數(shù)控機(jī)床安裝、調(diào)試、維修

數(shù)控系統(tǒng)的硬件連接一、數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)1、數(shù)控車床的電氣控制要求

1.1控制軸（坐標(biāo)）運(yùn)動(dòng)功能數(shù)控車床一般設(shè)有兩個(gè)坐標(biāo)軸（X、Z軸），其數(shù)控系統(tǒng)具備控制兩軸運(yùn)動(dòng)的功能。1.2刀具位置補(bǔ)償數(shù)控車床的位置補(bǔ)償功能，可以完成刀具磨損和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償以及安裝刀具時(shí)產(chǎn)生的誤差的補(bǔ)償。1.3車削固定循環(huán)功能數(shù)控車床具有各種不同形式固定切削循環(huán)功能，如內(nèi)外圓柱面固定循環(huán)、內(nèi)外圓錐面固定循環(huán)、端面固定循環(huán)等。利用這些固定循環(huán)指令可以簡(jiǎn)化編程，提高加工效率。1.4準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能也稱為G功能，是用來(lái)指定數(shù)控車床動(dòng)作方式的功能。G代碼指令由G代碼和它后面的兩位數(shù)字組成。1.5輔助功能輔助功能也稱為M功能，是用來(lái)指定數(shù)控車床的輔助動(dòng)作及狀態(tài)，M代碼指令由M代碼和它后面的兩位數(shù)字組成。1.6主軸功能數(shù)控車床主軸功能主要表示主軸轉(zhuǎn)速或線速度。主軸功能由字母S及其后面

的數(shù)字表示。1.7進(jìn)給功能數(shù)控車床的進(jìn)給功能主要是指加工過(guò)程各軸進(jìn)給速度的功能，進(jìn)給速度功能指令由F代碼及其后面的數(shù)字組成。1.8刀具功能刀具功能又稱T功能。根據(jù)加工需要，在某些程序段指令進(jìn)行選刀和換刀。

刀具功能指令時(shí)用字母T及其后面的四位數(shù)表示。2、數(shù)控車床的電氣控制要求的實(shí)現(xiàn)

序號(hào)要求實(shí)現(xiàn)方案實(shí)現(xiàn)元件1控制軸（坐標(biāo)）運(yùn)動(dòng)功能采用伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)發(fā)那科伺服放大器與伺服電機(jī)2刀具位置補(bǔ)償CNC軟件實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)3車削固定循環(huán)功能CNC軟件實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)4準(zhǔn)備功能CNC軟件實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)5輔助功能CNC軟件與PMC單元CNC系統(tǒng)與PMC單元6主軸功能采用變頻器進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速、配置編碼器反饋?zhàn)冾l器、CNC、主軸編碼器7進(jìn)給功能CNC軟件實(shí)現(xiàn)CNC系統(tǒng)8刀具功能采用電動(dòng)刀架配合PMC程序?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)刀架任務(wù)實(shí)施：

1、

在實(shí)訓(xùn)設(shè)備上尋找相關(guān)元件

2、根據(jù)上面介紹的，連接控制框圖。

查閱資料，根據(jù)如下要求，寫出相關(guān)的實(shí)現(xiàn)方式。

機(jī)床類型

控制要求

控制方式實(shí)現(xiàn)

數(shù)控車床主軸可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速例答：可以使用變頻電機(jī)與伺服電機(jī)主軸可以實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速與大扭矩加工采用機(jī)械換擋與伺服主軸主軸可以進(jìn)行速度反饋與車削螺紋

進(jìn)給軸實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)控制

進(jìn)給軸實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制

進(jìn)給軸實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制

進(jìn)給軸可以實(shí)現(xiàn)無(wú)擋塊回零

可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀

1、系統(tǒng)的連接框圖

2、數(shù)控系統(tǒng)的接口定義：

FANUC0iMODELD系統(tǒng)硬件在硬件上作了很多增加。如標(biāo)配以太網(wǎng)口（mate的不含）、系統(tǒng)狀態(tài)顯示數(shù)碼管等。圖2-2為FANUC0iD/0imateD系統(tǒng)接口圖。系統(tǒng)各端子的功能數(shù)控系統(tǒng)的FSSB總線的構(gòu)成與連接方法FANUC伺服控制系統(tǒng)的連接，無(wú)論是αi或βi的伺服，在外圍連接電路具有很多類似的地方，大致分為光纜連接、控制電源連接、主電源連接、急停信號(hào)連接、MCC連接、主軸指令連接（指串行主軸，模擬主軸接在變頻器中）、伺服電機(jī)主電源連接、伺服電機(jī)編碼器連接。以βi多軸驅(qū)動(dòng)器為例來(lái)說(shuō)明。

