任務(wù)１認識數(shù)控機床任務(wù)２數(shù)控車床的基本操作任務(wù)３數(shù)控機床的電氣系統(tǒng)維護從電氣角度來認識數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)組成及電氣元件。任務(wù)引入任務(wù)１認識數(shù)控機床相關(guān)知識一、數(shù)控機床的概念數(shù)控機床是用數(shù)字化信號控制機床的運動及其加工過程?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)是計算機數(shù)控（ComputerNumericalControl，簡稱CNC）系統(tǒng)。具有CNC系統(tǒng)的機床稱為CNC機床。數(shù)控鉆床數(shù)控車床數(shù)控銑床立式數(shù)控加工中心二、數(shù)控機床的工作過程數(shù)控機床的工作過程示意圖CAK3665NJ數(shù)控車床三、數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的組成框圖1．輸入/輸出裝置輸入裝置有鍵盤、磁盤驅(qū)動器以及DNC網(wǎng)絡(luò)串行通信。輸出裝置主要是彩色液晶顯示器。2．數(shù)控裝置（CNC）數(shù)控裝置是數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的核心。GSK980TDb系統(tǒng)面板3．可編程邏輯控制器（PLC）機床各項功能的邏輯控制中心，一般數(shù)控裝置都內(nèi)置PLC。4．主軸驅(qū)動系統(tǒng)由主軸電動機（包括速度檢測元件）和主軸伺服驅(qū)動裝置組成。數(shù)控車床電氣控制柜５．進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)由進給伺服電動機和進給伺服驅(qū)動裝置組成。光電脈沖編碼器光柵尺６．位置檢測裝置常用的位置檢測元件有光柵、光電編碼器、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器、磁柵尺等。伺服電動機（內(nèi)裝編碼器）７．強電控制電路主要任務(wù)是對電源的控制以及與PLC聯(lián)合控制，把PLC輸出的輔助控制指令轉(zhuǎn)換成強電信號，以實現(xiàn)對輔助裝置的邏輯控制。８．機床本體由機床床身、主軸傳動裝置、進給機構(gòu)、冷卻與潤滑裝置、交換工作臺及排屑裝置等組成。機床的運動形式及控制要求見表。機床的運動形式及控制要求任務(wù)實施一、任務(wù)準備二、參觀數(shù)控車間，認識數(shù)控車床１．在指導教師的指導下，對照數(shù)控車床了解其主要結(jié)構(gòu)，并正確填寫表。數(shù)控車床主要結(jié)構(gòu)的功能２．仔細觀察數(shù)控車床及其電氣控制柜，并對照圖所示數(shù)控車床電氣整機連接示意圖，識別各電氣元件的型號、位置和用途，并正確填寫表。３．觀察數(shù)控車床主軸、進給、換刀、冷卻、潤滑等系統(tǒng)的運動。電氣元件的型號和用途學生先按照表進行自我測評，再由指導教師評價審核。任務(wù)測評測評表測評表測評表維修人員應(yīng)掌握數(shù)控車床的基本操作方法，會編制簡單的加工程序，對機床進行自動運行加工測試。任務(wù)引入任務(wù)２數(shù)控車床的基本操作相關(guān)知識一、數(shù)控車床總面板介紹GSK980TDb系統(tǒng)的機床總面板１．狀態(tài)指示燈機床的狀態(tài)指示燈及其功能2．MDI編輯鍵盤各鍵功能各鍵功能３．顯示菜單顯示菜單鍵的功能顯示菜單鍵的功能４．數(shù)控車床操作面板GSK980TDb系統(tǒng)的數(shù)控車床操作面板及功能GSK980TDb系統(tǒng)的數(shù)控車床操作面板及功能GSK980TDb系統(tǒng)的數(shù)控車床操作面板及功能GSK980TDb系統(tǒng)的數(shù)控車床操作面板及功能GSK980TDb系統(tǒng)的數(shù)控車床操作面板及功能GSK980TDb系統(tǒng)的數(shù)控車床操作面板及功能５．附加面板是為有特殊需求的用戶設(shè)計的選配件。附加面板中各功能按鈕的名稱及說明二、數(shù)控編程基礎(chǔ)１．數(shù)控機床坐標系用數(shù)控機床坐標系來描述機床的運動。（１）坐標系確定原則１）刀具相對于靜止工件而運動的原則。２）標準坐標（機床坐標）系的規(guī)定。３）運動方向的規(guī)定。增大刀具與工件距離的方向為正方向。右手笛卡兒直角坐標系（２）坐標軸的確定1）Z

