yùn)動的控制 3）輔助裝置的控制 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 除了執(zhí)行各種運(yùn)動及功能指令外，能讓數(shù)控機(jī)床的各運(yùn)動部件能夠準(zhǔn)確地、協(xié)調(diào)有序地、安全地運(yùn)行 必備知識1數(shù)據(jù)的輸入/輸出裝置 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)存儲介質(zhì)：ATA記憶卡，F(xiàn)LASH 卡、USB 接口以及通信裝置 2計

2、算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) FANUC 0iMC數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)2計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)FANUC 0iMD數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 有序地發(fā)出各種運(yùn)動指令和各種機(jī)床功能的控制指令，以控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，直至運(yùn)動和功能結(jié)束。 3可編程邏輯控制器 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 使各種運(yùn)動及功能指令能夠準(zhǔn)確地、協(xié)調(diào)有序安全地運(yùn)行，同時將來自機(jī)床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給CNC，使CNC能及時準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令，如此實(shí)現(xiàn)對整個機(jī)床的控制。 4主軸和進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)速度、位置的閉環(huán)控制6電器硬件電路 電器硬件電路的主要任務(wù)是控制各控制部件、控制電路、執(zhí)行電器的電源的通斷。數(shù)

3、控機(jī)床電氣系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)電氣系統(tǒng)的工作原理 數(shù)控系統(tǒng)的全部工作，實(shí)際上是按照程序指定的要求，控制電能的傳輸和變換，使數(shù)控機(jī)床的各個部件在這些受控電能的驅(qū)動下，按照程序指定的方式和步驟有條不紊地工作。 數(shù)控機(jī)床每個運(yùn)動坐標(biāo)的電氣控制由電流（轉(zhuǎn)矩）控制環(huán)、速度控制環(huán)和位置控制環(huán)串聯(lián)組成。 Fanuc數(shù)控系統(tǒng)電源控制回路 供電方式采用模塊化結(jié)構(gòu)，由電源模塊統(tǒng)一供電 ；接通電源模塊三相輸入電源的接觸器由數(shù)控系統(tǒng)控制。 電氣系統(tǒng)的工作原理電氣系統(tǒng)對電源的要求 電源電壓和頻率 我國供電制式是380V，三相；交流220V，單相，頻率為50Hz FANUC系統(tǒng)輸入電壓為DC24V10，電流約7A。伺服和主軸電

4、動機(jī)為AC200V）輸入 電源電壓的波動范圍 一般數(shù)控系統(tǒng)允許電壓在額定值的85%-110%之間波動 控制器采用24V直流供電，則正常工作電壓可在18VDC到30VDC， 電氣系統(tǒng)對電源的要求推薦的CNC控制器供電順序 電氣系統(tǒng)對電源的要求 利用中間接觸器線圈開斷電磁力的不同，彌補(bǔ)系統(tǒng)電源的微量波動，以保證數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定的工作。 輸入電源電壓相序 輸入的相序與數(shù)控機(jī)床要求的相序應(yīng)一致。 電氣系統(tǒng)對電源的要求快速檢驗(yàn)的方法：合上總電源開關(guān)后，察看風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動方向；察看冷泵電機(jī)是否能沖出冷卻水。良好的接地 為了保護(hù)人身和設(shè)備的安全 為了保證設(shè)備的正常工作 為了抑制噪聲，電纜、變壓器等的屏蔽層需接地，相

5、應(yīng)的接地稱為屏蔽接地。 電氣系統(tǒng)對電源的要求FANUC 0i-C系列系統(tǒng)組成 系統(tǒng)與外部電源、顯示單元及通信口的連接FANUC 0i-MC電氣系統(tǒng)的總體連接系統(tǒng)與主軸的連接FANUC 0i-MC電氣系統(tǒng)的總體連接FANUC i系列伺服 系統(tǒng)外形圖（電源+主軸+單軸伺服）系統(tǒng)與進(jìn)給伺服的連接FANUC 0i-MC電氣系統(tǒng)的總體連接FANUC系統(tǒng)參數(shù)分類 系統(tǒng)參數(shù) 按功能劃分，F(xiàn)ANUC 0i系列共有43個大類的機(jī)床參數(shù)：如坐標(biāo)系、加減速度控制、伺服驅(qū)動、主軸控制、固定循環(huán)、自動刀具補(bǔ)償、基本功能等。 系統(tǒng)參數(shù)的數(shù)據(jù)形式 系統(tǒng)參數(shù) 參數(shù)可以分為位型參數(shù)、位軸型參數(shù)和字節(jié)型參數(shù)：（1）對于位型和位軸

