数控机床电气线路维修课件全书电子教案课件幻灯片.ppt

数控机床电气线路维修,第一章 数控机床电气维修基础,第二章 数控装置电气故障检修基础,第三章 数控机床进给伺服系统故障检修,第四章 数控机床主轴驱动系统故障检修,第五章 数控机床位置检测系统故障检修,第六章 数控机床,PLC,电气故障检修,第七章 数控机床辅助装置故障检修,数控机床电气线路维修,电气自动化设备安装与维修专业教材,第一章,数控机床电气维修基础,第二章 数控装置电气故障检修基础,第三章,数控机床进给伺服系统故障检修,第四章 数控机床主轴驱动系统故障检修,第五章,数控机床位置检测系统故障检修,第六章,数控机床,PLC,电气故障检修,第七章,数控机床辅助装置故障检修,1-1,数控机床概述,1-2,数控机床编程基础,1-3,数控机床电气维修基础,1-,4,FANUC 0i Mate-TD系统数控车床基本操作,1-,5 SIEMENS 802D 系统立式数控加工中心的,基本操作,1-1,数控机床概述,学习目标,1.了解数控机床的基本概念。,2.掌握数控机床的组成及工作原理。,3.了解数控机床的分类。,4.熟悉数控机床的工作过程及特点。,一、,数控机床的概念,数控机床（Numerical Control Machine Tools）是一个装有程序控制系统的机床，其控制系统能够逻辑地处理用控制编码或其他符号编码指令编制的程序并将其译码，从而使机床动作并加工零件。定义中的程序控制系统即数控系统。,二、数控机床的组成,数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主体组成。,三、数控机床的工作原理,四、数控机床的特点,1.,适应性强,2.,加工精度高,3.,生产效率高,4.,自动化程度高，劳动强度低,五、数控机床的分类,1.,按加工路线分类,分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。,2.,按控制方式分类,分为开环控制式和闭环控制式两种。在闭环系统中，又分为全闭环控制系统和半闭环控制系统两种。,1-2,数控机床编程基础,学习目标,1.,掌握数控机床坐标轴的确定原则。,2.,了解数控机床的参考点和原点的确定方法。,3.,了解数控机床编程方法与步骤。,一、数控机床坐标系,数控研究人员引入了数学中的坐标系，用数控机床坐标系来描述机床的运动。数控机床的坐标和运动方向均已标准化。,1.,坐标系确定原则,（,1,）刀具相对于静止工件而运动的原则,（,2,）标准坐标（机床坐标）系的规定,（,3,）运动方向的规定,2.,坐标轴的确定,（,1,）,Z,坐标轴,（,2,）,X,坐标轴,（,3,）,Y,坐标轴,3.,机床原点和机床参考点,（,1,）机床原点,机床制造厂家设置在机床上的一个基准位置。,（,2,）机床参考点,用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。,二、数控编程,1.,数控编程的方法,（,1,）手工编程,（,2,）计算机自动编程,2.,数控编程的步骤,（,1,）分析零件图样,（,2,）确定工艺过程,（,3,）计算加工轨迹尺寸,（,4,）编写程序单,（,5,）制作控制介质,（,6,）程序校验,三、数控程序的组成,一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束组成。,O0001,；程序号,N10 G99 G40 G21,；,N20 T0101,；,N30 G00 X100.0 Z100.0,；程序内容,N40 M03 S800,；,N200 G00 X100.0 Z100.0,；,N210 M30,；程序结束,1-3,数控机床电气维修基础,学习目标,1.,掌握数控机床电气系统的组成及工作原理。,2.,了解数控机床电气维修人员应具备的基本要求。,3.,熟悉数控机床常见电气故障的特点、分类与诊断方法。,4.,了解数控机床电气系统的日常维护内容与要求。,5.,了解数控机床的抗干扰措施。,一、数控机床电气系统的组成及工作原理,数控机床电气控制系统一般由输入,/,输出装置、数控装置（或称,CNC,装置）、可编程序控制器（,PLC,）、主轴驱动系统、进给伺服驱动系统、强电控制电路、辅助装置和位置检测装置等组成。,二、电气系统故障的特点及造成的主要因素,电气系统故障的维修特点是：故障原因明了，诊断比较容易，但是故障率相对比较高。