数控机床装调培训课件

2017数控机床装调组员：罗燕、魏文礼、侯云鹏、王茂林、汪子呷第一页，共七十三页。项目一

企业安全与文明生产任务一：学习安全生产规范爱岗敬业、忠于职守诚实守信、办事公道1、职业道德遵纪守法、廉洁奉公服务群众、奉献社会第二页，共七十三页。2、常用机械设备的危险性2.1旋转部件的危险性1）卷带和挂钩）绞碾和挤压）刺割）打击5）机械部件作直线运动的危险性第三页，共七十三页。1）安全防护措施2.2常用机械设备的安全防护通则密闭与隔离安全联锁紧急制动第四页，共七十三页。2）防止机械伤害通则正确维护和使用防护措施转动部件未停稳，不得进行操作正确穿戴防护用品站位得当转动部件上不得放置物品不准跨越运动的机轴严格执行操作规程和操作方法第五页，共七十三页。3、安全文化安全文化的概念最先由国际核安全咨询组(INSAG)于1986年针对切尔诺贝利事故，在INSAG-1(后更新为INSAG-7)报告提到"苏联核安全体制存在重大的安全文化的问题。"

1991年出版的(INSAG-4)报告即给出了安全文化的定义:安全文化是存在于单位和个人中的种种素质和态度的总和。文化是人类精神财富和物资财富的总称，安全文化和其他文化一样，是人类文明的产物，企业安全文化是为企业在生产、生活、生存活动提供安全生产的保证。第六页，共七十三页。3.1安全生产方针安全生产工作的基本方针是“安全第一，预防为主，综合治理”。3.2企业安全文化的构成3.3“安全第一”观念起源第七页，共七十三页。1、开始实习前，必须按规定穿戴好防护用品2、不准擅自使用不熟悉的机床和工具3、清除铁屑必须要使用专用工具，不得直接用手拉铁屑4、毛坯、半成品应按规定堆放整齐，通道中不准堆放任何物品，并应随时清除油污、积水等5、工具、夹具、量具等应放在固定的地方，严禁乱堆乱放安全生产的基本常识第八页，共七十三页。3.5安全生产十不准•1、不准无证上岗•2、实习学生不穿戴好劳动防护用具不准上岗•3、上课时，不准吸烟、吃槟榔、吃口香糖、嗑瓜子和听MP3•4、实习前，应按机床润滑图表的规定加注润滑油，低速、空载运转机床，经检查确认机床正常后，方能正式进行操作；不准不检查机床就加工工件。•5. 操作机床时，又不清楚的地方机床有故障，应及时向实习指导教师报告，不准盲目操作•6. 不准用加力杆操作机床的手柄和手轮。•7. 使用的工具，量具，刃具2和加工的加工的弓箭不转放摘机床的旋转件，移动件和导轨面上•8. 机床运转时，不准装卸，测量工件不转触摸或敲击正在旋转的工件、。•9. 不准用手直接清除铁屑，清除铁屑必须使用钩子或刷子，不准带手套操作机床。•10. 同学之间不准在实习现场互相追逐，戏耍。第九页，共七十三页。3.6预防事故发生的“十个问号”1、问身体状况是否正常2、问心里状况是否正常3、问操作前是否进行了安全检查4、问劳动防护用品是否穿戴好5、问操作技术是否熟练6、问是否及时处理了工作中出现的异常情况7、问自己周围是否存在危险因素8、问工作中是否有不良习惯9、问是否严格遵守安全操作规程10、问是否注意消除安全隐患第十页，共七十三页。44、、用用电电安安全全第十一页，共七十三页。第十二页，共七十三页。4.2常用用电安全措施第十三页，共七十三页。5.1灭火方法1）冷却法2）窒息法3）隔离法4）抑制法5、消防安全第十四页，共七十三页。5.2常用灭火剂的常识1、二氧化碳灭火期器2、泡沫灭火器第十五页，共七十三页。任务二 机床生产现场要求1、文明实习的基本要求1）执行规章制度，遵守劳动纪律）严肃工艺纪律，贯彻操作规程）优化实习环境，创造优良实习条件4）按规定完成设备的维护保养5）严格遵守实习纪律第十六页，共七十三页。（1）不准吸烟、酗酒、吃槟榔、吃口香糖、听MP3、听收录机及手机。（2）不准在现场打斗、追逐，不准翻爬围栏、围墙。（3）不准在实习现场吃零食，不乱扔果皮、纸屑、塑料袋及瓜子壳。（4）不准损坏公共财物。（5）不准顶撞实习教师或教职工。（6）不准私自带工具、材料出实习企业（车间）。（7）不准干私活、做凶器，不准偷材料、零件等。（8）不准私拆、私装电器。（9）不准乱动未批准使用的设备，不准乱写、乱画。（10）不准玩火、手机、电子游戏、台球、扑克、麻将及其它赌博游戏。2、实习日常行为规范“十不准”第十七页，共七十三页。项目二数控机床电气控制柜装调主要内容包括FANUC数控系统的硬件连接、系统各画面的操作、伺服参数的设定与调整、PMC的硬件连接与地址设定、常见机床操作面板的PMC编程、数控车床的自动换刀控制、主轴单元的调整、参考点的调整、通电与运转方式、数据的备份几个方面。数控机床电气柜中的电器元件电源模块，主轴模块。伺服模块，接触器，空气开关，继电器，熔断器。24V电源模块第，十，八页，共电七十三页。抗器，变压器，小型I/O模块继电器继电器(Relay)，也称电驿，是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器线圈在电路中用一个长方框符号表第十九页示，共七十三，页，。