6、型參數(shù)，每個數(shù)據(jù)號由8位組成，每一位有不同的意義。無效位在參數(shù)輸入時應(yīng)填補(bǔ)0。（2）軸型參數(shù)允許參數(shù)分別設(shè)定給每個控制軸。（3）每個數(shù)據(jù)類型有一個通用的有效范圍，參數(shù)不同其數(shù)據(jù)范圍也不同。參數(shù)的含義(1)位型數(shù)據(jù)（7位）TVC: 是否進(jìn)行TV檢查 0:不進(jìn)行 1：進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)-如何讀參數(shù)說明書系統(tǒng)參數(shù)-如何讀參數(shù)說明書參數(shù)的含義(2)字節(jié)型數(shù)據(jù)各類參數(shù)在數(shù)據(jù)設(shè)定方面的區(qū)別 （1）位型參數(shù)（歸屬于系統(tǒng)參數(shù)）1000#7#6#5#4#3#2#1#0數(shù)據(jù)號SEQINIISOTVC數(shù)據(jù)內(nèi)容系統(tǒng)參數(shù)-參數(shù)設(shè)定 此類參數(shù)通過設(shè)定某bit位為“0”或“1”，選擇或設(shè)定功能各類參數(shù)在數(shù)據(jù)設(shè)定方面的區(qū)別（2）軸

7、型參數(shù)（對每個控制軸單獨(dú)設(shè)置）（歸屬系統(tǒng)參數(shù)）系統(tǒng)參數(shù)-參數(shù)設(shè)定 各類參數(shù)在數(shù)據(jù)設(shè)定方面的區(qū)別（3）位型和位軸型以外的數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)參數(shù)-參數(shù)設(shè)定 主要是常用的工件坐標(biāo)、刀具補(bǔ)償、I/O選擇等與操作和編程相關(guān)參數(shù)。這類參數(shù)放置在【SETTING】（設(shè)置）功能鍵下。 系統(tǒng)參數(shù)修改開關(guān)的設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的顯示和修改按【SETTING】當(dāng)PWM=“1”，系統(tǒng)出現(xiàn)“P/S報警100”，意為“允許參數(shù)寫入?yún)?shù)修改或設(shè)定完畢，務(wù)必關(guān)閉參數(shù)開關(guān)任務(wù)實(shí)施實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與各模塊的連接；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外部電源的連接識讀電路圖-強(qiáng)電電路任務(wù)實(shí)施系統(tǒng)對通電順序的要求系統(tǒng)對電源的要求任務(wù)實(shí)施系統(tǒng)輸入電壓為DC24V10，電流約7A。伺

8、服和主軸電動機(jī)為AC200V（不是220V，其他系統(tǒng)如0C系統(tǒng)，系統(tǒng)電源和伺服電源均為AC200V）輸入 系統(tǒng)對通電順序的要求任務(wù)實(shí)施電源接通順序： （1） 機(jī)床電源（200 V AC）；（2） 通過FANUC IO Link連接的從IO設(shè)備，電源為24 V DC；（3） 控制單元和CRT單元的電源（24 V DC） 電源關(guān)斷順序： （1）通過FANUC IO Link連接的從IO設(shè)備，電源為24 V DC；（2）控制單元和CRT單元的電源（24 V DC）；（3）機(jī)床電源（200 V AC） 識讀電路圖-電源控制電路任務(wù)實(shí)施-讀圖識讀電路圖-伺服系統(tǒng)電源控制電路任務(wù)實(shí)施-讀圖通電前的準(zhǔn)備連接

9、檢查（1）檢查所有外部電纜連接線是否連接可靠，控制系統(tǒng)各部件是否采用一點(diǎn)接地，接地是否可靠；（2）檢查電源輸入單元、伺服變壓器、控制變壓器的端子連接是否正確和緊固； 任務(wù)實(shí)施-通電通電前的準(zhǔn)備重點(diǎn)部位檢查（3）確認(rèn)輸入電源電壓、頻率及相序。檢查確認(rèn)變壓器的容量是否滿足控制單元和伺服系統(tǒng)的電能消耗；檢查電源電壓波動范圍是否在數(shù)控系統(tǒng)的允許范圍之內(nèi)；檢查輸入電源的相序。采用相序表或示波器檢查輸入電源相序。（4）確認(rèn)直流電源單元的電壓輸出端是否對地短路。在系統(tǒng)通電前，應(yīng)用萬用表檢查系統(tǒng)提供電源的負(fù)載是否有對地短路現(xiàn)象。任務(wù)實(shí)施-通電系統(tǒng)電源的接通 （1）拔掉 CNC 系統(tǒng)和伺服（包括主軸）單元的保險

10、，給機(jī)床通電。 接通電源之后，首先檢查數(shù)控柜中各個風(fēng)扇是否旋轉(zhuǎn)，借此也可確認(rèn)電源是否接通。 檢查各控制模塊上的控制電壓是否正常，各種直流電壓是否在允許的波動范圍之內(nèi)。一般來說，對5v電源要求較高，波動范圍在5， （2）檢查各輸出電壓正常，且無故障，則切斷電源，裝上保險后再次給機(jī)床和系統(tǒng)通電。 此時，系統(tǒng)會有# 401 等多種報警。這是因?yàn)橄到y(tǒng)尚未輸入?yún)?shù)。 任務(wù)實(shí)施-通電系統(tǒng)電源的接通操作順序：系統(tǒng)和CRT電源接通按ON/OFF開關(guān)，接通系統(tǒng)電源；伺服總電源的接通拉開急停開關(guān)，按機(jī)床啟動按鈕；任務(wù)實(shí)施-通電通用系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置1核對系統(tǒng)功能參數(shù) 任務(wù)實(shí)施-參數(shù)設(shè)置 核對隨機(jī)參數(shù)表中99009999