,三、数控机床的电气故障分类,数控机床电气故障分类方法有很多种，通常按下面几种方法进行分类。,1.,按故障发生性质分类,分为硬件故障、软件故障和干扰故障三种。,2.,按故障发生后有无报警指示分类,分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。,3.,按故障出现时有无破坏性分类,分为破坏性故障和非破坏性故障。,4.,按故障出现的必然性与偶然性分类,分为系统性故障和随机性故障。,种类,含义,硬件故障,是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等元器件的不正常状态甚至损坏，这时需要修理甚至更换才可排除的故障,软件故障,是指由程序编制错误、机床操作失误、参数设定不正确等引起的故障,干扰故障,是指由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生的故障。表现为内部干扰和外部干扰,四、数控机床电气故障的诊断方法,1.,常规检查法,2.,参数检查法,3.,同类交换法,4.,自诊断功能法,5.,原理分析法,6.,功能程序测试法,五、数控机床电气系统的维护,1.,数控机床的维护,（,1,）日常维护,（,2,）数控机床长期闲置时的维护,2.,电气部分的维护,电气部分包括数控机床的动力电源输入线路、继电器、接触器、控制电路等。电气部分每年检查、调整一次。,3.,数控系统维护中应特别关注的元器件或部位,数控系统维护中要特别关注并定期检查那些会因失修或维护不当而引发故障的元器件或部位。,故障类型,出现故障的常见元器件或部位,易污染,传感器,(,如光栅、光电头、电动机整流子、编码器,),、接触器的铁芯截面、过滤器、风道、低压控制电器,易击穿,电容器、大功率管,(,如晶闸管,),易老化及寿命问题,存储器电池及其电路、光电池、光电阅读器的读带、继电器以及高频接触器等,易氧化及易腐蚀,电动电磁开关、继电器与接触器触头、接插件接头、熔断丝卡座、接地点等,易磨损,测速发电动机的炭刷、电动机的电刷、离合器的摩擦片、轴承、齿轮副、高频动作的接触器,易疲劳失效,低压电器中的弹簧元器件,(,多出现弹性失效,),、常拖动弯曲的电缆断线等,易松动移位,机械手的传感器、定位机构、位置开关、编码器、测速发电动机等,易卡死,因润滑不良等而造成不能到位的元器件（如接触器、热继电器、位置开关、电磁开关、电磁阀等）,易温升,伺服放大回路中的大功率元器件（如稳压器与稳压电源、变压器、继电器、接触器、电动机等具有线圈的元器件）,易泄漏,切削液、润滑油、液压回路（这些部位的泄漏不仅使本身工作故障，还会流入电器引发电器故障）,数控系统维护中特别关注的元器件或部位,六、数控系统的抗干扰,数控系统是由微电子电路构成，在环境较恶劣的工业现场中使用，数控系统极易受电磁干扰、电网干扰和接地干扰的影响。为保证系统在此环境中能够正常工作，系统必须具有相应的抗干扰措施，必须达到电磁兼容性要求。,1-4 FANUC 0i Mate-TD,系统数控车床基本操作,学习目标,1.,熟悉,FANUC 0i Mate-TD,系统操作面板、功能键及含义。,2.,掌握,FANUC 0i Mate-TD,系统数控车床的基本操作。,一、数控车床面板介绍,二、数控车床的基本操作,1.,电源接通和关闭的操作,（,1,）接通电源,1,）检查数控车床状态是否正常。,2,）检查电气柜内、外的所有电气元器件、模块插件、连接器和连接线有无松动和脱落。,3,）关好电气柜门，接通数控车床电气柜总电源。,4,）按下数控车床操作面板上,NC,“启动”键，数秒后显示屏亮，显示有关位置和信息。,如果,LCD,画面显示“急停”报警画面，可松开“急停”按钮并按下“,RESET,”键数秒后，系统将复位。,5,）检查散热风机等是否正常运转。,（,2,）关闭电源,1,）检查操作面板上的循环启动灯是否关闭。,2,）检查,CNC,数控车床的移动部件是否都已经停止移动。,3,）如有外部输入,/,输出设备接到数控车床上，先关闭外部设备的电源。,4,）按下“急停”按钮后，按下,NC,“停止”键，然后关闭数控车床总电源。