如I/O模块数据处理与IO模块主要完成数据计算、模拟和数字信号的采集与处理等功能。给出一种通用的CPCI数据处理与IO模块的设计方案,模块采用满足CPCI总线规范的加固型设计,可以实现主控模块和外设模块的自适应转换。讨论了处理器功能电路设计、IO功能电路设计和通用CPCI接口设计,并针对模块功能设计进行验证。第二十页，共七十三页。熔断器。熔断器(fuse)是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开;运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护第器二十一页，件共七十三页。之开关电源开关电源（英文：Switching

ModePower

Supply），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用

户端所需求的电压或电流。第二十二页，共七十三页。接触器接触器分为交流接触器(电压

AC)和直流接触器(电压DC)，它应用于电力、配电与用电。接触器广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。第二十三页，共七十三页。变压器变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压

器、矿用变、音频变压器第二十四、页，共七十三中页。机床控制电气柜安装注意事项导线线端应该处理干净，无线芯外露，裸露铜线不得超过2mm，一般应该做U形插片和预绝绿端头处理。线端应该套规定的线号。导线在端子上的压接，以手稍用力外拉不动为宜。导线走向应该平顺有序，不得重量挤压挤曲，顺序凌乱。线路应该用黑色尼龙扎带进行绑扎，以不使导线外皮变形为宜。装置侧接线完成后，应用扎带绑扎，力求整齐美观。变频器进行主电路接线时，变频器模块面板上的L1、L2、L3插孔接三相电源，三相电源线应该单独布线，三个电动机插孔按照U、V、W顺序连接到三相减速电动机的接线柱。千万不能接错电源，否则会损坏变频器。变频器接地插孔一定要可靠连接保护地线。旋转编码器的A，B，Z相输出线接到接线端于的规定位置，其电源输人为DC+24V。按钮、三色灯等模块，按照端子接口的规定连接。进行东元伺服电动机驱动器接线时，R、S连接变压器输出端的220v电源，U、V、W与伺服电动机电源端连接。接地端一定要可靠连接保护地线。伺服驱动2B的信号输出端要和伺服电动机的倍号输入端连接。具体接线应参照伺服说明书。要注意伺服驱动器使能信号线的连接。第二十五页，共七十三页。安装步骤1、电柜内电磁兼容性的设计数控机床电气柜的电磁兼容性是指电柜内的电气设备能够共同协作完成所