11、號間的參數(shù)，即系統(tǒng)功能參數(shù)，又稱密級參數(shù) 2設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù) （1）設(shè)置參數(shù)PRM3190 bit6=1，使系統(tǒng)使用中文顯示方法；（2）設(shè)置參數(shù)PRM1010和PRM8130，設(shè)置CNC系統(tǒng)控制的軸數(shù)以及系統(tǒng)的總控制軸數(shù)。數(shù)控車床設(shè)定為2、數(shù)控銑床設(shè)定為3；通用系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置2設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù) 任務(wù)實(shí)施-參數(shù)設(shè)置（3）控制軸參數(shù)設(shè)置。PRM 1010為CNC控制軸數(shù)；PRM1020編程坐標(biāo)軸號設(shè)置（X軸為88，Y軸為89，Z軸為90，U軸為85，V軸為86，W軸為87，A軸為65，B軸為66，C軸67，E軸為69）；1022基本坐標(biāo)系中各軸的屬性設(shè)置（0代表既不是基本3軸，也不是其平行軸；1-X軸；

12、2-Y軸；3-Z軸；5-X軸的平行軸；6-Y軸的平行軸；7-Z軸的平行軸。）； PRM 1023各軸的伺服軸號，一般伺服軸號與控制軸號的設(shè)定值相同，即設(shè)為1、2、3。 MDI工作方式報警時間系統(tǒng)通電后報警顯示系統(tǒng)的自檢功能 數(shù)控系統(tǒng)起動時，從通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動執(zhí)行診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件。 只有當(dāng)全部項(xiàng)目都確認(rèn)正確無誤之后，整個系統(tǒng)才能進(jìn)入正常運(yùn)行的準(zhǔn)備狀態(tài)。 一旦某一項(xiàng)目檢查未通過，系統(tǒng)就立即中止診斷，且顯示滯留于未完成的診斷項(xiàng)目的序號，并顯示報警信息。此時啟動診斷過程不能結(jié)束，系統(tǒng)無法投入運(yùn)行。 FANUC-0i-MC系統(tǒng)通電后顯示912號報警，系統(tǒng)

13、不能啟動 故障現(xiàn)象：常見故障處理及診斷實(shí)例 配置FANUC-0i-MC系統(tǒng)的日本KT610B-01型數(shù)控火焰切割機(jī)，每次系統(tǒng)通電后，CRT顯示“SYSTEM ERROR 901”，系統(tǒng)無法進(jìn)入正常工作。根據(jù)顯示的故障報警信息，查閱維修手冊，可知故障報警912913號為存儲器類故障，912號的報警內(nèi)容為SRAM（靜態(tài)RAM）的奇偶錯誤。 技術(shù)準(zhǔn)備：FANUC-0i-MC系統(tǒng)通電后顯示912號報警，系統(tǒng)不能啟動系統(tǒng)原理：在FANUC的系統(tǒng)中,存儲卡中RAM的數(shù)據(jù)在讀寫過程中,都具有奇偶校驗(yàn)檢查電路。一旦出現(xiàn)寫入的數(shù)據(jù)和讀出的數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)位不符時,就會發(fā)生奇偶校驗(yàn)報警。ALM912和ALM913分別提

14、示低字節(jié)和高字節(jié)的報警。 故障分析： 常見故障處理及診斷實(shí)例 從硬件方面考慮，引起該報警的原因可能是存儲器本身故障、存儲器充電電池及其電路故障、線纜連接與接觸性故障。從軟件方面考慮，則可能是存儲器內(nèi)存混亂或未進(jìn)行初始化。 FANUC-0i-MC系統(tǒng)通電后顯示912號報警，系統(tǒng)不能啟動現(xiàn)場調(diào)查： 常見故障處理及診斷實(shí)例 通過詢問操作人員了解到，設(shè)備使用過程中未出現(xiàn)突然停電事故，且機(jī)床處于正常使用期，相關(guān)硬件出現(xiàn)故障的可能性較小。因此，初步判斷引起故障最可能的原因?yàn)檐浖收稀?FANUC-0i-MC系統(tǒng)通電后顯示912號報警，系統(tǒng)不能啟動診斷和維修的步驟： 常見故障處理及診斷實(shí)例 1. 按照先軟后