,2.,手动操作,（,1,）数控车床返回参考点,（,2,）坐标轴移动,（,3,）手摇脉冲进给操作,（,4,）主轴控制,（,5,）切削液开闭操作,（,6,）手动选刀操作,（,7,）机床锁定操作,（,8,）数控车床导轨润滑操作,（,9,）数控车床超程限位和解除,3.,程序编辑的操作,（,1,）程序的操作,（,2,）程序段的操作,（,3,）程序字的操作,（,4,）程序输入与编辑实例,4.,数控车床自动运行,（,1,）数控车床空运行,（,2,）单程序段操作,（,3,）数控车床的自动运行,1-5 SIEMENS 802D,系统立式数控加工中心的基本操作,学习目标,1.,熟悉,SIEMENS 802D,系统操作面板、功能键及含义。,2.,掌握,SIEMENS 802D,系统立式数控加工中心的基本操作。,一、立式数控加工中心的面板介绍,SIEMENS,（西门子）,802D,立式数控加工中心的面板主要由,LCD,显示区、数控系统面板区和机床操作面板区等组成。,二、,立式数控加工中心的基本操作,1.,电源的接通与关闭操作,（,1,）接通电源,（,2,）关闭电源,2.,手动操作,（,1,）加工中心开机和返回参考点,（,2,）手动进给方式,（,3,）增量进给,（,4,）手动数据输入（,MDA,）方式,3.,程序的编辑操作,（,1,）进入程序管理方式,（,2,）输入新程序,（,3,）编辑当前程序,（,4,）刀具数据的设定,4.,机床自动运行操作,（,1,）进入自动运行方式,（,2,）暂停与中断零件程序,2-1,数控装置概述,2-2,数控装置电气线路的故障分析与检修方法,2-1,数控装置概述,学习目标,1.,了解数控装置在数控机床中的作用。,2.,掌握数控装置的硬件和软件的结构及工作过程。,3.,掌握数控装置的信号接口及定义。,4.,熟悉典型数控装置及其特点。,一、数控装置的结构与原理,数控装置（简称,CNC,装置）是接受来自信息载体的控制信息，并将其转换成数控设备的指令信号的计算机。其结构由硬件和软件两部分组成，硬件为软件的运行提供了支持环境；软件必须在硬件的支持下才能运行，离开软件，硬件便无法工作。,1.,数控装置的硬件结构及工作原理,2.,数控装置的软件组成、结构及工作过程,3.,数控装置的特点及功能,（,1,）特点,1,）灵活通用,2,）控制功能的多样化,3,）使用可靠、维修方便,4,）易于实现机电一体化,（,2,）功能,CNC,装置的功能通常包括基本功能和选择功能。基本功能是数控系统必备的功能；选择功能是可供用户根据机床特点和工作用途进行选择的功能。,二、典型数控装置及其特点,1.,日本,FANUC,（法那科）数控装置,2.,德国,SIEMENS,数控装置,3.,华中数控装置,三、数控装置组成及接口定义,1.FANUC 0i Mate-TD,数控装置组成,2.FANUC 0i Mate-TD,数控装置主要接口定义,2-2,数控装置电气线路的故障分析与检修方法,学习目标,1.,掌握数控装置电气线路的硬件故障诊断与处理方法，掌握有关故障信息及含义。,2.,掌握数控装置电气线路的软件故障的诊断与处理方法，掌握,FANUC 0i Mate-TD,数控系统与存储卡进行数据备份和恢复的方法。,3.,掌握数控装置电气线路的故障检修流程。,一、硬件故障的诊断与处理方法,1.,常规检查,（,1,）外观检查,（,2,）装置内部接线、电缆与接插件检查,（,3,）电源电压检查,（,4,）定期保养的易损部件及元器件的检查,2.,指示灯报警显示及含义,LED,报警灯（,LOWV,）,7,段数码管,LED,报警灯,(ALM1,、,2,、,3),3.,屏幕报警代码及故障信息,（,1,）报警识别,（,2,）报警代码与故障信息,（,3,）报警履历显示,报警代码,故障信息,报警代码,故障信息,NO.000,NO.255,P/S,报警（程序错误）,NO.700,NO.748,过热报警,NO.300,NO.349,绝对脉冲编码器（,APC,）报警,NO.749,NO.799,主轴报警,NO.350,NO.399,串行脉冲编码器（,SPC,）报警,NO.900,NO.999,系统报警,NO.400,NO.499,伺服报警,NO.5000,到,P/S,报警（程序错误）,NO.500,NO.599,超程报警,4.,硬件的更换,在机床实际维修时需要对数控装置的硬件进行更换，更换的部件有主板、各模块、显示器、电池和风扇等。,（,1,）更换控制单元的熔丝,（,2,）更换电池,（,3,）更换风扇电动机,二、软件故障诊断与处理方法,1.,显示参数的操作,2.,参数设定,3.,数控系统的数据备份和恢复,4.,软件故障的诊断与处理,三、数控装置常见电气故障的诊断与处理方法,当数控装置发生故障时，首先需要判断故障发生的部位，即初步确定故障发生在系统内部还是系统外部。