需的电气功能，而不会因为电磁干扰导致电柜内的某些电气部件性能的下降。

数控机床电柜的电磁兼容性设计对整个数控机床可靠性，稳定性是至关重要的，如果电柜的电磁兼容性设计的不合理，可能会由于电磁而干扰造成数控机床的

数控系统及其其他设备不能正常工作。因此，需要通过有效的措施实现设备对

电磁干扰应有足够的抗扰度水平，以保证电气设备在预期使用环境中可以安全

可靠地运行。限制电磁干扰（即传导和辐射的发射）产生的主要措施包括：电

源滤波；电缆屏蔽；最小射频辐射的外壳设计；射频抑制技术。在数控机床电

柜布线过程中，主要应该在屏蔽和接地方面采取相应的措施保证满足电磁兼容

性要求。第二十六页，共七十三页。2、屏蔽良好的屏蔽是减少电磁干扰的重要措施。在数控机床电气柜中，主要的电磁干扰

源就是变频器和伺服驱动，因此对他们的屏蔽非常重要。为保证系统稳定可靠的运行，数控机床的进给伺服系统和主轴伺服系统的动力电缆必须采用屏蔽电缆。同时，系统

中的强电设备金属外壳，包括伺服驱动器，变频器，步进电机，开关电源，电机等都

需要可靠接地，实现主动屏蔽，敏感设备数控装置等的外壳也需要可靠接地，从而实

现被动屏蔽。对于驱动部件来说，电抗器是保护驱动电源工作的装置，滤波器是防止

驱动对外围电路干扰的重要部件，因此，电抗器，滤波器和进线开关之间也需要使用

屏蔽电缆。第二十七页，共七十三页。3、接地可靠的电柜接地是保护设备和系统正常运行的必要条件，同时也可以很好地保护操作者和使用者的人身安全。电柜内的各个设备要

分别使用短，粗接地电缆与电柜背板相连；各个设备的连接电缆的

屏蔽层要使用导电良好的接地铜排进行接地；电柜内和系统相关的

所有部件，包括数控系统，伺服驱动，变频器等都需要良好的接地。各电气装置接地点必须单独引线接地，要采用醒目的黄绿颜色标准

的接地电缆，且不许串行过渡；电柜移动部件要使用金属编织网连

接起来，柜门接地要采用铜编织的软连接；所有打在电盘和柜体的

接地钉正下方10

mm处粘贴接地符号标识，接地符号标识白底黑字，尺寸为Φ10；电柜中的设备接地必须使用OT端子。第二十八页，共七十三页。4、电气柜布局电气控制柜内部的布局布线很重要，好的布局布线不仅方便于生产和维护，更可以提高数控系统的可靠性。电源部件、电源滤波器、电源电抗器、供电模块和电缆在配电柜中应该如何排列，必须遵守一些重要的安装准则。如果您遵循了这些准则，就可以保证设备可靠和顺利运行，并维持完整的使用寿命。符合EMC准则的驱动组排列由于高频干扰电流，设备组中电源滤波器、电源电抗器和电源的外壳必须和低电阻配电柜接地相连。配电柜接地必须和电机及机床低阻抗相连。因此应该将组件紧凑地安装在一个共同的镀锌装配板上，并与装配板保持大面积、持久导电连接。如果装配板相互连接，则必须在信号电缆或者动力电缆附近进行接地连接。由于电源电抗器可能会变得很热，因此应至少保持100

mm的间距，防止过热。图1展示了符合EMC准则的驱动组排列。请注意电缆屏蔽应放置在屏蔽板上。配电柜外部的电缆屏蔽应放置在配电柜过线槽开口处，以降低干扰。第二十九页，共七十三页。5、电气柜配盘电器柜布局必须严格按电气柜设计规范进行：布局时需要应把强电器件和弱电器件在空间上分开；马达启动器、断路器、端子排等器件需安装在方便操作、易于维修的位置；数控机床的数控系统，驱动部件及变频器在空间上要与其他敏感的电气部件保持大于200

MM的安装距离；驱动器的动力电缆在工作时会产生强大的电磁干扰，要尽量避免信号线和动力电缆走同一线糟；空调的安装位置要尽可能的靠近电源模块，同时不要让空调出来的风直接吹到模块上面，以防止产生结露。滤波器、电抗器和驱动器靠近安装，用尽量短的屏蔽电缆连接，并通过接地排第接三十页，共地七十三页。；需要接地的设备要分别单项目三数控机床机床进给传动系统电气装调第三十一页，共七十三页。2

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7第四十三页，共七十三页。项目四数控机床主轴传动系统电气装调内容提要变频器的调试系统的调试机床的调试进给轴的实现主轴的实现对控制要求的实现控制对象的选择第四十四页，共七十三页。