15、硬的原則，調(diào)出系統(tǒng)的參數(shù)畫面，發(fā)現(xiàn)參數(shù)混亂。2. 備份系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)、宏指令程序及加工程序。3. 按照說明書所述步驟對存儲器進(jìn)行初始化操作；4. 將備份的系統(tǒng)參數(shù)等數(shù)據(jù)重新輸入系統(tǒng)。 系統(tǒng)運(yùn)行檢驗(yàn)重新輸入機(jī)床參數(shù)和程序后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。 小組討論任務(wù)實(shí)施收集信息確定方案學(xué)生實(shí)施歸納總結(jié)任務(wù)完成情況存在的問題分析解答和演示檢查與評價任務(wù)二 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的連接調(diào)試與維修 任務(wù)說明完成進(jìn)給伺服系統(tǒng)的電氣連接和系統(tǒng)調(diào)試。 在調(diào)速范圍內(nèi)，要求速度均勻、穩(wěn)定，低速時無爬行。 伺服系統(tǒng)的工作原理 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以機(jī)床移動部件位置為控制量的自動控制系統(tǒng) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的分類 開環(huán)閉環(huán)半閉環(huán)混合控制閉環(huán)（雙閉環(huán)）

16、 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制參數(shù) 1一般參數(shù)的設(shè)定 （1）倍頻數(shù)與分辨率 （2）正負(fù)向存儲行程極限 （3）間隙與螺距誤差 （4）快速移動速度與最大切削進(jìn)給速度 （5）機(jī)床參考點(diǎn)的坐標(biāo)值（6）到位范圍進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制參數(shù)2位置控制的增益設(shè)定 3升降速參數(shù) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制參數(shù)4返回參考點(diǎn)參數(shù) （1）快速尋找粗定位開關(guān)方向與速度Fa （2）低速尋找柵格零點(diǎn)c的速度Fb FANUC系統(tǒng)伺服放大器的分類 交流伺服放大器伺服單元（SVU）系列伺服單元伺服單元具有串行數(shù)字接口（JS1B）具有伺服總線接口（COP10A/COP10B）具有I/O Link接口（JD1A/JD1B）伺服模塊（SVM）i伺服單元具有

17、伺服總線接口（COP10A/COP10B）接口具有I/O Link接口（JD1A/JD1B）系列伺服模塊i系列伺服模塊FANUC 伺服驅(qū)動系統(tǒng) FANUC伺服系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置 伺服參數(shù)初始化 FANUC伺服系統(tǒng)的控制軟件存儲在控制系統(tǒng)的FROM存儲器中，包括了FANUC所有電機(jī)型號和規(guī)格的伺服數(shù)據(jù)。 在伺服初次通電調(diào)試時，需要確定各伺服軸電機(jī)的規(guī)格，將相應(yīng)的伺服數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)存儲器，以便之后系統(tǒng)能進(jìn)行實(shí)時運(yùn)算控制。 FANUC 0i伺服參數(shù)設(shè)置頁面 FANUC伺服系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置 任務(wù)實(shí)施根據(jù)原理圖，完成電器連接檢查確保接線正確后，通電，設(shè)置伺服參數(shù)伺服放大器與伺服電機(jī)的連接任務(wù)實(shí)施基本參數(shù)設(shè)定（F

18、SSB） 任務(wù)實(shí)施-參數(shù)設(shè)置 伺服放大器設(shè)置 軸設(shè)置完成畫面 #7（OVL）：伺服過載報警（實(shí)際為伺服過熱報警）#6（LV）： 伺服低電壓報警#5（OVC）：伺服過電流報警#4（HCA）：伺服異常電流報警#3（HVA）：伺服高電壓報警#2（DCA）：伺服放電電路報警#1（FBA）：伺服斷線報警#0（OFA）：伺服溢出報警ALM1報警診斷號有關(guān)“伺服單元未準(zhǔn)備好”報警信息 伺服系統(tǒng)常見故障及診斷實(shí)例 故障現(xiàn)象： 一臺FANUC 0M系統(tǒng)的加工中心，機(jī)床起動后，在自動方式運(yùn)行下，CRT顯示401號報警。 分析與處理過程： 報警的含義 ：軸伺服驅(qū)動器的VRDY信號斷開，即驅(qū)動器未準(zhǔn)備好。 （1）檢查

19、L/M/N軸的伺服驅(qū)動器，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器的狀態(tài)指示燈PRDY、VRDY均不亮；（2）檢查伺服驅(qū)動器電源ACl00V、ACl8V均正常；（3）測量驅(qū)動器控制板上的輔助控制電壓，發(fā)現(xiàn)24 V，15 V異常。 有關(guān)“伺服單元未準(zhǔn)備好”報警信息（續(xù)）故障處理仔細(xì)檢查輸入電源，發(fā)現(xiàn)X 軸伺服驅(qū)動器上的輸入電源熔斷器電阻大于2 M，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)定值。機(jī)床斷電；更換熔斷器；機(jī)床重新通電。 再次測量直流輔助電壓24 V，15 V恢復(fù)正常，狀態(tài)指示燈PRDY、VRDY均恢復(fù)正常，重新運(yùn)行機(jī)床，401號報警消失。 檢驗(yàn)伺服系統(tǒng)常見故障及診斷實(shí)例 過熱類報警 過載報警檢測電路 伺服系統(tǒng)常見故障及診斷實(shí)例 當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動的負(fù)載