坐標軸。與主軸軸線平行。數(shù)控車床的坐標系2）X

坐標軸。平行于工件裝夾面。3）Y

坐標軸。確定X

和Z

坐標軸后，按照右手笛卡兒坐標系來確定Y

坐標軸及其正方向。數(shù)控銑床的坐標系a）立式數(shù)控銑床的坐標系b）臥式數(shù)控銑床的坐標系（3）機床原點和機床參考點1）機床原點。機床制造廠家設(shè)置在機床上的一個基準位置。２）機床參考點（機床零點）。機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，機床參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。開機第一步是先使機床返回參考點。目的就是為了建立機床坐標系。數(shù)控車床機床原點圖數(shù)控銑床機床原點２．數(shù)控編程（１）數(shù)控編程的分類１）手工編程。２）計算機自動編程。（２）數(shù)控編程的步驟１）分析零件圖樣。２）確定工藝過程。３）計算加工軌跡尺寸４）編寫程序單５）制作控制介質(zhì)６）程序校驗。３．數(shù)控程序的組成（１）程序號用于區(qū)別零件加工程序的代號。程序號寫在程序的最前面，單獨占一行。廣州數(shù)控系統(tǒng)程序號的書寫格式為O

××××。（２）程序內(nèi)容程序內(nèi)容是整個加工程序的核心，它由許多程序段組成。１）程序段格式。例如，N50G01X30.0Z30.0F100S800T01M03；２）程序段的組成①程序段號。程序段號由地址符“N”開頭，其后為若干位數(shù)字。②程序段內(nèi)容。具備6個基本要素，即準備功能字、尺寸功能字、進給功能字、主軸功能字、刀具功能字、輔助功能字等（見表）。③程序段結(jié)束。程序段以結(jié)束標記“CR（或LF）”結(jié)束，實際使用時，常用符號“；”或“＊”表示“CR（或LF）”。（3）程序結(jié)束M02或M30單獨占一行。數(shù)控機床主要功能及其地址表常用的M功能代碼表一、任務(wù)準備二、在指導教師的示范操作和指導下，對數(shù)控車床進行手動基本操作任務(wù)實施1．機床電源接通的操作2．機床電源關(guān)機的操作3．機床回零點的操作4．坐標軸移動的操作5．主軸的操作6．冷卻液開閉操作7．手動選刀操作8．機床導軌潤滑操作9．機床超程釋放的操作三、在指導教師的指導下，完成下列程序的編輯與錄入１．建立一個新程序。２．按照如圖所示的程序逐個輸入。３．按照第2步的輸入方法依次完成其他程序段的輸入。加工程序四、在指導教師的示范操作和指導下，對數(shù)控車床進行自動運行操作１．機床鎖住運行操作。２．機床的自動運行操作。任務(wù)測評測評表學生先按照表進行自我測評，再由指導教師評價審核。測評表１．依據(jù)科學的管理與維護，有目的地制訂出相應(yīng)的日常維護計劃。２．對照數(shù)控車床進行電氣維護。任務(wù)引入任務(wù)３數(shù)控機床的電氣系統(tǒng)維護相關(guān)知識一、數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的維護１．數(shù)控機床的維護（１）嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度（２）清潔機床電氣箱熱交換器過濾網(wǎng)（３）防止灰塵進入數(shù)控裝置內(nèi)不允許隨意開啟數(shù)控柜門，不允許在使用時敞開柜門。（４）定時清掃數(shù)控柜的散熱通風系統(tǒng)及電動機每半年或一個季度清掃檢查一次。（５）經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓數(shù)控系統(tǒng)允許的電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85％～110％。（６）定期更換存儲器用電池定期檢查電池電壓。更換電池時，一定要在數(shù)控系統(tǒng)通電狀態(tài)下進行。參數(shù)事先備份。（７）數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或讓數(shù)控機床運行溫機程序。（８）備用電路板的維護定期裝到數(shù)控系統(tǒng)中通電運行一段時間。２．