数字控制技术简述为（NC）技术，是一种自动控制技术，它能够对机器的运动和动作进行控制。采用数控技术的控制系统称为数控系统。装备了数控系统的机床

称为数控机床。由于数控机床的种类多、数量大，这就促进了数控技术的发展。

CK0630数控车床电气系统的安装与调试主要由三部分组成：主轴控制系统、进给轴

控制系统、自动换刀装置。1主轴控制系统采用三相异步电动机拖动，由安川变频器控制，其动力U、V、W三相电源由变频器提供，主轴电机的转速由数控系统输出，再经变频器控制主轴转速，主轴参数设置分为变频器参数的设置和系统参数的设置。2进给轴控制系统：刀架滑板由纵向（Z轴）滑板和横向（X轴）滑板组成。纵向滑板安装再在床身导轨上，可以沿床身纵向运动，横向滑板安装在纵向滑板上能沿滑板导轨进行横向运动。X轴、Z轴采用广数伺服电机驱动由广数伺服驱动器控制包括硬件连接和信号连接3自动换刀装置：数控刀架安装在车床滑板上在加工中实现换刀，主要包括：刀架电气原理、刀架机械原理、刀架电机、刀架系统参数的设定等组成第四十五页，共七十三页。对控制对象的选择1、控制对象：主轴、进给轴、刀架、润滑及冷却液。2、对其各控制对象要求为：

主轴------转速

0~1500r/min内实现无级变速，并能实现正、反转，在任意时刻都可以急停，加、减时间短，并能保证运动过程中车床的稳定性。

进给轴----能控制X、Z两轴的动作，最小指令单位为：0.001mm，能使X、Z轴进行高低速的转换以实现快速进给和工进。

刀架------能实现四工位的自动换刀和锁紧，电动机控制，换刀必须准确无误。

冷却液----能控制冷却液的开关。第四十六页，共七十三页。对各控制对象要求的实现机床的配置：

系统为：GSK928TE车床系统

驱动器为：广数DA98A系列

伺服电机为：广数110SJT----MO40D

主轴电机为：三相交流异步电动机

主轴变频器为：安川变频器

检测装置

为：光电编码器，接近开关。 数控刀架为：4工位电动刀架100---1500技术要求：1主轴转速范围：2

Z轴行程范围：-0344---0052.542第四十七页，共七十三页。主轴控制系统主轴采用三相交流异步电动机拖动，由安川变频器控制控制，其动力U.V.W三相电源由变频器提供，主轴电机的正反转由数控系统输出。再经变频器控制主轴电机转速。由数控系统经X7的13管脚（SVC）和25管教（0V）输出一个（0---10V）的模拟电压给变频器的FR/FC端子，电压不同对应于电机的转速就不同。

3.1.2控制原理： 在机床面板上按下主轴正转按钮时，X7接口上22号管脚x系统侧24V变为0V，KA3线圈得电，变频器第四上十八页，共七S十三页1。

与SC构成回路主轴正进给轴的实现进给驱动系统包括进给轴的伺服电动机和驱动器。进给运动是根据被加工弓箭的形状，保持工件与刀

具的相对位置。进给运动驱动动力源的功率要求较

小，为了保证生成被加工工件所需要的型线和一定

的加工精度，进给轴采用了半闭环系统的伺服电动

机来进行控制，在交流伺服电动机的半闭环系统中

驱动器接收到系统发出的位置指令吗，驱动电机动

作位置反馈系统将其与机床上位置检测元件测得的

实际位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速

度控制信号，控制各轴伺服系统驱动机床的轴运动，第四十九页，共七十三页。伺服驱动器从伺服驱动器的R、S、T三相交流220V电源上任意引两根线作为伺服驱动器的控制电压在和对应的X、Z轴并联起来3伺服电机上的编码器把反馈回来的信号传送给伺服驱动器构成一个闭环控制系统。 信号连接原理图。如图所示

GSK928TE数控系统与GSKDA98A交流伺服驱动器的接线图（X轴、Z轴）附：进给轴参数的设置 P01=-

-0344P02=P03=0052.54-0142.606第五十页，共七十三页。系统的调试

CK0630机床技术参数1、机床中心高度150mm2、床身最大工件回转直径

300mm3、拖板上最大回转直径

200mm4、最大加工长度400mm5、主轴孔锥度MT46、主轴通孔直径

36mm8、主电机功率

3kw9、最大移动速度

5000mm/min10、最大进给速度

3000mm/min11、最小设定单位（脉冲当量）0.001mm

12、定位精度

0.015mm13、重复定位精度

0.01mm14、尾架套筒锥度15、套筒最大移动距离16、机床外形尺寸：17、机床净重：第五十一页，共七十三页。变频器手动控制变频器手动控制用于变频器的试运行，每按一下

DSPL键，变频器操作面板上“指示灯”依次点亮，当最后一个指示灯亮时按下DATA键用于变频器参

数的设定。N01=8表示清空为出厂默认值N02=0表示操作面板有效。此时可以手动调参数N03=0表示频率值为旋钮来设置N05=0可正反转N05=1不能反转按下DSPL，当F/R灯亮时可以通过手动