20、過大、頻繁正反向運(yùn)動，以及進(jìn)給傳動潤滑狀態(tài)和過載檢測電路不良時，都會引起過載報警。 伺服電動機(jī)過熱報警的原因及實(shí)際處理方法1.機(jī)械傳動故障引起電動機(jī)的過載，如電動機(jī)與絲杠連接故障、滾珠絲杠與滾珠之間故障等。2.伺服電動機(jī)本身故障引起電動機(jī)過載,如伺服電動機(jī)絕緣不良(匝間短路)、三相電流不平恒及電動機(jī)熱敏電阻不良等。3.伺服電動機(jī)過載檢測參數(shù)不良,進(jìn)行伺服電動機(jī)參數(shù)初始化設(shè)定.伺服放大器過熱報警的原因及實(shí)際處理方法1.伺服放大器散熱條件變差,如散熱風(fēng)扇不良、通風(fēng)道不暢通。2.放大器伺服過載檢測電路不良，如放大器過熱監(jiān)控電路和熱敏電阻不良（可以用同等規(guī)格放大器對調(diào)法進(jìn)行判別）3.系統(tǒng)伺服軟件不良及

21、伺服軸板不良（伺服初始化操作）。可以少量運(yùn)動且電動機(jī)發(fā)熱的故障維修 伺服系統(tǒng)常見故障及診斷實(shí)例 故障現(xiàn)象： 開機(jī)后，X、Y軸工作正常，但手動移動Z軸，發(fā)現(xiàn)在較小的范圍內(nèi)，Z軸可以運(yùn)動，但繼續(xù)移動Z軸，系統(tǒng)出現(xiàn)伺服報警。 確定故障部位(1) 機(jī)電隔離： 松開伺服電動機(jī)與絲杠的連接，并再次開機(jī)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象不變，故確認(rèn)報警是由于電氣控制系統(tǒng)的不良引起的。檢查電機(jī)制動器測量制動器電源；制動器動作單獨(dú)檢測。 可以少量運(yùn)動且電動機(jī)發(fā)熱的故障維修伺服系統(tǒng)常見故障及診斷實(shí)例 確定故障部位(2)部件交換： 利用同規(guī)格的X軸電動機(jī)在機(jī)床側(cè)進(jìn)行互換試驗(yàn)（僅交換電纜），發(fā)現(xiàn)工作時的故障現(xiàn)象不變，從而排除了伺服電

22、動機(jī)本身的原因。對X、Z軸的驅(qū)動器進(jìn)行互換試驗(yàn)，即：將X軸驅(qū)動器與Z伺服電動機(jī)連接，Z軸驅(qū)動器與X軸電動機(jī)連接。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移到了X軸，Z軸工作恢復(fù)正常。 可以少量運(yùn)動且電動機(jī)發(fā)熱的故障維修伺服系統(tǒng)常見故障及診斷實(shí)例 故障分析： 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確認(rèn)以下幾點(diǎn)：（1）機(jī)床機(jī)械傳動系統(tǒng)正常，制動器工作良好。（2）數(shù)控系統(tǒng)工作正常；因?yàn)楫?dāng)Z軸驅(qū)動器帶X軸電動機(jī)時，機(jī)床無報警。（3）Z軸伺服電動機(jī)工作正常；因?yàn)閷⑺跈C(jī)床側(cè)與X軸電動機(jī)互換后，工作正常。（4）Z軸驅(qū)動器工作正常；因?yàn)橥ㄟ^X驅(qū)動器（無故障）在電柜側(cè)互換，控制Z軸電動機(jī)后，同樣發(fā)生故障。 確認(rèn)故障是由于Z軸伺服電動機(jī)的電纜連接引起的。 可

23、以少量運(yùn)動且電動機(jī)發(fā)熱的故障維修伺服系統(tǒng)常見故障及診斷實(shí)例 故障處理和維修： 仔細(xì)檢查伺服電動機(jī)的電纜連接，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床在出廠時電動機(jī)的電樞線連接錯誤，即：驅(qū)動器的L/M/N端子未與電動機(jī)插頭的A/B/C連接端一一對應(yīng)，相序存在錯誤。重新連接后，通電檢測，故障消失，Z軸可以正常工作。 修復(fù)檢測：任務(wù)三 主軸伺服系統(tǒng)的連接調(diào)試與維修 任務(wù)說明根據(jù)電氣原理圖，完成主軸伺服控制的電氣連接；檢查接線確保正確后，通電，設(shè)置參數(shù)并調(diào)試任務(wù)說明主軸控制的要求調(diào)速范圍寬；無級調(diào)速 ；恒功率范圍寬；加減速時間短 ；準(zhǔn)?？刂凭雀?；C軸的控制功能 主軸電動機(jī)結(jié)構(gòu)必備知識 主軸伺服電機(jī)外形FANUC系統(tǒng)主軸模塊系列

