CK6136型數(shù)控車床電氣檢修課題三82任務(wù)1認識CK6136型數(shù)控車床任務(wù)2檢修CK6136型數(shù)控車床83任務(wù)1

認識CK6136型數(shù)控車床84學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解CK6136型數(shù)控車床的型號含義、

結(jié)構(gòu)、

主要運動形式和電氣控制的特點。2.熟悉數(shù)控車床常用的功能指令。3.掌握CK6136型數(shù)控車床電路的工作原理。4.熟悉CK6136型數(shù)控車床元器件位置圖和布置圖。85學(xué)習(xí)目標(biāo)5.熟悉CK6136型數(shù)控車床操作面板及系統(tǒng)輸入/輸出端子地址表。6.能正確認識CK6136型數(shù)控車床的主要部件，并進行試車操作。7.能正確識讀CK6136型數(shù)控車床電路圖。86任務(wù)引入CK6136型數(shù)控車床配備通用數(shù)控系統(tǒng)，功能強，自動化程度和加工精度比較高，可同時控制兩個坐標(biāo)軸，即

X

軸和

Z

軸，是目前應(yīng)用較廣泛的經(jīng)濟型數(shù)控車床。要能快速、準(zhǔn)確地排除CK6136型數(shù)控車床的電氣故障，就要認識CK6136型數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和主要運動形式，掌握試車操作方法以及CK6136型數(shù)控車床的電氣控制電路原理。87一、CK6136型數(shù)控車床的型號含義

CK6136型數(shù)控車床的型號含義如下。88相關(guān)知識二、CK6136型數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)CK6136型數(shù)控車床外形如圖所示。89CK6136型數(shù)控車床外形

數(shù)控車床的組成框圖如圖所示，一般由操作面板、

輸入/輸出裝置、

數(shù)控裝置（或稱CNC，即計算機數(shù)控單元）、

可編程序控制器（PLC）、

主軸驅(qū)動系統(tǒng)、

進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)、

位置檢測裝置、

電氣回路、

輔助裝置和車床本體等組成?，F(xiàn)代數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)都采用模塊化結(jié)構(gòu)，伺服系統(tǒng)中的伺服單元和驅(qū)動裝置為數(shù)控系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，輸入/輸出裝置也為數(shù)控系統(tǒng)中的一個功能模塊，所以可認為數(shù)控車床主要由計算機數(shù)控系統(tǒng)和車床本體組成。90數(shù)控車床的組成框圖1.輸入/輸出裝置輸入/輸出裝置是數(shù)控裝置與外圍設(shè)備進行數(shù)據(jù)或信息交換的裝置。輸入裝置的作用是將程序載體上的數(shù)控代碼變成相應(yīng)的電脈沖信號，傳送并存入數(shù)控裝置。目前，數(shù)控車床的輸入有鍵盤、

磁盤驅(qū)動器以及DNC（分布式數(shù)字控制）網(wǎng)絡(luò)串行通信等多種方式，極大地方便了信息輸入工作。輸出裝置的作用是通過顯示器為操作人員提供必要的信息，顯示的信息可以是正在編輯的程序、

坐標(biāo)值、

報警信號以及內(nèi)部工作參數(shù)等。目前，輸出裝置主要是彩色液晶顯示器。912.數(shù)控裝置（CNC）數(shù)控裝置是數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)的核心，由硬件和軟件兩部分組成。它能夠自動地對輸入的加工程序進行解碼、

運算和邏輯處理，并將數(shù)控加工程序信息按兩類控制量分別輸出：一類是連續(xù)控制量，送往伺服系統(tǒng)；另一類是離散的開關(guān)控制量，送往車床強電控制電路，從而協(xié)調(diào)控制車床各部分的運動，完成數(shù)控車床所有運動的控制，實現(xiàn)數(shù)控車床的加工過程。923.可編程序控制器（PLC）可編程序控制器是車床各項功能的邏輯控制中心，一般的數(shù)控裝置都內(nèi)置PLC。它將來自CNC的各種運動及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠準(zhǔn)確、

協(xié)調(diào)有序地安全運行；同時將來自車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)出進一步的控制指令，實現(xiàn)對整個車床的控制。934.主軸驅(qū)動系統(tǒng)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，主軸驅(qū)動系統(tǒng)接收來自數(shù)控裝置的驅(qū)動指令，經(jīng)過速度與轉(zhuǎn)矩（功率）調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號，驅(qū)動主軸電動機轉(zhuǎn)動，同時接收速度反饋信號，實施速度閉環(huán)控制，實現(xiàn)對主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)控制。945.進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)由進給伺服電動機（一般內(nèi)裝速度和位置檢測元件）和進給伺服驅(qū)動裝置組成。進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)接收來自數(shù)控裝置的速度指令，經(jīng)過速度與電流（轉(zhuǎn)矩）調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號，驅(qū)動伺服電動機轉(zhuǎn)動，同時接收速度反饋信號，實施速度閉環(huán)控制，實現(xiàn)車床沿坐標(biāo)軸運動。956.位置檢測裝置位置檢測裝置將數(shù)控車床各坐標(biāo)軸的實際位移量、

