FANUC系统培训教案2.doc

变频器种类繁多，常见有三肯，三菱，安川，台安等几个品牌，但大同小异，在此做原理性描述，如本人公司有应用，再详细看说明书基本工作原理：n=60fp P极对数，频率f变，n转速变化变频器将工频50HZ变成频率可调的交流电。变频器通常分几个部分：1 输入三相电源，作为动力电源2 输出频率可变的三相交流电源，送给电机，控制电机转速3 操作面板：上有按键和显示屏。两种工作方式面板按钮控制方式 通过按钮控制启动，停止。通过电位器控制频率 通过输入0-10V电压 0-20MA电流控制频率。自动方式调用内部存储器中参数。从控制面板可输入多种参数：工作方式，启动及停止模式，各种频率等。显示屏可显示输入数据，显示故障等。4 输入电压0-10V （输入电流0-20MA） 两者可选，控制频率随电压或电流值变化而变化。5 输出控制信号：过流，过压，过载短路等报警信号,速度为0等状态信号。频率可转化为电压表，电流表。6 外部控制端口：通常用PLC实现控制，有正转，反转，停止，多段速指令。用PLC实现不同端子闭合，可得到不同状态。如多段指令 A B C 0 0 0 F0内设有值50Hz 0 0 1 F1 30Hz 0 1 1 F2 10Hz 不同状态可对应不同频率。特别讲述重刀又称大径刀使用：重刀，大径刀：重量较大，通常75-10KG,在换刀时要求慢一些，此时需要电机低频率下工作。这时可采用变频器控制。选用大径刀换刀时，由发那科系统中PMC给出Y输出信号，通常多个信号，设Y1 Y2 Y3. Y1A Y2B 变频器远程端口1 Y3CY1 Y2 Y3不同组合，选出存储在变频器中的不同频率。若此时选出低频，电机便在低频下旋转，转速低，换刀机构由电机带动，因此变慢，换刀平稳。同时变频器故障指示信号作为PMC的输入信号，指示变频器的状态是否正常。1。 伺服电源模块：（强调一下此电源模块为伺服电源模块）电源模块的主要作用：电源模块将L1 L2 L3输入的三相交流电（R S T三相 200V）整流滤波成直流电源（DC300V），为主轴模块和伺服模块提供直流电源，将200R 200S控制端输入的交流转换成直流电（DC24V DC5V）,为电源模块提供控制回路电源，通过电源模块的逆变块把电源再生能量反馈给电网，实现回馈制动。 （见图）新型的电源模块已经把主电路中的整流块和逆变块及保护监控电路做成一体IPM（智能功率模块）且主电路电解滤波电容安装在各驱动模块中。2。电源结构 DC LINK盒：直流电源输出端300V，直流母排铜片注意要压紧。 STATUS:状态指示灯（2位数码管），用于指示模块状态，为正常，故障时有报警号，根据指示维修。 PIL（绿色）表示控制电源正常 ALM（红色）表示电源模块故障 CX1A：控制电路电源电压（输入）交流200V 3.5A CX1B：200V交流输出接口，该端口与主轴伺服模块CX1A相连 CX2A CX2B:DC24V输出接口，该端口与伺服模块的CX2A端口连接 直流母排电压显示（充电指示灯），该指示灯完全熄灭后，指示方可对模块电缆进行各种操作2MIN，否则触电。 JXIB:模块之间的连接接口，与下一个模块（如主轴模块）接口的JX1A相连，进行各模块之间报警信息及使能信号的传递，最后一个模块接口JX1B必须用短接盒（5 6脚）将模块间使能信号短接，否则系统报警。 CX3:主电源MCC（主控接触器MAIN CONTROL CONTACT）控制信号接口。提供一个常开点，电源模块正常时触点闭合。一般用于电源模块三相交流电源输入主接触器的控制 CX4:*ESP急停信号接口。一般与机床操作面板的急停开关的常闭点相连，不用该接口信号时必须将CX4短接，否则机床处于急停报警状态。 S1 S2：没用 检测脚的测试端 IR IS为电源模块交流输入(L1 L2相)瞬时电流值。