24、模塊系列 主軸電動機(jī) i系列主軸電動機(jī)i/is系列主軸電動機(jī)i/系列模塊 放大器i系列模塊必備知識 主軸電動機(jī)特性曲線 必備知識 低速時保持橫轉(zhuǎn)矩，高速時保持橫功率的特性主軸的分段無級調(diào)速及控制 必備知識 齒輪變速與無級調(diào)速相結(jié)合 ，同時滿足低速轉(zhuǎn)矩和最高主軸轉(zhuǎn)速的要求。分段無級調(diào)速齒輪自動換檔變速 齒輪自動變速的功能由M功能實(shí)現(xiàn)（生產(chǎn)廠家設(shè)定，PLC實(shí)現(xiàn)），如M41-M44；數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)區(qū)設(shè)置M41-M44四檔對應(yīng)的最高主軸轉(zhuǎn)速；數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前給出的S指令值，判斷應(yīng)處的轉(zhuǎn)速檔，經(jīng)過PLC處理輸出控制更換相應(yīng)的齒輪檔，主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度所對應(yīng)的模擬電壓則由數(shù)控裝置輸出。 M41對應(yīng)的主軸最高轉(zhuǎn)

25、速為1000r/min；M42對應(yīng)的主軸電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速為3500r/min 必備知識-主軸的分段無級調(diào)速及控制 磁傳感器準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)?？刂拼虐l(fā)體與磁傳感器在主軸上的位置 磁傳感器準(zhǔn)停控制系統(tǒng)構(gòu)成 編碼器主軸準(zhǔn)?？刂?主軸準(zhǔn)?？刂茰?zhǔn)停角度可在CNC系統(tǒng)中由參數(shù)設(shè)定。 準(zhǔn)停控制相關(guān)信號和動作時序準(zhǔn)停命令信號：ORT；準(zhǔn)停完成應(yīng)答信號：ORE 主軸準(zhǔn)?？刂茰?zhǔn)停步驟數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M19或M19 S*，將M19指令信號送至可編程控制器；可編程控制器經(jīng)譯碼送出控制信號使主軸驅(qū)動進(jìn)入伺服狀態(tài)，同時數(shù)控系統(tǒng)控制主軸電動機(jī)降速并尋找零位脈沖C，然后進(jìn)入位置閉環(huán)控制狀態(tài)，使主軸定位于指令位置；例如：M03 S1000

26、主軸以1000r/min正轉(zhuǎn)M19 ；主軸準(zhǔn)停于缺省位置。M19 S100 ；主軸準(zhǔn)停在100處。S1000 ；主軸再次以1000r/min速度正轉(zhuǎn)。M19 S200 ；主軸準(zhǔn)停至200處。 主軸準(zhǔn)?？刂艶ANUC主軸伺服的連接 串行主軸信號連接 FANUC串行主軸的的工作過程 CNC側(cè)輸出主軸速度指令（M03/M04 S），通過接口JA41將數(shù)據(jù)以串行數(shù)據(jù)方式傳送給主軸驅(qū)動單元，同時主軸伺服受控于外圍的PLC信號，如I/O信號，這些I/O信號最終控制主軸的啟、停。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能導(dǎo)致主軸停止旋轉(zhuǎn)。 JA7A任務(wù)實(shí)施 根據(jù)原理圖完成電氣連接動力電源線、信號電纜線、外圍控制線的連接檢

27、查接線，確保正確后，通電調(diào)試。 主軸參數(shù)設(shè)置 任務(wù)實(shí)施 主軸驅(qū)動裝置可以根據(jù)電機(jī)的特性自動確定所需要的控制與調(diào)節(jié)參數(shù)（如電壓、電流、轉(zhuǎn)速、PWM載頻等），以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動裝置與電機(jī)之間的最佳匹配及系統(tǒng)的最優(yōu)控制。 這些參數(shù)由生產(chǎn)廠家通過試驗(yàn)與測試得到，并被事先保存在主軸驅(qū)動裝置的存儲器中，通過串行主軸的初始化操作，便可以使電機(jī)匹配參數(shù)自動生效。 FANUC 0i mate C 串行主軸參數(shù)設(shè)置過程 任務(wù)實(shí)施在4133#參數(shù)中輸入電機(jī)代碼 4019#7設(shè)定為“1” 斷電再上電 手動設(shè)置反饋裝置參數(shù)、齒輪換檔參數(shù)、主軸速度箝制參數(shù)、主軸準(zhǔn)停參數(shù) 主軸不轉(zhuǎn)故障維修 常見故障處理及診斷實(shí)例 故障現(xiàn)象： 一臺

