FANUC0i维修实训指导.doc

实训三 PMC编程 一、实训目的: 了解内置式 PMC 的实现原理 掌握数控系统 PMC 的调试方法 二、相关知识： 用于数控机床的 PMC 一般分为两类：一类是用于 CNC 系统的生产厂家JIA将 CNC和 PMC 综合起来设计， PMC 是 CNC 的一部分，其中的 PMC 成为内置式 PMC （集成式 PMC ）；另一类是以独立专业化的 PMC 生产厂家的产品来实现顺序控制的系统，这种类型的 PMC 成为外装型 PMC （独立型 PMC ）。 内置式 PMC 与 CNC 之间的信息传送在 CNC 内部实现， PMC 与机床间的信息传送通过 CNC 的输入 / 输出接口电路来实现。一般这种类型的 PMC 不能独立工作，它只是 CNC 向 PMC 功能的扩展，两者是不能分离的。在硬件上，内置式 PMC 可以与 CNC 共用一个 CPU ，也可以单独使用一个 CPU 。由于 CNC 的功能和 PMC 的功能在设计时就一同考虑，因而这种类型的系统在硬件和软件的整体结构上合理、实用、性价比高。由于 PMC 和 CNC 间没有多余的连线，且 PMC 上的信息能通过 CNC 显示器显示， PMC 的编程更为方便，而且故障诊断功能和系统的可靠性也有提高。 独立型 PMC 可采用不同厂家的产品，所以允许用户自主选择自己熟悉的产品，而且 功能易于扩展和变更。独立型 PMC 和 CNC 是通过输入 / 输出接口连接的。 PMC 的编程语言可以分为梯形图和语句表。 FANUC-0IB 系统的 PMC 语言请参阅课本。用梯形图编程应遵循下列原则： 梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列； 继电器线圈在一个程序中只能引用一次，而它的常开、常闭触点可多次引用； 输入、输出继电器和内部继电器的驱动方式不同； 计数器使用前要赋值； 力求编程简单，结构简化； 不存在几条并列支路同时运行的情况。 实训项目四、FANUC数控系统电气原理设计与调试一、 实训目的：1、 熟悉数控系统综合实训台各个组成部件的接口。2、 数控系统电气电路的设计原理。3、 熟悉数控系统综合实训台各个组成部件的接口。4、 能读懂电气原理图，通过电气原理图能独立的进行数控系统各部件之间的互连。5、 掌握数控系统各项主要功能的调试及机床试运行的方法。6、 可能根据需要对电气原理进行重新设计与改进。二、 实训设备： 1、数控综合实训台一台。 2、l0mm十字起、2mm与1.5mm一字起各一把。3、万用表一块。三、 实训原理1、FANUC Oi-C及FANUC 0I Mate-C系统构成：FANUC Oi-C系统可控制4个进给轴和一个伺服主轴（或变频主轴）。它包括基本控制单元、伺服放大器、伺服电机等。FANUC 0I Mate-C系统可控制3个进给轴和一个伺服主轴（或变频主轴）。它包括基本控制单元、伺服放大器、伺服电机和外置I/O模块等。三）、实训内容：1、数控系统连接：首先将实训台的接线按照一定的顺序拆下，并按照一定的秩序放好，然后根据数控综合试验台电气原理图连接实训台的接线。连接的顺序如下：(1) 主电源电源回路的连接，包括伺服、变频器、步进电机的强电电源的接线。注意：连接强电电源时注意电源的输入端和输出端，一定不要将电源的输出和输入端接反，否则会损坏设备。(2) 数控系统刀架电机的连接，连接的时候注意刀架电机的互锁功能是通过什么来达到 目的的，刀架电机的正反转控制是通过什么来实现的。注意他们的接线有什么特点。(3) 数控系统继电器和输入输出开关量控制接线的连接。(4) 数控装置和手摇的连接。(5) 数控装置和步进电机驱动器控制线的连接。(6) 数控装置和变频主轴控制线的连接。(7) 数控装置和交流伺服控制线的连接。(8) 工作台上的电机电源线、反馈电缆及其他控制信号线的连接：包括急停回路、超程控制信号线的连接等。(9) 刀架电机的连接，包括：刀架电机的电源线及刀位信号的控制线。