当故障发生在系统内部时，一般可以通过系统的报警显示来确认故障原因，必要时可以借助各组成模块的指示灯来进一步确认。当故障发生在系统外部时，还需要判断故障是由,PMC,程序逻辑条件不满足引起的还是由机床系统的元件故障引起的。为此，在维修和排除故障时，应熟练掌握系统,I/O,接口信号诊断技术，变频器，驱动器以及电动机相关的应用技术，以便准确高效地排除故障。,四、故障检修流程,1.,检修基本流程,（,1,）通电前检查外部电气元器件,（,2,）通电试运行，进一步观察故障现象,（,3,）分析原因，确定故障范围,（,4,）根据故障分析范围，正确检修,2.,典型故障的分析与诊断流程,3-1,数控机床进给伺服系统的组成及工作原理,3-2,进给伺服系统电气线路分析与故障检修,3-1,数控机床进给伺服系统的组成及工作原理,学习目标,1,了解数控装置对进给伺服系统的基本要求。,2,掌握步进伺服系统的组成及工作原理。,3,了解,FANUC,伺服驱动器的分类与特点。,4,掌握交流伺服进给驱动装置的组成及工作原理。,一、进给伺服系统概述,1.,进给伺服系统的组成,进给伺服系统是数控机床的重要组成部分，是以移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统。,2.,数控机床对进给伺服驱动系统的要求,（,1,）位置精度要高,（,2,）响应要快,（,3,）调速范围要宽,（,4,）工作稳定性要好,（,5,）低速转矩要大,3.,进给伺服驱动系统的分类,按有无位置检测反馈装置分为开环、半闭环和闭环控制系统。,按驱动电动机的类型分为步进伺服驱动系统、直流伺服驱动系统和交流伺服驱动系统。,二、步进伺服驱动系统及工作原理,1.,步进伺服进给驱动系统,步进伺服驱动进给系统主要由步进驱动器、步进电动机和减速传动机构组成。,（,1,）步进电动机,（,2,）步进电动机驱动器,2.,步进电动机进给伺服驱动系统的工作原理,（,1,）工作台位移量的控制,（,2,）工作台进给速度的控制,（,3,）工作台运动方向的控制,三、交流伺服驱动系统及工作原理,1.,交流伺服电动机,数控机床中常用的交流伺服电动机可分为同步型和异步型（感应电动机）两种。交流伺服同步电动机有永磁式、磁阻式（反应式）、磁滞式、绕组磁极式等。,2.,模拟式交流伺服控制原理,目前所应用的伺服放大器的控制已经完全数字化，其伺服控制的结构已经完全软件化。,3.FANUC i,系列伺服放大器的接线,（,1,）常用,FANUC,系统伺服放大器的分类,（,2,）,i,系列数字式交流伺服驱动器,3-2,进给伺服系统电气线路分析与故障检修,学习目标,1.,能够读懂数控机床进给伺服电气控制原理图。,2.,能根据电气控制原理图进行故障分析与诊断。,3.,掌握驱动器接口定义及出现故障代码的处理。,一、进给伺服系统控制线路原理分析,CAK4085di,型数控车床的进给伺服系统,X,轴和,Z,轴采用,FANUC iS,系列,SVMI-20,交流伺服驱动器和,iS8/3000,伺服电动机。,1.X,、,Z,轴伺服电动机运转控制,（,1,）,X,、,Z,轴伺服电动机运转准备控制,（,2,）手动方式下控制,X,、,Z,轴伺服电动机运转,2.,进给运动的限位保护控制,3.,系统急停控制,二、进给伺服系统常见故障诊断与处理,1.,软件报警模式,（,1,）伺服进给系统出错报警,（,2,）检测出错报警,（,3,）过热报警,2.,硬件报警形式,（,1,）大电流报警,（,2,）高电压报警,（,3,）低电压报警,（,4,）速度反馈断线报警,（,5,）保护开关动作,（,6,）速度控制单元上的熔丝熔断或断路器跳闸,3.,无报警显示的故障,（,1,）机床失控,（,2,）机床振动,（,3,）机床过冲,（,4,）机床移动时噪声过大,（,5,）圆柱速度超差,（,6,）伺服电动机不转,三、典型故障的分析与诊断流程,1.,故障一：系统出现,SV0401,报警（伺服准备就绪信号断开）,2.,故障二：系统出现,PS0090,报警（返回参考点位置异常）,四、故障检修实例,4-1,数控机床主轴驱动系统,4-2,主轴驱动系统电气线路分析与故障检修,4-1,数控机床主轴驱动系统,学习目标,1.,了解数控机床对主轴传动的要求。