FANUC-0i系统数控机床回参考点故障诊断与分析开题报告.doc

毕业设计用纸共9页第1页一、前言（一）课题题目FANUC-0i系统数控机床回参考点故障诊断与分析（二）课题来源自选课题（三）课题类型基础研究性（四）课题意义及国内外现状分析数控机床的回参考点操作是数控机床控制操作中最重要的功能环节之一。能否正确返回到参考点，将会直接影响到零件的加工质量。数控机床的各种刀具补偿、间隙补偿、轴向补偿以及其他精度补偿措施能否发挥正确作用将完全取决于数控机床能否回到正确的参考点位置。1、数控机床的发展目前，数控机床的应用越来越广泛，其加工柔性好，精度高，生产效率高，具有很多的优点。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正向以下几个方向发展。1）高速化和高精度化为实现高速化和高精度化，今后数控技术的发展如下：装订线毕业设计用纸共9页第2页使伺服电动机的位置环、速度环的控制实现数字化，以达到对电动机的高速、高精度控制采用现代控制理论，减少滞后量提高跟随精度。采用高分辨率的位置编码器。现代高分辨率位置编码器绝对位置的测量可达163840脉冲/转。实现多种补偿功能，提高数控机床的加工精度和动态特性。2)智能化、开放式、网络化21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成，为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等。简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生产控制中心，简称CPC)日本大隈（Okuma）机床公司展出“ITplaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。装订线毕业设计用纸共9页第3页2、回参考点的原理按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种。一种为栅格法，另一种为磁开关法。数控机床多采用栅格法产生检测元件的回零信号。1）栅格法数控机床按照控制理论可分为闭环、半闭环和开环系统。闭环数控系统装有检测最终直线位移的反馈装置；半闭环数控系统的位置测量装置安装在伺服电动机转动轴上或丝杆的端部，即反馈信号取自角位移；开环数控系统不带位置检测反馈装置、闭环、半闭环数控系统通常利用位移检测反馈装置（脉冲编码器或光栅尺）进行回零定位，即栅格法回零；开环系统则需另外加装检测元件，通常利用磁感应开关同零定位，即磁开关法回零。无论采用哪种回零操作，为保证准确定位，在到达零点之前，数控机床的伺服系统必须自动减速，因此在多数数控机床上安装减速撞块及相应的检测元件。栅格法中，按照检测元件测量方式的不同可以分为以绝对脉冲编码器方式归零和以增量脉冲编码器方式归零。在使用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，调试机床时第一次开机后，通过参数设置配合机床回零操作调整到合适的参考点，只要绝对脉冲编码器的后备电池有效，此后每次开机，不必进行回参考点操作。在使用增量脉冲编码器的系统中，回参考点有两种模式。一种为开机后在参考点回零模式下各轴手动回原点，每一次开机后都要进行手动回原点操作。另一种为采用存储器模式，第一次开机手动回原点，以后均可用G代码指令回原点。参考文献42）磁开关法磁开关法是在机械本体上安装磁铁及磁感应原点开关或者接近开关，当磁感应原点开关或接近开关检测到原点信号后，进给电机立即停止，该停止点被认作为原点。磁开关法常用于开环系统，由于开环系统没有位移检测反馈装置脉冲编码器或光栅尺，所以不会产生栅格信号，通常利用磁感应开关回零定位。3、数控机床故障诊断技术的发展数控机床是当代机、电、光、气一体化高新技术的结晶。电气复杂，管路交叉林立。数控系统五花八门，故障现象也各不相同，特别是大、重型数控机床，价格昂贵，以数百万美金计。安装调试时间长（几个月到一年以上）。大型数控机床内有成千上万只元器件，其中任一元件有故障，都会造成机车工作不正常。大、重型数控机床体积庞大，在无恒温条件下使用，环境的影响也很容易引发故障。因此数控机床的维修就成了装订线毕业设计用纸共9页第4页许多企业的老大难题。要迅速找出数控机床的故障、隐患，并及时排除，就要迅速发展数控诊断技术。1)通信诊断通信诊断也称原距离诊断或海外诊断。用户只需把CNC系统中专用“通信接口”连接到普通电话线上，维修中心的专用通信诊断计算机的“数据电话”也连接到电话线路上。由通信计算机向各用户CNC系统发送诊断程序，并将测试数据送回诊断计算机进行分析并得出结论，最后又将诊断结论和处理方法通知用户。FUNUC公司生产的数控系统就具有这种诊断功能。通信诊断不仅用于故障发生之后对数控系统进行诊断，而且还可以用作用户的定期预防性诊断，只需按约定的时间对机床作一系列试运行检查，将检查数据通过电话线送入维修中心的计算机进行分析处理，维修人员不必亲临现场，就可以发现系统可能出现的故障隐患。2)自修复系统自修复系统就是在系统内设置备用模块,在数控系统的软件中装有自修复程序.当软件在运行时一旦发现某一个模块有故障时,系统一方面将故障信息显示在CRT,同时自动寻找是否有备用模块,若有备用模块,系统能自动使故障模块脱机而接通备用模块,从而使系统较快地进入正常工作状态。Cinci