速度等參數(shù)檢測出來，轉(zhuǎn)變成電信號反饋給CNC，通過將反饋回來的實際位移量值與設(shè)定值進行比較，并由CNC發(fā)出相比較的差值去控制驅(qū)動裝置，使各坐標(biāo)軸按照指令值移動，從而實現(xiàn)對位置的精確控制。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。967.電氣回路隨著PLC功能的不斷強大，車床中已經(jīng)很少存在傳統(tǒng)的繼電器邏輯電路?，F(xiàn)在車床電氣回路的主要任務(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)對潤滑、

冷卻、

氣動、

液壓、

排屑和主軸換刀等輔助裝置的邏輯控制。8.車床本體車床本體與傳統(tǒng)車床相似，由車床床身、

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。97三、CK6136型數(shù)控車床的主要運動形式數(shù)控車床主要完成切削任務(wù)，由變頻器控制的主軸旋轉(zhuǎn)消耗車床大部分動力；進給運動分為橫向進給和縱向進給，分別由兩臺小功率伺服電動機驅(qū)動，用于保證切削層不斷地投入切削，形成各種形狀的加工表面；輔助運動指冷卻泵、

潤滑泵的工作，換刀運動等。98四、CK6136型數(shù)控車床電氣控制的特點式1.主驅(qū)動電動機為三相異步電動機，采用變頻調(diào)速的方式，調(diào)速平滑，調(diào)速范圍寬。2.為保證主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架移動一個導(dǎo)程，在主軸箱的左側(cè)安裝有一個光電編碼器主軸至光電編碼器的帶輪傳動比為

1∶1。光電編碼器配合縱向進給交流伺服電動機，保證主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架移動一個導(dǎo)程，刀架移動和主軸轉(zhuǎn)動有固定的比例關(guān)系，以滿足螺紋加工的需要。3.進給運動通過高精度永磁式交流伺服電動機驅(qū)動滾珠絲杠運動來實現(xiàn)，從而保證零件切削的精度要求。994.車削加工時，由于刀具及工件溫度過高，線路中配有冷卻泵電動機，可由程序控制啟停。5.數(shù)控車床采用四工位（矩形）刀架，可通過系統(tǒng)控制自動換刀或手動換刀。6.潤滑泵電動機負責(zé)車床導(dǎo)軌的潤滑。7.線路具有過載、

短路、

欠壓、

失壓保護功能，具有安全的局部照明裝置。100五、

數(shù)控車床常用的功能指令和程序示數(shù)控車床常用的功能指令有G功能（準(zhǔn)備功能）指令、M功能（輔助功能）指令、F功能（進給功能）指令、S功能（主軸轉(zhuǎn)速功能）指令、T功能（刀具功能）指令。為使編制的數(shù)控加工程序具有通用性，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和我國就某些指令做出了統(tǒng)一規(guī)定。1011021.G功能指令G功能指令是用來建立車床或數(shù)控系統(tǒng)工作方式的一種指令，使數(shù)控車床做好某種操作準(zhǔn)備，用地址碼G和兩位或三位數(shù)字表示。數(shù)控車床常用G功能指令見右表。數(shù)控車床常用G功能指令1032.M功能指令M功能指令用來控制車床輔助動作或系統(tǒng)的開關(guān)功能，由地址碼M和后面的兩位數(shù)字組成。

數(shù)控車床常用M功能指令見下表。數(shù)控車床常用M功能指令104數(shù)控車床常用M功能指令3.F功能指令F功能指令中，一般F后面的數(shù)字直接指定進給速度。進給速度可以是單位時間內(nèi)刀具移動的距離（mm/min），或工件每旋轉(zhuǎn)一圈刀具移動的距離（mm/r），由G功能指令G98和G99決定。4.S功能指令S功能指令主要用于主軸轉(zhuǎn)速。S后面的數(shù)字即為主軸轉(zhuǎn)速。1055.T功能指令T功能指令即刀具功能指令。數(shù)控車床往往在一次裝夾下需要完成粗車、

精車、

車螺紋、

車槽等多道工序，這時需要對加工中的每一把刀分配一個刀具號（由刀具在刀座上的位置決定），通過程序來指定所需要的刀具。格式：T××××，前兩位表示刀具號，后兩位為補償號。前兩位若為00，表示不換刀；后兩位若為00，表示取消刀具補償。1066.程序示例程序示例如下。%0012