28、配置FANUC 0MD的立式加工中心，機(jī)床主軸在自動及MDI方式下均不旋轉(zhuǎn)，CRT上無報警信息，主軸伺服單元上也無報警。 故障分析： （1）根據(jù)機(jī)床電氣原理圖，查得主軸正轉(zhuǎn)輸入地址為X4.3，主軸正轉(zhuǎn)輸出地址為Y48.2。利用CRT顯示梯形圖，找到Y(jié)48.2所在的支路。根據(jù)故障現(xiàn)象，初步判斷故障原因應(yīng)是主軸旋轉(zhuǎn)的條件未滿足。（2）依據(jù)梯形圖查找發(fā)現(xiàn)G120.5無輸入，進(jìn)一步查找發(fā)現(xiàn)定位銷插入信號X22.4有輸入，造成Y48.2無輸出。主軸不轉(zhuǎn)故障維修常見故障處理及診斷實(shí)例 拆開主軸箱發(fā)現(xiàn)，定位銷上的擋塊松動。 處理辦法：調(diào)整擋塊位置并固定 任務(wù)四 數(shù)控機(jī)床輔助功能的裝調(diào)和維修 任務(wù)說明 以FA

29、NUC 0i matc C 7125加工中心圓盤刀庫換刀為例，學(xué)習(xí)換刀動作執(zhí)行過程，借此理解機(jī)床I/O電路的作用和調(diào)試要求，最終達(dá)到能夠檢查和排除機(jī)床外圍故障目的。 了解數(shù)控系統(tǒng)對輔助動作進(jìn)行順序控制的工作原理數(shù)控機(jī)床輔助功能的裝調(diào)和維修數(shù)控機(jī)床的PLC功能 數(shù)控機(jī)床PLC的作用 在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，PLC根據(jù)CNC內(nèi)部標(biāo)志以及機(jī)床的各控制開關(guān)、檢測元件、運(yùn)行部件的狀態(tài)，按照程序設(shè)定的控制邏輯對諸如刀庫運(yùn)動、換刀機(jī)構(gòu)、冷卻液等的運(yùn)行進(jìn)行控制，同時還包括主軸驅(qū)動和進(jìn)給伺服驅(qū)動的使能控制和機(jī)床報警處理等。 PLC 、CNC 、外圍信號間的關(guān)系NC側(cè) MT側(cè) 數(shù)控機(jī)床的PLC數(shù)控機(jī)床PLC的分類

30、內(nèi)裝式 獨(dú)立式 數(shù)控機(jī)床的PLCPLC和外部信息的交換 機(jī)床至PLC （外部輸入）輸入：按鈕、行程開關(guān)、接觸器/繼電器觸點(diǎn)、傳感器的檢測輸入；連接形式：sink（匯點(diǎn)輸入，又稱負(fù)端共用輸入）； Source（源端輸入，又稱正端共用輸入）表示符號（地址符號）：X， 如X0.2 （字節(jié).位）數(shù)控機(jī)床的PLC 有一些地址的信號意義由FANUC軟件定義，用于專門的用途，如X軸參考點(diǎn)減速信號（*DECX）X1009.0 PLC和外部信息的交換PLC至機(jī)床 數(shù)控機(jī)床的PLC-機(jī)床側(cè)輸出輸出：繼電器輸出-交直流通用、驅(qū)動能力強(qiáng)響應(yīng)速度慢（10ms）； 晶體管輸出-適用于直流，響應(yīng)速度快（0.2ms），驅(qū)動電

31、流小連接形式：匯點(diǎn)輸出和源輸出表示符號：Y，如Y1.4 （字節(jié).位）除部分固定地址由CNC廠家設(shè)定好外，輸入X、輸出Y的信號通常由PLC編程人員設(shè)定PLC和外部信息的交換CNC至PLC 數(shù)控機(jī)床的PLC-CNC輸出PLC輸入：由CNC直接送入PLC的寄存器中 ；反映CNC運(yùn)行狀態(tài)的標(biāo) 志，表明CNC正處于某一狀態(tài) 表示符號：F， 如：AL（F1.0）：報警狀態(tài)；MV（F10.2）：進(jìn)給軸移動中 由CNC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可改變和增刪，如，SA：伺服準(zhǔn)備完畢信號。 地址： F0.6PLC和外部信息的交換PLC至CNC 數(shù)控機(jī)床的PLC-PLC-CNC PLC送至CNC的信號地址與

32、含義由CNC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可改變和增刪。如， *SP：進(jìn)給暫停信號，低電平有效。 地址：G08.5 *ESP：急停信號，低電平有效， 地址：G08.4PLC輸出至CNC：由開關(guān)量信號或寄存器完成 表示符號：G其他接口信號標(biāo)識及用途數(shù)控機(jī)床的PLC字母信號的種類及用途R內(nèi)部繼電器?？扇我馐褂肈數(shù)據(jù)存儲器。如存儲刀具表，主軸速度的各檔速度表K保持型存儲器的數(shù)據(jù)。其內(nèi)容由后備電池維持，有幾個存儲單元已被PMC系統(tǒng)使用T定時器，存儲定時器時間C計數(shù)器，存儲計數(shù)器的預(yù)置值和計數(shù)值A(chǔ)顯示信息，存儲信息字符常用PMC邏輯 取信號上升沿的正邏輯和負(fù)邏輯 數(shù)控機(jī)床的PLC正邏輯： 負(fù)邏輯：