電氣部分的維護（１）檢查三相電源的電壓值是否正常。（２）檢查所有電氣連接是否良好。（３）檢查各類開關(guān)是否有效。（４）檢查各繼電器、接觸器是否工作正常。（５）檢驗熱繼電器、電弧抑制器等保護器件是否有效。（６）檢查伺服驅(qū)動裝置的散熱風扇是否異常。３．數(shù)控系統(tǒng)維護中應(yīng)特別關(guān)注的器件表中所列即為數(shù)控系統(tǒng)維護中常見的故障類型及對應(yīng)的元器件或部位。數(shù)控系統(tǒng)維護中常見的故障類型及對應(yīng)的元器件或部位二、數(shù)控機床的抗干擾措施數(shù)控機床的干擾類型及措施見表。數(shù)控系統(tǒng)干擾構(gòu)成數(shù)控機床的干擾類型及措施三、數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的故障特點及主要故障原因造成電氣故障的主要原因如下：（１）電氣元件有使用壽命限制，非正常使用會大大降低使用壽命。（２）電氣系統(tǒng)容易受外界影響造成故障。（３）操作人員非正常操作，造成開關(guān)手柄損壞、限位開關(guān)被撞壞等。（４）電線、電纜磨損會造成斷線或短路，蛇皮線管進冷卻水、油液而長期浸泡，橡膠電線膨脹、黏化，會使其絕緣性能下降造成短路。（５）冷卻泵、排屑器、電動刀架及伺服電動機等電動機進水，繞組絕緣性能下降，軸承損壞會造成電動機故障。四、數(shù)控機床的電氣故障分類１．按故障發(fā)生性質(zhì)分類分為硬件故障、軟件故障和干擾故障三種，見表。按故障發(fā)生性質(zhì)分類２．按故障發(fā)生后有無報警指示分類（１）有診斷指示故障報警，有簡要文字說明在屏幕上顯示出來。（２）無診斷指示故障３．按故障出現(xiàn)時有無破壞性分類（１）破壞性故障損壞工件甚至機床的故障，維修時不允許重演。（２）非破壞性故障可以通過“清零”等操作予以消除，可以重現(xiàn)故障。４．按故障出現(xiàn)的必然性與偶然性分類（１）系統(tǒng)性故障只要滿足一定的條件就一定會產(chǎn)生的確定故障。（２）隨機性故障在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障。五、數(shù)控機床電氣故障的診斷方法１．常規(guī)檢查法依靠人的五官，借助儀器。首先采用的，維修中應(yīng)本著“先靜后動、先外后內(nèi)”“先一般后特殊、先軟后硬”及“先公后?！钡木S修原則。檢查順序為：①電源及接口電路；②接線、電纜與接插器件；③接地與屏蔽裝置；④機床數(shù)據(jù)參數(shù)。２．參數(shù)檢查法調(diào)用參數(shù)設(shè)置畫面，利用檢查參數(shù)來判定故障。以下情況可先采用參數(shù)檢查法：①長期閑置不用的機床；②多種報警同時存在；③調(diào)試后使用的機床出現(xiàn)的報警停機；④長期運行老機床的各種超差故障、伺服電動機溫升、高頻振動與噪聲；⑤新工序、新材料或加工條件改變后出現(xiàn)故障；⑥無緣無故出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象。３．同類交換法對疑點部分用其型號、功能完全相同的電路板、模塊、集成電路和其他零部件進行互相交換。注意。（１）交換前必須斷電，并檢查有無其他危險。（２）不要損壞其他部分電路與部件。（３）控制板和編碼器等交換后，還要注意參數(shù)或程序的更改。４．自診斷功能法（１）軟件報警主要是顯示器上顯示的報警號和報警信息。（２）硬件報警主要是伺服單元與模塊等印制板的指示燈、數(shù)碼管與報警燈發(fā)出報警信息。５．原理分析法原理分析法的步驟如下：（１）根據(jù)故障現(xiàn)象進行原理分析，并勾畫出故障范圍。（２）根據(jù)手冊信息，檢測懷疑部分的相關(guān)I／O接口的邏輯狀態(tài)。（３）邏輯狀態(tài)對比。（４）測量、比較，確定故障器件。（５）故障排除并試運行。６．功能程序測試法在以下場合中可使用功能程序測試法：①加工出廢品，又無法確定是CNC系統(tǒng)功能故障還是編程問題或是操作不當時；②CNC系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性或偶發(fā)性故障，無法確定CNC系統(tǒng)穩(wěn)定