//建立新程序名N01T0101

//此時換刀，設(shè)立坐標(biāo)系，刀具不移動N02G00X45Z0

//當(dāng)有移動性指令時，加入刀偏N03G01X10F100

//刀架以100mm/min的速度移動至X10位置N04G00X80Z30

//刀架以G00速度快速定位至X80、Z30位置N05T0202

//此時換刀，設(shè)立坐標(biāo)系，刀具不移動

N06G00X40Z5

//當(dāng)有移動性指令時，執(zhí)行刀偏107N07G01Z20F100

//刀架以100mm/min的速度移動至Z20位置N08G00X80Z30

//刀架以G00速度快速定位至X80、Z30位置N09M30

//程序結(jié)束并返回程序開始位置程序中的N01~N09是語句號，也稱為程序段號。程序是一句一句編寫的，一句程序稱為程序段。程序段號用以識別每一程序段，由地址碼N和若干位數(shù)字組成。108六、CK6136型數(shù)控車床電路的工作原理CK6136型數(shù)控車床電氣控制原理圖如圖所示。109CK6136

型數(shù)控車床強電電路110CK6136

型數(shù)控車床電源電路及主軸變頻器控制電路111CK6136

型數(shù)控車床直流繼電器控制電路112CK6136

型數(shù)控車床信號及端子連接電路113CK6136

型數(shù)控車床進給伺候控制電路1.車床急停回路車床急?；芈返恼_性是整個電氣和機械系統(tǒng)能正常工作的前提。1142.進給單元控制電路CK6136進給單元包含

X

軸和

Z

軸的進給運動,分別由永磁式交流伺服電動機MX和MZ來驅(qū)動,通過滾珠絲杠分別傳動。

進給運動分為手動進給和自動進給。115（1）手動進給數(shù)控車床手動進給為點動控制，按下相應(yīng)的運動方向鍵，車床移動。合上電源開關(guān)QF2，經(jīng)過三相伺服變壓器TC1，X

軸和

Z

軸驅(qū)動器輸入三相220V電壓。116（2）自動進給通過手動錄入程序和編程兩種方式實現(xiàn)車床自動運行。錄入程序：N01G92

//建立工件坐標(biāo)N02G01X10F100

//刀架以100mm/min的速度移動至X10位置合上電源開關(guān)QF2→經(jīng)過伺服變壓器TC1，將三相AC380V電壓變?yōu)槿郃C220V→伺服驅(qū)動器R、S、T端接通三相強電→伺服驅(qū)動器準(zhǔn)備就緒→接收CNC發(fā)送的

“G01X10F100”

指令→伺服驅(qū)動器經(jīng)過運算和放大處理→向伺服電動機發(fā)送角度和轉(zhuǎn)速信號→伺服電動機驅(qū)動滾珠絲杠運動至程序編輯位置。1173.主軸控制CK6136型數(shù)控車床對主軸有較高的控制要求，要求在力矩、

強過載能力的基礎(chǔ)上實現(xiàn)寬范圍無級調(diào)速，在調(diào)速范圍內(nèi)均能提供所需的切削功率，并盡可能在調(diào)速范圍內(nèi)提供主軸電動機的最大功率。合上QF4，主軸工作時主軸風(fēng)扇一直處于工作狀態(tài)。118主軸變頻調(diào)速電路圖如圖所示，變頻調(diào)速采用模擬量調(diào)速方式，正、

反轉(zhuǎn)使能端（FWD、REV）接通后，CNC根據(jù)轉(zhuǎn)速指令轉(zhuǎn)變?yōu)镈A模擬電壓信號送到變頻器模擬量信號輸入端（DAS+、DAS-）。119CK6136

型數(shù)控車床電源電路及主軸變頻器控制電路（1）主軸啟動主軸運轉(zhuǎn)方式有兩種，一種是按下面板上的主軸正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）鍵，主軸按系統(tǒng)初始設(shè)置的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；另一種是輸入正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令以及運轉(zhuǎn)速度，按下循環(huán)啟動鍵，主軸將以設(shè)置的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。合上電源開關(guān)QF3，變頻器上電，輸入M03S_指令，或按下面板上的正轉(zhuǎn)鍵，主軸正轉(zhuǎn)。（2）主軸停止輸入指令M05，按下循環(huán)啟動鍵，或直接按下面板上的主軸停止鍵→Y10（或Y11）信號由1變?yōu)?→KA7（或KA8）線圈失電→正（反）轉(zhuǎn)使能端斷開→主軸停止。1204.刀架控制數(shù)控車換刀的一般過程是換刀電動機接到換刀信號后，通過蝸輪、