2、数控系统线路自查 在连接完所有的接线后，下面所要做的工作是对所连接的实训台进行调试实训，调试时按照下面的步骤进行。注意：在第一次上电进行系统调试时，请在指导老师的指导下进行。(1)线路检查由强到弱，按线路走向顺序检查，用万用表逐步进行测量：1)变压器规格和进出线的方向和顺序正确。2)主轴电机、伺服电机强电电缆的相序。3)DC24V电源极性连接是否正确。4)步进驱动器直流电源极性连接是否正确。5)所有地线都可靠且正确地连接。3、系统外围电路调试 1、系统电源的连接 a.在各个伺服模块的L1、L2、L3端子上同时接入交流200V的电压，CXA19A插头上接入DC24V的电压； b.在系统基本单元的CP1，I/O模块的CP1插头上接入DC24V的电源。 2、系统与外围设备的连接 a.系统基本单元的JA7A插头通过电缆连接到主轴位置编码器接口； b.系统基本单元的JD1A插头通过I/O LINK电缆连接到外置I/O模块。 3、系统与主轴变频器的连接 a.系统基本单元的JA40插头连接到变频器的指令输入口； b.在变频器R、S、T端子上接入220V/380V电压，端子上接入正、反转信号，U、V、W端子上接入电机动力线。 4、系统与伺服放大器的连接 a.系统基本单元的COP10A插头通过光缆连接到伺服单元的COP10B。 b.伺服单元的U、V、W端子上接入伺服电机的动力线。c.伺服单元的CX30插头上接入急停信号。d.伺服单元的CX29插头上接入控制驱动主电源的接触器线圈。e.伺服单元的CX19插头上接入驱动控制电源24VDC 5、实训台控制电路连接 6、系统的通电 通电前的线路检查 用万用表ACV档测量AC200V是否正常：断开各变压器次级，用万用表ACV档测量各次级电压是否正常，如正常将电路恢复。 用万用表DCV档测量开关电源输出电压是否正常（DC24V）：断开DC24V输出端，给开关电源供电，用万用表DCV档测量其电压，如正常即可进行下一步。 断开电源，用万用表电阻档测量各电源输出端对地是否短路。 按图纸要求将电路恢复。7、系统电源的接通顺序 按如下顺序接通各单元的电源或全部同时接通。 （1）、机床的电源（200VAC）。 （2）、伺服放大器的控制电源（200VAC）。 （3）、I/O设备；显示器的电源；CNC控制单元的电源（24VDC）。 8、系统电源的关断顺序 按如下顺序关断各单元的电源或全部同时关断。 （1）、I/O设备； CNC控制单元的电源（24VDC）。 （2）、伺服放大器的控制电源（200VAC）。（3）、机床的电源（200VAC）。 实训项目五、故障设置教师给每组学生设置多个故障，学生根据自己所学知识及一定故障诊断方法，根据现象进行排查，直至系统功能恢复正常。 实训项目六、总结与考核1、 要求每位学生根据将FANUC实训过程进行思考提高，并总结本阶段的学习经历心得；2、 学生应将本阶段中排查的故障进行总结，说明每个故障现象、排查过程，故障是否被排除，过程中使用的故障排除方法等。3、 总结本阶段实训中是否曾出现人为或因个人误操作而导致的故障，是否曾造成设备损坏，请如实进行总结，并在今后的实训中引以为戒。4、 考核主要通过实训报告及答辩的形式。 一、设计内容需要完成连杆的加工工艺设计，包括分析零件结构工艺性，编排合理的加工工艺过程，选择各加工工序合理的切削用量，填写零件的加工工艺卡片。完成给定加工面的专用夹具设计等。二、设计原始资料及要求已知：连杆的装配图（一张）和零件图（两张）生产纲领：大批量生产，年产量6000件班制：两班制设计任务：1. 绘制连杆零件图和毛坯图。2. 设计连杆工艺并编制工艺规程卡片一套。3. 设计连杆盖通孔加工的专用夹具。三、设计完成后提交的文件和图表1.计算说明部分：设计说明书一份2.图纸部分：连杆毛坯图一张 连杆加工工艺规程卡片一套 夹具装配图一张，夹具非标零件图全套 第一章 机械加工工艺规程的制定1.1零件的工艺性分析1.1.1产品结构和工艺分析(1)该零件为发动机上的重要组成部分之一，其大头孔和轴连接，小头孔通过活塞销和活塞连接，将作用于活塞的力传给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞。因此该连杆器将受到压缩压力，纵向弯曲应力和拉应力，故要求此连杆有较轻的重量、较高的强度，同时大小头孔还有较高的耐磨性和互换性。(2)该连杆由连杆大头连杆身和连杆小头三部分组成，连杆大头盖和连杆身分开，由螺栓连接，小头孔装有衬套提高耐磨性和互换性。(3)大小头两孔的轴线的平行度由较高的要求，中心距有绝对的要求，其精度主要由机加工机床本身来保证，平行度要求为0.05，中心距为2800.036。(4)大头孔的表面粗糙度要求为1.6，小头孔的表面粗糙度要求为6.3，1.1.2 平面加工 大头凸块两侧面 表面Ra6.31.1.3 孔加工（1）大头孔 扩、粗镗、精镗达尺寸102 mm，Ra0.8（2）小头孔钻、扩、粗镗、精镗达尺寸55 mm，Ra0.81.2 毛坯的确定毛坯的选择应从生产批量的大小，非加工面的技术要求，零件的材料、结构、形状、尺寸、重量技术要求等方面综合考虑。通常情况下，主要以生产类型来决定。正确选择制坯方式可以使整个工艺过程经济合理，故应认真的选择并要加以论述。1.3 连杆工件的定位基准和定位方案分析多数情况下，选用连杆的大、小头端面作为主要定位基准，使零件的支撑面积大、定位稳定、装夹方便。同时选择小头孔和大头连杆体的外侧面作为一般定为基准，从而限制了连杆的六个自由度。按照“先加工基准后加工其它面”的加工原则，作为连杆主要定位基准的两端面的加工，一般都是安排在工艺过程最初工序进行，即以未加工过的第一个端面在、为粗基准定位，加工第二个端面，紧接着以已加工过的第二个端面做基准，定位加工第一个端面。显然第一个端面的精度要比第二个端面高，在以后的加工中，用第一个端面做精基准最好。但由于连杆外形的对称性，后续工序操作者不易分清哪个端面是第一个端面，为此连杆体和连杆盖的零件图上特意设计出一个加工和装配用的工艺标记，并在连杆工艺规程中，规定无工艺标记的一侧的端面为主要定位精基准，在后续的各加工工序中尽可能地用它来定位。1.4与加工工序安排1.4.2连杆加工主要加工表面的工序安排连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。连杆的加工路线按连杆的分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体的加工，第二阶段为连杆盖的加工，第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准(端面、小孔头和大头外侧面);第二阶段主要是加工除精基准意外的其它表面，包括大、小头粗加工、为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗精加工以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小头孔的精加工。如果按主要表面的粗、精加工来划分连杆的加工阶段的话，可以按连杆合装前后来分，合装之前的工艺路线属主要表面的粗加工阶段，合装之后的工艺路线则为表面的半精加工、精加工阶段。 工序顺序的安排原则先加工基准面，再加工其它表面一般情况下，先加工平面，后加工孔先加工主要表面，后加工次要表面先安排粗加工工序，后安排精加工工序 检查、检验工序，去毛刺、平衡、清洗工序根据需要穿插在各其它工序中进行。1.5 典型表面的加工方法连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，这几种表面在加工的过程中量大且典型，它们的加工方法分别有以下几种选择：（1）两端面加工方法的选择：端面的加工通常有铣、刨、磨三种，其中铣和磨的加工精度较高，刨的加工精度较低，由于两端面在后续加工过程中会多次被用作定位基准，所以为了保证零件的整体加工精度，选用铣和磨两种加工方式，其中铣为粗加工，磨用于精加工。 （2）孔的加工方法的选择：孔的加工方法有钻孔、铰孔、镗孔等加工方式，其中镗孔精度高，在连杆所以需要加工的部位中，大、小头孔的加工要求是最高的，所以宜用钻头钻、扩孔，最后采用镗、磨的方式保证精度。1.6 连杆加工工艺过程的确定 在拟订工艺路线时，正确的处理粗、精加工工序的安排是很重要的。因为连杆是大批大量生产，所以粗、精加工要分开。因为连杆的大、小头孔的精度要求比较高，所以应安排粗加工、半精加工和精加工三个阶段。其它部位也应根据精度要求合理地划分加工阶段。1.6.1定位基准的选择（1）粗基准的选择 a.以不需加工的杆身侧面作为粗基准面，来加工连杆的两端面，设计基准和定位基准要重合；b.钻小头孔以粗磨后的两端面作为粗基准采用外定位，同时以未加工过的毛面作为粗基准。（2）精基准的选择 以加工过的两端面，大小头孔和工艺凸台作为精基准。（3）小头孔的加工均采用外定位方式，均以工艺凸台和工艺面作定位基准。1.6.2工艺路线的拟定（1）两端面的加工（2）身盖分开面加工（3）小头孔加工（4）大头孔加工其中工艺过程设计大致采用： 锻造调制粗加工精加工检验入库通过对连杆零件图以及其技术要求进行认真分析后，得到了连杆工艺过程的最后方案：连杆体的加工:工序1 粗铣两端面工序2精铣两端面工序3磨两端面工序4钻小头孔工序5粗镗小头孔工序6小头孔倒角及去毛刺工序7粗铣工艺凸台及结合面工序8精铣工艺凸台及结合面工序9粗镗大头孔，倒角工序10磨结合面工序11钻攻螺纹孔工序12钻定位孔工序13铰定位孔及去毛刺连杆盖的加工:工序1 粗铣两端面工序2 精铣两端面工序3 磨两端面工序4 粗铣结合面工序5 精铣结合面工序6 粗镗大头孔及倒角工序7 磨结合面工序8 钻，扩沉头孔工序9 钻铰定位孔工序10 铰定位孔工序11 去毛刺工序12 清洗工序13 终检（尺寸分组）连杆总成的加工:工序1 粗铣螺母座面工序2 钻、扩、铰螺栓孔工序3 扩螺栓孔、倒角工序4 去结合面毛刺工序5 清洗1.7加工设备与工艺装备的选择由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。1. 粗铣两端面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，选择XF924铣床。选择直径D为100mm的硬质合金面铣刀，刀具材料为YW2，代号为M20(GB2075-1987)，采用专用夹具和游标卡尺；2. 半精加工，精加工端面。采用磨削方式即可满足工艺要求均使用M7350平面磨床，量具使用游标卡尺；3. 大小头孔是该零件的重要加工部位，钻小头孔使用通用钻床Z 3080，使用钻小头孔夹具，量具使用游标卡尺；4. 一次粗镗大头孔。考虑到该孔的结构特点，使用镗床TF6735. 精镗大小头孔。同时进行为保证加工质量使用金刚石镗床T60，使用的量具是游标卡尺。6. 挤压小头孔。加工设备为压床。7. 铣锁口槽。采用立式铣床，查表选用型号为X51的立式铣床，专用夹具，专用铣刀，用游标卡尺测量。8. 加工螺栓座面。采用立式铣床，查表选用型号为X51的立式铣床，专用夹具，专用铣刀，用游标卡尺测量。9. 倒角。采用立式铣床，铣床型号为X51，专用夹具，专用铣刀，用游标卡尺测量。10. 拉大、小头凸块及两侧面。查表选用型号为L5120的立式内拉床。 第二章 机械加工工艺卡片的设计2.1确定加工工艺过程1. 连杆总成的加工路线：毛坯准备-校直-磁粉探伤-粗铣两端面-精铣两端面-磨两端面-钻小头孔-粗镗小头孔-小头孔倒角及去毛刺-粗铣工艺凸台及结合面-精铣工艺凸台及结合面-粗镗大头孔，倒角-磨结合面-钻攻螺纹孔-钻定位孔-铰定位孔及去毛刺-清洗-打印件号-检验2. 连杆盖加工工艺路线：毛坯准备-校直-磁粉探伤-粗铣两端面-精铣两端面-磨两端面-粗铣结合面-精铣结合面-粗镗大头孔及倒角-磨结合面-钻，扩沉头孔-钻铰定位孔-铰定位孔-去毛刺-清洗-打印件号-检验3. 连杆总成