,2.,了解主轴系统分类及特点。,3.,熟悉主轴驱动装置的结构、组成与原理。,4.,掌握主轴驱动装置与数控装置的信号连接。,一、主轴驱动系统概述,数控机床主轴驱动系统，即主传动系统，是数控机床的大功率执行机构，其工作运动通常是主轴的旋转运动，通过主轴的回转与进给轴的进给，实现刀具与工件快速的相对切削运动。,1.,数控机床对主轴传动的要求,（,1,）调速范围要宽并能实现无级调速,（,2,）恒功率范围要宽,（,3,）具有四象限驱动能力,（,4,）具有同步控制和定位准停功能,2.,主轴系统分类及特点,目前，全功能数控机床的主传动系统大多采用无级变速。无级变速系统根据控制方式的不同，可分为变频主轴系统和伺服主轴系统两种。,（,1,）笼型异步电动机配齿轮变速箱,（,2,）通用笼型异步电动机配通用变频器,（,3,）专用变频电动机配通用变频器,（,4,）伺服主轴驱动系统,（,5,）电主轴,二、变频主轴驱动装置的组成及工作原理,目前数控机床的主轴驱动多采用交流电动机配通用变频器控制的方式。,1.FANUC 0i Mate-TD,数控系统模拟主轴的连接,2.,与主轴相关的系统接口,（,1,）,JA40,（,2,）,JA41,（,3,）,JD1A I/O LINK,3.FR-S500,变频器的接线,（,1,）,FR-S500,变频器的标准端子接线,（,2,）端子说明,1,）主回路端子说明,2,）控制回路端子说明,（,3,）变频器接线注意事项,三、伺服主轴驱动装置的组成及工作原理,数控加工中心对主轴有较高的控制要求，首先要求在大力矩、强过载能力的基础上实现宽范围无级变速；其次要求在自动换刀过程中实现定向角度停止（即准停。,交流主轴驱动系统也有模拟式和数字式两种形式，其结构有主轴驱动单元、主轴电动机和检测主轴速度与位置的旋转编码器三部分组成，主要完成闭环速度控制，但当主轴准停时则完成闭环位置控制。,1.FANUC,主轴伺服系统,FANUC,公司生产的主轴系统，主要分为直流主轴驱动系统与交流主轴驱动系统。,2.SIEMENS,主轴伺服系统,SIEMENS,公司生产的主轴系统，主要分为直流主轴驱动系统与交流主轴驱动系统两大类。,4-2,主轴驱动系统电气线路分析与故障检修,学习目标,1.,建立数控车床控制系统的总体概念。,2.,能够读懂数控机床主轴电气控制原理图。,3.,能根据电气控制原理图进行故障分析与检修。,一、主轴驱动系统控制线路原理分析,CAK4085di,数控车床主轴旋转运动采用日立,SJ300-055HF/7.5KW,变频调速器控制,5.5KW,主轴电动机，与机械变速相配合，可实现三档无级调速。,1.,主轴正、反转控制信号,2.,主轴电动机速度控制信号,3.,变频器故障输出信号,4.,主轴频率到达输出信号,5.,日立,sj300,变频器的故障显示及处理,二、变频主轴驱动系统常见电气故障的诊断与处理方法,数控机床的主轴驱动系统在实际应用中，出现故障几率比较高。当主轴驱动系统发生故障时，通常有三种表现形式：,一是在,CRT,或操作面板上显示报警内容或报警信息；,二是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱动装置的故障；,三是主轴工作不正常，但无任何报警信息。,三、典型故障的分析与诊断流程,1.,故障一：主轴电动机不能启动,2.,故障二：由变频器出现报警而引起系统急停报警,3.,故障三：主轴速度不能调整,四、故障检修实例,【,故障实例,1】CAK4085di,型数控车床通电后（系统采用,FANUC 0i Mate-TD,），在手动方式下，按下主轴启动按钮，变频器发生,E03,报警，引起系统急停报警。,【,检修过程,】,1.,根据故障现象，进行原因分析，确定故障范围,2.,根据故障分析，正确进行检修,【,故障实例,2】,某,YASKAWA J50M,型数控加工中心，在换刀时出现主轴定位不准的故障。,【,检修过程,】,1.,通电试运行，进一步观察故障现象,2.,根据故障现象，进行原因分析，确定故障范围,3.,根据故障分析，正确进行检修,5-1,数控机床位置检测装置的组成及工作原理,5-2,数控机床位置检测系统线路分析与故障检修,5-1,数控机床位置检测装置的组成及工作原理,学习目标,1.,熟悉位置检测装置的要求与类型。,2.,掌握常用脉冲编码器、光栅和感应同步器的结构、工作原理及使用。,3.,了解旋转变压器和磁栅尺的结构、工作原理及应用。