學(xué)習(xí)情景五：數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)

故障排除

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第1頁本學(xué)習(xí)情景目標(biāo)目標(biāo)1：經(jīng)過該情景學(xué)習(xí)能夠掌握數(shù)控機(jī)床中PLC工作原理、過程。目標(biāo)2:能夠熟練使用電氣手冊排除機(jī)床電氣故障數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第2頁教學(xué)目標(biāo)1.掌握數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)基本組成；2.了解PLC與NC關(guān)系；3.掌握數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)工作流程；4.掌握查閱電路圖方法；5.掌握依據(jù)電路圖排除故障方法；數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第3頁P(yáng)LC（ProgrammableLogicController),通慣用于設(shè)備自動(dòng)控制。2.PLC用于機(jī)床控制，主要是用于機(jī)床外圍、輔助電氣控制；3.PLC用于數(shù)控機(jī)床通常稱之為可編程序機(jī)床控制器；稱之為PMC（programmablemachinetoolcontroller）第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用一、數(shù)控機(jī)床用PLC介紹數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第4頁

1、實(shí)現(xiàn)刀具相對于工件各坐標(biāo)軸幾何運(yùn)動(dòng)規(guī)律數(shù)字控制（即是實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡控制、實(shí)現(xiàn)零件輪廓控制）。這一部分工作有數(shù)控系統(tǒng)中NC部分來完成。 2、實(shí)現(xiàn)機(jī)床輔助設(shè)備控制(包含冷卻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、操作面板、換刀系統(tǒng)等等）是由PLC來完成。二、PLC和NC關(guān)系第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第5頁1.外圍電路（強(qiáng)電回路）是不能夠直接和PLC相互連接，所以外圍電路和PLC相互連接必須要經(jīng)過中間繼電器回路轉(zhuǎn)換。2.進(jìn)入PLC必須要轉(zhuǎn)換成弱電信號(hào)，用于控制外圍電路必須要把PLC輸出弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換成強(qiáng)電信號(hào)。第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用二、PLC和機(jī)床外圍電路關(guān)系第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第6頁1.內(nèi)裝式（集成式）：整體設(shè)計(jì)、信息交換速度快、系統(tǒng)可靠。2.獨(dú)立式（外裝式）：獨(dú)立于NC裝置，是能夠獨(dú)立完成功效PLC。方便擴(kuò)展、選擇余地大。三、PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用形式第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第7頁1、機(jī)床側(cè)至PLC： 機(jī)床側(cè)信號(hào)經(jīng)過I/O單元接口輸入到PLC，輸入地址由PLC程序編制人員自行定義。當(dāng)然要依據(jù)相關(guān)規(guī)范確定。2、PLC至機(jī)床側(cè)： 依據(jù)機(jī)床配置，以及所需要完成控制功效。PLC將控制信號(hào)輸送至機(jī)床側(cè)。輸出信號(hào)地址也是由程序編制人員自行定義。第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用四、PLC和外部信息交換數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第8頁3、PLC至CNC： PLC至CNC信號(hào)地址和含義由系統(tǒng)廠約定義完成，程序編制人員之能夠依據(jù)廠商定義而不能夠增減、刪除改變。4、CNC至PLC： CNC送至PLC信號(hào)可由CNC直接送至PLC存放器中，全部CNC送至PLC信號(hào)含義和地址均由系統(tǒng)廠約定義。第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用四、PLC和外部信息交換數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第9頁1、輸入采樣；PLC掃描讀入全部輸入端口信號(hào)狀態(tài)，并將此狀態(tài)讀入到輸入映像存放器中。2、程序執(zhí)行；系統(tǒng)讀入輸入映像緩存區(qū)、輸出映像緩存區(qū)數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)算并將運(yùn)算結(jié)果輸出到輸出映像緩存區(qū)。3、刷新階段；刷新階段主要是將新處理結(jié)果輸出到外部。第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用五、PLC在數(shù)控機(jī)床中工作流程數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第10頁1、操作面板控制 操作面板控制分為兩個(gè)部分，一個(gè)是系統(tǒng)操作面板控制一個(gè)是機(jī)床操作面板控制。