来调节电机的正反转N09与N11为设定主轴的最

高转速所对应的电机频率。N09与N11变频器默

认为60Hz第五十二页，共七十三页。刀架电气原理按下换刀键或输入换刀指令。系统X7接口的22管脚由24V高电平变为0V低电平KA1线圈得电，KA1的触点闭合KM2线圈得电，

KM2主触点闭合电机得电且正转（抬刀、转位）当4个刀位的某一个霍尔开关靠近磁钢时该刀位信号由高电平变为低电平（由诊断可以看出）并且反馈给数控系统。数控系统将此信号和输入的信号进行比较如果不同就继续正转如果相同，系统X7接口的22号管脚就变为高电平。同时9号管脚由高电平变为低电平KA1线圈断电，KA2线圈第五十得三页，共七十电三页。

KM3线圈得电，KM3主项目五数控机床辅助系统电气装调第五十四页，共七十三页。第五十五页，共七十三页。2

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7第六十三页，共七十三页。项目六数控机床检测调试1、机床主体初就位和连接用户在机床到达之前应按机床制造商提供的机床基础图做好机床基础，在安装地脚螺栓的部位做好预留孔。当数控机床运到用户后，按开箱手续把机床部件运至安装场地。然后，按说明书中介绍把组成机床的各大部件分别在地基上就位。就位时，垫铁、调整垫块和地脚螺栓等相应对号入座，然后把机床各部件组装成整机部件组装完成后就进行电缆、油管和气管的连接。机床说明书中有电气接线第六十四页，共七十三页。此阶段注意事项如下：1）机床拆箱后首先找到随机的文件资料，找出机床装箱单，按照装箱单清点各包装箱内零部件、电缆、资料等是否齐全。机床各部件组装前，首先去除安装连接面、导轨和各运动面上的防锈涂料，做好各部件外表清洁工作。连接时非凡要注重清洁工作和可靠的接触及密封，并检查有无松动和损坏。电缆插上后一定要拧紧紧固螺钉，保证接触可靠。油管、气管连接中要非凡防止异物从接口中进入管路，造成整个液压系统故障，管路连接时每个接第六十五页，共七十三页。数控系统的连接和调试数控系统的开箱检查无论是单个购入的数控系统

还是与机床配套整机购入的数控系统，到货开箱后都应

进行仔细检查。检查包括系统本体和与之配套的进给速

度控制单元和伺服电动机、主轴控制单元和主轴电动机。外部电缆的连接外部电缆连接是指数控装置与外部

MDI/CRT单元、强电柜、机床操作面板、进给伺服电动机动力线与反馈线、主轴电动机动力线与反馈信号线的连接及与手摇脉冲发生器等的连接。应使这些符合随机提供的连接手册的规定。最后还应进行地线连接。数控系统电源线的连第六十六页接，接共七十三页应。

在切断数控柜电源开关输入电源电压、频率及相序的确认各种数控系统内部都有直流稳压电源，为系统提供所需的＋5V，±5V，＋24V等直流电压。因此，在系统通电前，应检查这些电源的负载是否有对地短路现象。可用万用表来确认。确认直流电源单元的电压输出端是否对地短路接通数控柜电源，检查各输出电压在接通电源之前，为了确保安全，可先将电动机动力线断开。接通电源之后ARCHEAN.net版权所有，首先检查数控柜中各个风扇是否旋转，就可确认电源是否已接通。确认数控系统各中参第六十七数页，共七十三的页。

设定通电试机按机床说明书要求给机床润滑、润滑点灌注规定的油液和油脂，清洗液压油箱及过滤器，灌入规定标号的液压油。液压油事先要经过过滤。接通外界输入的气源。机床通电操作可以是一次各部分全面供电，或各部件分别供电，然后再作总供电试验。分别供电比较安全，但时间较长。通电后首先观察有无报警故障，然后用手动方式陆续启动各部件。检查安全装置是否作用，能否正常工作，能否达到额定的工作指标。总子，根据机床说明书资料粗略检查机床主要部件工业自动化网版权所有，功能是否正常、齐全，使机第六十八床页，共七十各三各页。

环节都能操作运动起来。机床精度和功能的调试1、在已经固化的地基上用地脚螺栓和垫铁精调机床主床身的水平，找正水平后移动床身上的各运动部件（主柱、溜板和工作台等），观察各坐标全行程内机床的水平变

换情况，并相应调整机床几何精度使之在答应误差范围

之内。使用的检测工具有精密水平仪、标准方尺、平尺、平行光管等。在调