,一、数控机床位置检测装置的要求,检测元件是数控机床闭环伺服系统的重要组成部分，它的作用是检测位移、角位移和速度的实际值，把反馈信号传送回数控装置或伺服装置，构成闭环控制。与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件，向消除偏差的方向运动直至偏差等于零为止。,二、位置检测装置及位置检测元件,1.,位置检测装置的分类,位置检测装置根据被测物理量的不同，可分为直线位移测量装置和旋转角位移测量装置。,按检测信号不同，可分为模拟式和数字式两种。,2.,常用位置检测元件的种类,类型,数字式,模拟式,旋转式,光电编码器和圆光栅,旋转变压器和圆形感应同步器,直线式,直线光栅尺、激光干涉仪和编码尺,直线感应同步器和磁尺,三、常用位置检测元件的原理与使用,1.,脉冲编码器,（,1,）增量式光电编码器,（,2,）绝对式光电编码器,（,3,）光电编码器在数控机床上的应用,增量式光电编码器外形与结构,光电编码器在数控主轴上的应用,2.,光栅,（,1,）光栅的种类,数控机床上常采用计量光栅。按形状分，计量光栅可分为长光栅和圆光栅。,（,2,）数控机床常用光栅的结构,数控机床上主要采用透射式直线光栅，由光源、透镜、标尺光栅（主光栅）、指示光栅和光电接收元件组成。,a,）长光栅,b,）圆光栅,（,3,）工作原理,1,）莫尔条纹原理,2,）光栅的测量电路,（,4,）光栅在数控机床上的应用,（,5,）光栅的使用注意事项,尺身安装孔,读数头,标尺光栅,移动电缆,直线式光栅外形和结构图,莫尔条纹,3.,磁栅尺,磁栅尺是一种采用电磁方法记录磁波数目的高精度位置检测装置，由磁性标尺、磁头和检测电路组成。,（,1,）材料,（,2,）工作原理,（,3,）磁栅尺的特点及应用,4.,感应同步器,（,1,）感应同步器的结构,（,2,）直线式感应同步器的工作原理,（,3,）感应同步器的使用注意事项,直线感应同步器,圆盘感应同步器,5.,旋转变压器,（,1,）结构与工作原理,（,2,）旋转变压器的分类,（,3,）旋转变压器的信号变换,（,4,）旋转变压器的应用,5-2,数控机床位置检测系统线路分析与故障检修,学习目标,1.,掌握半闭环、全闭环位置检测系统线路连接。,2.,掌握位置检测系统常见故障的诊断与处理方法。,3.,掌握位置检测系统典型故障的分析与诊断流程。,一、位置检测线路分析,1.,半闭环位置检测系统线路连接,2.,全闭环位置检测系统线路连接,二、位置检测系统常见故障诊断与处理方法,1.,机械振荡（加减速时）,2.,机械运动异常快速（飞车）,3.,主轴不能定向移动或定向移动不到位,4.,坐标轴进给时振动,5.,位置控制出现报警,三、典型故障的分析与诊断流程,四、故障检修实例,【,故障实例,】,某立式加工中心采用,FANUC 0i,系统，系统振荡、噪声大，伴有,ALM416,号报警。,【,检修过程,】,1.,通电试运行，进一步观察故障现象,2.,根据故障现象，进行原因分析，确定故障范围,3.,根据故障分析，正确进行检修,6-1,数控机床,PLC,控制,6-2,数控机床,PMC,故障诊断,6-1,数控机床,PLC,控制,学习目标,1.,了解数控机床,PLC,的基本知识。,2.,能够读懂数控机床,PLC,梯形图。,3.,掌握,FANUC,系统,PMC,梯形图窗口的基本操作。,一、数控机床,PLC,概述,1.,数控机床,PLC,的形式,（,1,）内装型,PLC,（,2,）独立型,PLC,2.PLC,与数控装置、机床侧之间的信息交换,PLC,作为,CNC,与机床（,MT,）之间的信号转换电路，既要与,CNC,进行信号转换，又要与机床侧外围开关进行信号交换。,3.,数控机床,PLC,的基本控制功能,（,1,）机床操作面板控制,（,2,）机床外部开关量的输入信号控制,（,3,）输出信号控制,（,4,）伺服控制,（,5,）故障诊断处理,二、,FANUC,数控系统,PMC,FANUC,数控系统,PLC,又称为,PMC,，有,PMC-A,、,PMC-B,、,PMC-C,、,PMC-D,、,PMC-G,和,PMC-L,等多种型号，分别使用不同的,FANUC,系统，如,0i MATE-TD,系统,PMC,是采用,PMC-L,型号。,1.PMC,信号地址、类型,2.PMC,信号地址格式,3.PMC,的基本指令和功能指令,三、,FANUC,数控系统,PMC,梯形图操作,FANUC,数控系统可以通过屏幕对,PMC,实施操作，实现各种信号的监控与诊断、,PLC,寄存器的参数设定、梯形图程序的显示、编辑以及系统参数查阅等。