33、常用PMC邏輯取信號下降沿的正邏輯和負(fù)邏輯。 數(shù)控機(jī)床的PLC正邏輯： 負(fù)邏輯： 常用PMC邏輯信號觸發(fā)接通/ 關(guān)斷邏輯 數(shù)控機(jī)床的PLC信號Y12.0在每次接通信號X17.0時交替接通和關(guān)斷 刀具自動交換控制 刀具的選擇 刀庫中刀具及刀座編號 系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)中的刀具表 為了縮短選刀時間，不管是順序選刀方式還是隨機(jī)選刀方式，刀庫均按最短路徑原則所確定的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動到目標(biāo)位置。 刀具的識別 對刀具的識別，實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)變?yōu)閷Φ短孜恢玫淖R別 刀具自動交換控制 刀庫旋轉(zhuǎn)，每個刀座通過換刀位置時，安裝在此處的開關(guān)或傳感器可以產(chǎn)生一個脈沖信號送至PLC，作為計數(shù)脈沖。 在PLC內(nèi)部設(shè)置一個刀座位置計數(shù)器，當(dāng)?shù)稁煺?/p>

34、轉(zhuǎn)時，每轉(zhuǎn)過一個刀位，產(chǎn)生的脈沖信號即使該計數(shù)器遞增計數(shù)；反之，則使計數(shù)器遞減計數(shù)。 T指令中給定的刀具號在表中的表序號，即是新刀具在刀庫中的位置，也就是刀庫旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)位置。刀具交換及刀號數(shù)據(jù)表的修改 刀具自動交換控制換刀過程中與主軸相關(guān)的動作及控制 主軸的準(zhǔn)停 刀具的夾緊和放松 12、13部分分別為刀具放松檢測開關(guān)和刀具夾緊檢測開關(guān)，用于自動換刀過程中刀具放松和夾緊步驟的信號反饋。 圓盤式刀庫換刀流程 自動換刀裝置的電氣控制 輸入信號使用到的檢測元件 元件代號元件名稱作 用SQ5行程開關(guān)刀庫圓盤旋轉(zhuǎn)時，每轉(zhuǎn)到一個刀位凸輪會壓下該開關(guān)。SQ6行程開關(guān)刀庫進(jìn)入位置檢測。SQ7行程開關(guān)刀庫退出位置

35、檢測。SQ8行程開關(guān)氣缸活塞位置檢測，用于確認(rèn)刀具夾緊。SQ9行程開關(guān)氣缸活塞位置檢測，用于確認(rèn)刀具已經(jīng)放松。SQ10行程開關(guān)此處為換刀位置檢測。換刀時Z軸移動到此位置。圓盤式自動換刀控制中檢測開關(guān)位置示意圖 換刀控制的直流、交流控制回路 換刀控制的輸入、輸出信號 信號的PLC地址插頭針腳號信號公共端識讀電氣原理圖任務(wù)實(shí)施識讀電氣原理圖任務(wù)實(shí)施識讀電氣原理圖任務(wù)實(shí)施識讀電氣原理圖任務(wù)實(shí)施識讀電氣原理圖任務(wù)實(shí)施刀庫的調(diào)試主軸定向的調(diào)試 任務(wù)實(shí)施1）在MDI方式下執(zhí)行G91G49G30Z0M19，使主軸準(zhǔn)停；2）按下急停按鈕，手動將圓盤刀庫逐漸靠近主軸3）用手轉(zhuǎn)動主軸，將主軸上的刀具驅(qū)動槽與刀庫上

36、驅(qū)動塊對齊；4）依次按【SYSTEM】軟鍵【診斷】，輸入445，按軟鍵【SEARCH】，顯示診斷畫面；5）將診斷數(shù)據(jù)DGN NO.445的值賦予參數(shù)PRM4077（主軸定向角度偏置）。6）將刀庫移回退出，裝上主軸端面鍵。 常見故障處理及診斷 PLC和外圍線路的關(guān)系 機(jī)床側(cè)的手動操作信號和狀態(tài)檢測信號通過外圍線路才能傳遞給PLC，作為PLC的輸入信號；PLC的輸出信號也需要經(jīng)過外圍線路的轉(zhuǎn)換才能實(shí)現(xiàn)對外部設(shè)備動作的控制。 與PLC相關(guān)的外圍線路中，每一路信號都有一個PLC地址與其對應(yīng) 數(shù)控機(jī)床PLC相關(guān)故障的特點(diǎn)及表現(xiàn)形式 數(shù)控機(jī)床PLC相關(guān)故障的特點(diǎn) 一般不應(yīng)該懷疑其PLC程序的正確性 ；通常問題出在PLC相關(guān)接口的外部強(qiáng)電回路，或是PLC的I/O硬件端口 數(shù)控機(jī)床PLC相關(guān)故障的特點(diǎn)及表現(xiàn)形式數(shù)控機(jī)床PLC故障的表現(xiàn)形式 通過指示燈或報警文本顯示故障報警；有故障顯示，但不反映故障的真正原因；沒有任何提示。 數(shù)控機(jī)床PLC相關(guān)