系統(tǒng)面板信號(hào)NCPLC機(jī)床面板信號(hào)機(jī)床機(jī)床面板信號(hào)PLC機(jī)床系統(tǒng)面板信號(hào)第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用六、PLC在數(shù)控機(jī)床中功效。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第11頁2、機(jī)床外部開關(guān)輸入信號(hào)將機(jī)床側(cè)開關(guān)信號(hào)輸入PLC，進(jìn)行邏輯運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果用于對機(jī)床控制。3、輸出信號(hào)控制，PLC將用于控制信號(hào)經(jīng)過接口以及外圍電路中繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對象。4、T功效實(shí)現(xiàn)，所謂T功效實(shí)際上就是數(shù)控機(jī)床對刀具控制功效。就是經(jīng)過PLC實(shí)現(xiàn)刀具調(diào)用、換刀等一系列功效。第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用六、PLC在數(shù)控機(jī)床中功效。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第12頁5、M功效實(shí)現(xiàn) 所謂M功效就是數(shù)控機(jī)床輔助功效，包含主軸旋轉(zhuǎn)控制、冷卻系統(tǒng)控制、程序執(zhí)行方式控制等等。第一節(jié)PLC在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用六、PLC在數(shù)控機(jī)床中功效。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第13頁NCPLC外圍輔助設(shè)備PLCNC指令外部反饋直接控制外部設(shè)備小功率設(shè)備由繼電器、接觸器等組成外圍電路輔助設(shè)備第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系一、PLC對外圍電路控制。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第14頁1、PLC內(nèi)部信號(hào)和外部信號(hào)對應(yīng)關(guān)系，對于外圍電路控制非常主要。處理他們對應(yīng)關(guān)系，主要是依據(jù)機(jī)床廠上對于外圍電路設(shè)計(jì)、功效定義以及PLC程序編制工程是對于PLC輸入輸出接口分配。2、地址分配：將PLC許可使用范圍內(nèi)地址，按照一定規(guī)則使其和外部電路中信號(hào)相對應(yīng)。也就是一個(gè)地址對應(yīng)著一路信號(hào)，也就是地址實(shí)際上將內(nèi)部信號(hào)和外部信號(hào)連接起來。第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系一、PLC內(nèi)部信號(hào)和外部信號(hào)對應(yīng)。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第15頁P(yáng)LC程序編制工程師在編制軟件時(shí)，經(jīng)過設(shè)置參數(shù)、和程序編制時(shí)定義，已經(jīng)將地址從軟件上作了分配。不過，我們在處理外部回路和PLC相連接時(shí)，不能夠只是靠軟件來確保信號(hào)對應(yīng)關(guān)系。PLC內(nèi)部信號(hào)定義和地址分配，是和PLC硬件接口相對應(yīng)。我們在使用PLC時(shí)，實(shí)際上也只能夠經(jīng)過對硬件使用和辨識(shí)來確保接口使用確實(shí)實(shí)。第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系一、PLC內(nèi)部信號(hào)和外部信號(hào)對應(yīng)。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第16頁手動(dòng)絕對值選擇停頓主軸正轉(zhuǎn)

主軸反轉(zhuǎn)主軸停頓線號(hào)插座上針腳號(hào)分配輸入地址實(shí)際信號(hào)含義標(biāo)注實(shí)際開關(guān)按鈕編號(hào)第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系二、外部元件和PLC輸入信號(hào)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第17頁P(yáng)LC第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系二、外部元件和PLC輸入信號(hào)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第18頁P(yáng)LC地址通常由三部分組成：1、地址類型；2、地址號(hào)；3、位號(hào)；如：X1000.0地址類型地址號(hào)位號(hào)位號(hào)從0~7地址類型由廠家定義第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系三、PLC地址組成數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第19頁

元器件（號(hào)）線號(hào)插槽或插座號(hào)針腳號(hào)PLC輸入地址號(hào)機(jī)床上實(shí)際使用電氣元件編號(hào)和機(jī)床電氣元件相連電纜線號(hào)電纜匯入插座、插槽號(hào)碼每一路信號(hào)在插座、插槽上分配號(hào)碼每一路信號(hào)對應(yīng)分配PLC地址第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系三、電路圖上幾個(gè)標(biāo)號(hào)關(guān)系數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第20頁Operationpanel第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第21頁S37S36數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第22頁外部執(zhí)行元件控制PLC輸出信號(hào)輸出地址插座或者插頭針腳外圍電路線纜（線號(hào)）設(shè)備或者元件中間會(huì)經(jīng)過一些端子排中間會(huì)經(jīng)過一些端子排第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系四、輸出信號(hào)和受控執(zhí)行元件PLC一、PLC信號(hào)抵達(dá)受控元件路徑數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第23頁四、輸出信號(hào)和受控執(zhí)行元件第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系二、兩種控制方式1、PLC輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)PLC輸出信號(hào)執(zhí)行元件數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第24頁第二節(jié)PLC和外圍電路關(guān)系四、輸出信號(hào)和受控執(zhí)行元件2、PLC輸出信號(hào)經(jīng)過中間繼電器、電磁接觸器等才能夠最終控制執(zhí)行元件二、兩種控制方式輸出信號(hào)中間繼電器數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第25頁1.目錄