,1.,查阅梯形图,2.,在梯形图中查找触点、线圈、行号和功能指令,在梯形图中，快速、准确地查找想要的内容，是日常保养和维修过程中经常进行的操作。,（,1,）查找触点,（,2,）查找线圈,（,3,）查找行号,3.,信号状态的监控,信号状态监控界面可以显示触点和线圈的状态。,4.,与编辑,PMC,有关的操作,FANUC,数控系统不但可以在,CRT,上显示,PMC,程序，而且可以进入编辑界面，根据用户的需求对,PMC,程序进行编辑和其他操作。,（,1,）进入程序编辑状态,（,2,）输入梯形图,（,3,）修改顺序程序梯形图,6-2,数控机床,PMC,故障诊断,学习目标,1.,掌握数控系统,PMC,的故障类型及原因。,2.,掌握利用,PMC,进行故障诊断的方法。,3.,能对数控机床相关功能的,PMC,控制梯形图进行分析。,一、通过,PMC,查找故障的基本方法,1.,根据,PMC,的,I/O,状态诊断故障,2.,根据,PMC,报警信息号诊断故障,3.,通过梯形图监控、诊断故障,4.,通过,PMC,动态信号追踪诊断故障,二、数控机床,PMC,控制功能程序分析,1.,首次开机润滑,2.,机床运行过程中的润滑,3.,润滑油位过低报警,三、典型故障的分析与诊断流程,1.,故障一：某配备,FANUC 0i,系统数控铣床，开机后，在手动（,JOG,）状态下，机床不能正常运转。,故障分析与诊断：机床手动操作无效，而自动方式操作正常时，故障分析过程如下：,（,1,）系统状态未在手动状态。,（,2,）进给轴和方向选择信号未输入。,（,3,）进给速度参数设定不正确。检查各轴手动进给速度参数是否设置为“,0,”。,2.,故障二：,CAK4085di,数控车床（,FANUC 0i Mate-TD,系统）手动方式下，冷却泵电动机不运转。,故障分析与诊断：机床通电后，在手动方式下，按下面板上的冷却泵启动键，继电器,KA1,不吸合，冷却泵电动机不运转。分析与诊断过程如下：,（,1,）识读原理图。,（,2,）根据操作说明书，进入“,PMC,梯形图”监控窗口。,（,3,）断电后，测量信号线及按键，确定故障点。,四、故障检修实例,【,故障实例,】,某数控铣床采用,FANUC 0i MC,数控装置，接通系统电源后，出现“,PMC STOP”,报警，机床无法正常运行。,【,检修过程,】,1.,根据故障现象，进行原因分析，确定故障范围,2.,根据故障分析，正确进行检修,1,）先进行软件检查，利用,PMC,来查看梯形图的存在，查看内部保持性继电器,K900#2,是否为“,1”,。,2,）硬件检查（一般硬件故障需返厂检修）。,7-1,数控机床辅助装置简介,7-3,刀库电气线路分析及故障检修,7-2,刀架与冷却、润滑系统电气线路分析与故障检修,7-1,数控机床辅助装置简介,学习目标,1.,了解数控机床润滑和冷却系统的基本知识。,2.,了解数控机床自动换刀装置的结构、类型、特点。,3.,了解数控机床中液压与气动、排屑装置的基本知识。,一、润滑系统,润滑系统对于提高机床加工精度、延长机床使用寿命等都有着十分重要的作用。,二、冷却系统,数控机床的冷却系统主要用于在切削过程中冷却刀具与工件，同时起冲屑作用。冷却泵的开、停由数控系统中的辅助指令,M08,、,M09,来分别控制。,三、自动换刀装置,自动换刀装置是数控机床的重要执行机构，可使工件一次装夹后即可完成多道工序或全部工序加工，从而避免了多次定位带来的误差，减少因多次安装造成的非故障停机时间，提高了生产效率和机床利用率。,1,回转刀架换刀,2,更换主轴头换刀,3,带刀库的自动换刀系统,类别、形式,特点,使用范围,转塔式,回转刀架,多为顺序换刀，换刀时间短、结构紧凑、容纳刀具较少,各种数控车床、数控车削加工中心,转塔头,顺序换刀，换刀时间短、结构紧凑，刀具主轴都集中在转塔头上，刚性差，刀具主轴数受限制,数控钻床、数控镗床、数控铣床,刀库式,刀具与主轴之间直接换刀,换刀运动集中，运动部件少，刀库容量受限制,数控镗床、立式数控铣床、卧式数控加工中心,机械手配合刀库进行换刀,刀库只完成选刀运动，机械手实现换刀动作，刀库容量大,四、液压与气动系统,液压与气动系统是辅助实现整机自动运行功能的主要装置。,1.,自动换刀所需的动作。