蝸桿減速帶動刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個信號與目標(biāo)值進行比較，以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電動機反轉(zhuǎn)縮緊刀架。CK6136型數(shù)控車床采用四工位電動刀架，該刀架換刀動作快，定位準(zhǔn)確，控制分為程序控制和手動控制兩種方式。程序控制換刀：輸入T××××指令，按下循環(huán)啟動鍵；手動控制換刀：在操作面板上按刀位選擇鍵，按手動換刀鍵進行手動換刀。1215.冷卻泵控制冷卻泵控制分為程序控制和手動控制兩種方式，程序控制：輸入M08指令，按下循環(huán)啟動鍵；手動控制：按下操作面板上的手動冷卻鍵。程序停止：輸入M09指令，按下循環(huán)啟動鍵。6.潤滑泵控制CK6136型數(shù)控車床潤滑裝置設(shè)置有高低油位控制，自動感應(yīng)油位高低，并有油位高低報警功能。7.超程解除控制CK6136型數(shù)控車床在X

軸和

Z

軸都設(shè)置有正負機械硬限位，有效保護車床機械部分在有效行程內(nèi)安全工作。1228.車床開關(guān)電源、照明電路開關(guān)電源和照明電路由控制變壓器TC2（AC380V/110V/220V）提供電源，開關(guān)電源由AC220V整流為DC24V穩(wěn)壓電源，為系統(tǒng)和中間繼電器KA回路供電。123CK6136型數(shù)控車床元器件明細表見下表。124CK6136型數(shù)控車床元器件明細表125CK6136型數(shù)控車床元器件明細表七、CK6136型數(shù)控車床元器件位置圖和布置圖CK6136型數(shù)控車床元器件位置圖如圖所示。126

CK6136型數(shù)控車床元器件位置圖1—Z

軸正負硬限位開關(guān)2—Z

軸回零開關(guān)3—X

軸正負硬限位開關(guān)4—X

軸回零開關(guān)電氣控制柜元器件布置圖如圖所示。127CK6136型數(shù)控車床電氣控制柜元器件布置圖八、CK6136型數(shù)控車床操作面板示例及系統(tǒng)輸入/輸出端子地址表CK6136型數(shù)控車床操作面板示例如圖所示。128CK6136型數(shù)控車床操作面板示例系統(tǒng)輸入/輸出端子地址表見下表。129系統(tǒng)輸入/輸出端子地址表130系統(tǒng)輸入/輸出端子地址表任務(wù)2

檢修CK6136型數(shù)控車床131學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握CK6136型數(shù)控車床典型故障的分析方法和檢修流程。2.能按照正確的檢修步驟，排除CK6136型數(shù)控車床的典型電氣故障。132任務(wù)引入數(shù)控車床的故障分析與其他車床的故障分析有相似之處，也有其自身的特點，檢修數(shù)控車床時一般要結(jié)合控制程序指令執(zhí)行。本任務(wù)就來學(xué)習(xí)CK6136型數(shù)控車床常見電氣故障的分析方法和檢修方法。133CK6136型數(shù)控車床典型故障的分析方法和檢修流程

1.松開急停按鈕SB1和SB2，數(shù)控裝置操作界面顯示“急停”信息不改變。數(shù)控裝置操作界面能顯示“急停”信息，表明車床電源已接通。松開急停按鈕SB1和SB2，正常情況下車床應(yīng)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，顯示

“急?！毙畔⑾А，F(xiàn)在“急停”信息不消失，故障多在KA2線圈回路、PLC的X20輸入回路。134相關(guān)知識故障檢修流程圖如圖所示。135故障檢修流程圖12.松開系統(tǒng)急停按鈕，移動車床時出現(xiàn)定位誤差過大的報警，故障檢修流程圖如圖所示。136

故障檢修流程圖23.輸入主軸正轉(zhuǎn)指令，主軸不轉(zhuǎn)，故障檢修流程圖如圖所示。137

故障檢修流程圖34.伺服驅(qū)動器出現(xiàn)過電流報警。對于伺服驅(qū)動系統(tǒng)來說，短時間電動機過電流是允許的，但是如果是長時間過電流，就會使驅(qū)動器件發(fā)熱，導(dǎo)致伺服驅(qū)動器損壞，可能原因如下。（1）伺服驅(qū)動器U、V、W與地線連接錯誤，或它們之間存在短路。（2）伺服驅(qū)動器內(nèi)部故障，例如，主回路的IGBT或IPM模塊燒壞、

電流反饋電路或電路板故障。138（3）因負載轉(zhuǎn)動慣量大并且高速旋轉(zhuǎn)，制動電路故障。（4）伺服電動機線圈故障。（5）伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)定有誤。（6）伺服電動機與伺服驅(qū)動器不匹配，或伺服