目錄主要內(nèi)容是：頁碼、圖號(hào)、標(biāo)題第三節(jié)查閱機(jī)床電氣手冊一、機(jī)床電氣手冊組成NO（頁碼）DRAWING（圖號(hào)）TITLE（標(biāo)題）REMARK（備注）數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第26頁2、線號(hào)表

說明線纜走向，線纜在電氣圖中位置。第三節(jié)查閱機(jī)床電氣手冊一、機(jī)床電氣手冊組成數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第27頁3、符號(hào)描述表 描述所要表示電氣元件圖形符號(hào)第三節(jié)查閱機(jī)床電氣手冊一、機(jī)床電氣手冊組成數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第28頁4、電器柜布置圖 用來描述每個(gè)器件在電氣柜中位置，以及電氣柜和外界相連通線纜位置。第三節(jié)查閱機(jī)床電氣手冊一、機(jī)床電氣手冊組成數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第29頁電器柜布置圖數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第30頁第三節(jié)查閱機(jī)床電氣手冊一、機(jī)床電氣手冊組成5、控制回路框圖用于描述整個(gè)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)控制流程和各部分之間關(guān)系。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第31頁6、各控制單元圖。

在數(shù)控機(jī)床電氣控制圖中，對完成某一項(xiàng)或者某一類功效電路作了單獨(dú)描述。除此以外，還對每一個(gè)主要零部件組成做了詳細(xì)描述。經(jīng)過這些單元圖（零部件圖），我們能夠愈加詳細(xì)而透徹了解整個(gè)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)組成。第三節(jié)查閱機(jī)床電氣手冊一、機(jī)床電氣手冊組成數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第32頁第三節(jié)查閱機(jī)床電氣手冊一、機(jī)床電氣手冊組成NC電源供給單元NCPOWERSUPPLYUNIT數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第33頁1、了解數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)工作原理；2、熟練使用機(jī)床電氣手冊維護(hù)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)。第四節(jié)查找回路方法一、學(xué)習(xí)查找回路目標(biāo)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第34頁

經(jīng)過查找冷卻液電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路工作流程，熟悉和掌握使用機(jī)床電氣手冊方法?？刂评鋮s液電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制兩種方式：1、程序自動(dòng)控制（M指令）；NC將M指令譯碼后送至PLC，經(jīng)過PLC運(yùn)算處理后送出控制信號(hào)。2、手動(dòng)控制（機(jī)床面板上按鈕）；經(jīng)過操作機(jī)床操作面板上操作開關(guān)，開關(guān)信號(hào)進(jìn)入PLC，經(jīng)過PLC運(yùn)算后送出控制信號(hào)。其實(shí)，這兩種方式在PLC送出控制信號(hào)以后，都是經(jīng)過同一個(gè)回路來控制冷卻液電機(jī)運(yùn)行。第四節(jié)查找回路方法二、查找電路圖例數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第35頁二、查找電路圖例第四節(jié)查找回路方法1、查找電機(jī)控制回路經(jīng)過電氣手冊目錄，查找到電機(jī)控制回路電機(jī)控制回路目錄數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第36頁

2、查找冷卻液電機(jī)控制回路在前面目錄所表示頁碼中，找到電機(jī)控制回路，在眾多電機(jī)控制回路中，找到冷卻液電機(jī)控制回路。二、查找電路圖例第四節(jié)查找回路方法數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第37頁二、查找電路圖例第四節(jié)查找回路方法冷卻液電機(jī)控制回路2、查找冷卻液電機(jī)控制回路數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第38頁第四節(jié)查找回路方法二、查找電路圖例3、查找控制冷卻液電機(jī)接觸器線圈控制回路接觸器線圈控制回路冷卻泵控制數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第39頁4、查找控制前述接觸器繼電器線圈控制回路。第四節(jié)查找回路方法二、查找電路圖例繼電器線圈控制回路冷卻泵PLC輸出信號(hào)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第40頁5、查找控制冷卻泵PLC輸入信號(hào)。

經(jīng)過查找目錄，找到I/O單元，在I/O單元里找到控制冷卻泵輸入信號(hào)。

第四節(jié)查找回路方法二、查找電路圖例控制冷卻泵輸入信號(hào)及外部控制開關(guān)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第41頁6、查找冷卻液控制開關(guān)。

這種控制開關(guān)都是集中在操作面板上，所以應(yīng)該到操作面板上去查找。第四節(jié)查找回路方法二、查找電路圖例數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第42頁S33數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的排除第43頁7、小結(jié)。

冷卻液電機(jī)控制流程以下：第四節(jié)查找回路方法二、查找電路圖例X1000.2S33PLCY1004.3RelayPCBK2K2M冷卻泵電機(jī)數(shù)