,2.,主轴箱的平衡，主轴箱齿轮的变档以及回转工作台的夹紧等。,3.,机床润滑与冷却。,4.,工件、刀具定位面和交换工作台的自动吹屑，清理定位基准面等功能。,5.,机床安全防护门的开关。,五、排屑装置,7-2,刀架与冷却、润滑系统电气线路分析与故障检修,学习目标,1.,熟悉电动刀架工作原理。,2.,能够读懂数控车床电动刀架系统电气控制原理图。,3.,能够读懂数控车床冷却与润滑系统电气控制原理图。,4.,能够根据电气控制原理图进行故障分析与诊断。,一、数控车床的电动刀架控制系统,电动刀架是数控车床的重要执行机构，是实现数控机床自动换刀的装置。,1.,四工位电动刀架工作原理,（,1,）刀架抬起,（,2,）刀架转位,（,3,）刀架定位,（,4,）刀架压紧,电动刀架主控制电路和到位信号控制电路图,2.,电动刀架控制线路分析,3.,电动刀架常见故障及排除方法,故障现象,原因分析,排除方法,电动机停转刀架不动,1.,刀架控制线路有故障,2.,电动机相序不对,3.,机械出现故障,1.,检查线路,2.,调整电动机相序,3.,检查机械故障,刀架转个不停或某刀位不停,1.,磁钢与霍尔元件相碰,2.,霍尔元件线路出现故障,3.,霍尔元件短路,4.,刀位信号接收电路,1.,检查磁钢,2.,检查线路,3.,更换霍尔元件,4.,检查或更换线路板,刀架换刀不到位或过冲太大,发讯盘与磁钢在圆周方向上没有对正,调整磁钢与霍尔元件的相对位置,刀位锁不紧,1.,反转时间太短,2.,机械锁紧机构故障,3.,发信盘位置没对正,1.,调整参数,2.,检查机械锁紧机构,3.,调整发信盘位置,二、润滑泵控制系统,1.,数控机床润滑系统的电气控制要求,（,1,）首次开机时，自动润滑,15s,。,（,2,）机床运行时，达到间隔固定时间自动润滑一次，,而且润滑间隔时间可有用户通过,PMC,参数进行调整。,（,3,）加工过程中，可通过机床操作面板上的润滑手动开关控制。,（,4,）润滑油过低时，系统出现报警提示，系统不能循环启动。,2.,润滑系统电气控制线路分析,三、冷却泵控制系统,四、典型故障的分析与诊断流程,1.,故障一：数控车床刀架不转,2.,故障二：数控车床润滑泵不工作,3.,故障三：数控车床冷却泵不工作,五、故障检修实例,【,故障实例,】CAK4085di,数控车床刀架在某把刀位运转不停，其余刀位可以正常转动。,【,检修过程,】,1.,根据故障现象，进行原因分析，确定故障范围,2.,根据故障分析，正确进行检修,7-3,刀库电气线路分析及故障检修,学习目标,1.,熟悉数控加工中心换刀原理。,2.,能够理解数控机床与刀库相关的接口定义。,3.,能够读懂数控机床刀库电气控制原理图。,4.,能根据电气控制原理图进行故障分析与诊断。,一、刀库自动换刀原理,1.,无机械手换刀,2.,机械手换刀,二、刀库电气线路图的识读,三、自动换刀系统常见故障诊断与处理,故障现象,故障原因,诊断与处理,刀库不能转动,连接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动,重新调整与紧固,PLC,无控制输出，可能是接口板中的继电器失效,检查与更换继电器,机械连接过紧,检查与重新调整,电网电压过低,调整或加装稳压器,刀库转不到位,电动机转动故障,检查与更换电动机,传动机构误差,调整传动结构,刀套不能夹紧刀具,刀套上的调整螺钉松动,重新调整,螺钉,弹簧太松，造成卡紧力不足,更换弹簧或重新调整,螺母,刀具超重,更换刀具,刀套上下不到位,装置调整不当或加工误差过大而造成拨叉位置不正确,重新对装置进行调整,限位开关安装不正确或调整不当而造成反馈信号错误,重新对限位开关进行安装或调整,刀具夹紧后松不开,松锁的弹簧压合过紧，卡爪缩不回,应调松螺母，使最大载荷不超过额定数值,刀具交换时掉刀,换刀时，主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移；机械手抓刀时没有到位，就开始拔刀，都会导致换刀时掉刀,重新移动主轴箱，使其回到换刀点位置，重新设定换刀点,四、典型故障的分析与诊断流程,故障现象：,J1HMC40,卧式加工中心换刀不正常,五、故障检修实例,【,故障实例,】,某加工中心配套,SIEMENS 840D,系统，在自动换刀时刀链运转不到位，刀库就停止运转，机床自动报警。,【,检修过程,】,1.,根据故障现象，进行原因分析，确定故障范围,2.,根据故障分析，正确进行检修,