1)光纜連接（FSSB總線）

FSSB總線采用光纜通訊，在硬件連接方面，遵循從A到B得規(guī)律，即COP10A為總線輸出，COP10B為總線輸入，需要注意的是光纜在任何情況下不

能硬折，以免損壞。如圖

2)控制電源連接

控制電源采用DC24V電源，主要用于伺服控制電路的電源供電。在上電順序

中，推薦優(yōu)先給伺服放大器供電。如圖

3)主電源連接

主電源是用于伺服電機(jī)動(dòng)力電源的變換。4)急停與MCC連接

該部分主要用于對(duì)伺服主電源的控制與伺服放大器的保護(hù)，如發(fā)生報(bào)警、急停等情況下能夠切斷伺服放大器主電源。5)主軸指令信號(hào)連接發(fā)那科的主軸控制采用兩種類型，分別是模擬主軸與串行主軸，模擬主軸的控制對(duì)象是系統(tǒng)JA40口輸出0-±10V的電壓給變頻器，從而控制主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

6)伺服電機(jī)動(dòng)力電源連接主要包含伺服主軸電機(jī)與伺服進(jìn)給電機(jī)的動(dòng)力電源連接，伺服主軸電機(jī)的動(dòng)力電源是采用接線端子的方式連接，伺服進(jìn)給電機(jī)的動(dòng)力電源是采用接插件連接，在連接過(guò)程中，一定要注意相序的正確

7)伺服電機(jī)反饋的連接主要包含伺服進(jìn)給電機(jī)的反饋連接，伺服進(jìn)給電機(jī)的反饋接口接JF1等接口

伺服電機(jī)在連接的過(guò)程中，禁止進(jìn)行軸向敲擊。

任務(wù)實(shí)施：

本次任務(wù)主要是了解各端口的作用與定義，并在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上進(jìn)行硬件連接。連接圖如下：（也可以參考電纜圖）

步驟二：完成I/OLINK的連接。

步驟三：完成伺服電機(jī)、伺服放大器的連接

查閱資料，在如下實(shí)訓(xùn)設(shè)備上，連接配置有伺服主軸的發(fā)那科系統(tǒng)。

刀架類故障診斷與維修

一臺(tái)數(shù)控車床在進(jìn)行換刀時(shí)，找不到1號(hào)刀，經(jīng)過(guò)1號(hào)刀位時(shí)，刀架不停，刀架一直轉(zhuǎn)，過(guò)一段時(shí)間后，出現(xiàn)尋不到刀報(bào)警。故障分析流程圖：

2、電動(dòng)刀架的PMC連接

下圖是電動(dòng)刀架與PMC的連接圖，包含輸入與輸出兩部分，輸入主要是刀位信號(hào)，輸出是刀架電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)的控制邏輯由PMC設(shè)計(jì)完成。

3、查看PMC狀態(tài)表

發(fā)那科系統(tǒng)提供PMC狀態(tài)查詢，我們可以按系統(tǒng)面板上的【SYSTEM】-【PMC】-【信號(hào)】，搜索X3查詢現(xiàn)有地址的狀態(tài)。正常狀態(tài)下的刀架是有一位是低電平，三個(gè)為高電平，如果四位相同，那么就表示刀架信號(hào)異常，就會(huì)產(chǎn)生不能換刀的故障，這時(shí)候，就需要用檢查發(fā)訊盤與線路了。發(fā)那科提供的信號(hào)狀態(tài)查詢功能，可以很好的進(jìn)行信號(hào)狀態(tài)的查詢，對(duì)判斷故障原因提供很大的方便。這個(gè)功能是需要我們牢固掌握的。

4、調(diào)整或更換發(fā)訊盤

（1）拆卸與更換發(fā)訊盤

4、調(diào)整或更換發(fā)訊盤

2）調(diào)整發(fā)訊盤位置小結(jié)：刀架故障是常見(jiàn)的數(shù)控車床故障，原因很多，也有是因?yàn)榈都茈姍C(jī)正反轉(zhuǎn)不良造

成的，所以需要仔細(xì)掌握刀架與PMC的控制過(guò)程，發(fā)現(xiàn)故障原因。本次故障的維修主要是通過(guò)PMC狀態(tài)表，查看刀位信號(hào)，從而判斷故障原因，也可以通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)試相關(guān)信號(hào)的電平來(lái)進(jìn)行判斷。主軸類故障診斷與維修

一臺(tái)數(shù)控車床的主軸采用變頻器控制，在進(jìn)行主軸控制的過(guò)程中出現(xiàn)可以反轉(zhuǎn)，不可以正轉(zhuǎn)。

1、數(shù)控機(jī)床對(duì)變頻器控制原理：發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)對(duì)模擬主軸的控制，主要包含速度與方向控制，速度控制的來(lái)源是由系統(tǒng)根據(jù)速度指令轉(zhuǎn)化為0-±10V的電壓給變頻器進(jìn)行控制，如在MDI方式下輸入“M03S1000”，該程序段中的S1000會(huì)通過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為0-±10V的模擬電壓，輸出給變頻器的模擬量控制接口；而主軸旋轉(zhuǎn)的方向，是有PMC根據(jù)指令進(jìn)行輸出正反轉(zhuǎn)繼電器吸合來(lái)完成的。上例中的“M03”就是由PMC進(jìn)行譯碼