+24V +5V为控制电压检测端。 L1 L2 L3：三相交流电源输入端（200V 50HZ）一般与三相伺服变压器相连。应用举例 两路急停：CX4必须闭合，称硬急停 PLCX8.4 X1008.4去I/O板，称软急停。电源控制电路正常，内有继电器会闭合，CX3提供一个接通触点控制MCC，于是三相电流送入电源模块，输出直流300V电压。 屏幕EMG急停信号闪烁，能听到啪地一声，MCC吸合，此后正常启动。电源故障见列表：尤其注意风扇，由于灰尘使风扇叶片停转，报警。LED显示故障名称故障原因01IPM报警IPM错误，过电流，控制电路电压低02风扇报警电源模块冷却风扇发生故障03过热报警智能功率模块IPM过热故障04DC300V电压低报警DC300V电压为零05DC300V电压不足报警（低于240V）DC300V电压低于标准值规定值06输入电源缺相报警三相交流动力电源缺相07DC300V电压高报警（高于400V）三相交流输入电压高或内部电压检测电路不良08控制电路失效更换控制电路板串行主轴 20世纪90年代，推出数字交流伺服系列，21世纪初推出最新高速响应高精度矢量控制i系列，is，可靠性更高。其实就诊断连接而言，大同小异，现在讲系列，i is最好看相关说明书，以触类旁通，因为输出控制信号是串行信号，SIN,*SIN,SOUT,*SOUT，所以称为串行主轴。 系列主轴模块结构： P N: DC LINK端口与电源模块的直流输出端，伺服模块的直流输入端连接。 STATUS:主轴模块状态显示窗口 PIL(绿)：表示主轴模块控制电路电源正常 ALM（红）：表示主轴模块检测出故障 ERR（黄） 表示主轴模块检测出错误信息。 “”不闪烁，表示主轴模块已经起动就绪，如果闪烁则为主轴模块为起动就绪，但是没有励磁。有励磁，主轴转不动。 “0 0”表示主轴模块已经起动并有速度信号输出 “# #”里面#代表数字，表示主轴故障或错误代码，据此可对照说明书查故障。 CX1A/CX1B: 200V交流控制电路的电源输入/输出接口。CX1A与电源模块CX1B接口相连，CX1B与第二个串行主轴模块的CX1A接口 相连（如果机床有二个串行主轴）。现在基本上只用于给风扇供电，用来冷却主轴模块。 CX2A/CX2B: 24V输入/输出及急停信号接口，CX2A与电源模块CX2B连接，CX2B与伺服模块的CX2A相连。 DC LINK充电灯 JX4:主轴伺服信号检测板接口，通过主轴模块状态检测板可获得主轴电动内装脉冲发生器和主轴位置编码器的信号 ：JX1A/JX1B:模块之间信息输入/输出接口 。JX1A与电源模块JX1B连接，JX1B与伺服模块的JX1A连接。 JY1：外接主轴负载表和速度表的连接器。JA7B：串行主轴输入信号接口连接器，与CNC系统的JA7A接口连接 。JA7A：用于连接第二串行主轴的信号输出接口，与第二串行主轴模块JA7B接口连接。 JY2(JYA2):连接主轴电动机速度传感器和电动机过热检测装置（热敏开关）,电机自身带的编码器。 JY3(JYA3)：作为主轴位置一转信号用的连接器（为磁传感器即接近开关） JY4(JYA4):主轴独立编码器连接器（光电编码器） JY5:主轴CS轴（回转）控制时，作为反馈连接器。 U V W:主轴电动机的动力源接口总之：一个驱动模块的信号有主要如下三类： 与CNC通讯的信号，接受CNC指令并反馈给CNC信息。 与相邻模块之间通讯信号 速度，位置的反馈信号。报警故障处理，要搞清是故障还是错误。1.主轴模块ALM（红色灯）亮且有两个LED数码管显示错误代码，说明书中都有详细说明。系列和i系列有不同，加i表示升级。系列和i系列有不同，要搞清所用何种伺服模块和电机规格。2.黄灯亮表示出现错误，多是参数设定错误或PMC顺序程序不对，会出现错误代码。时序错误，没有输入*ESP（急停）MRDY（机床就绪）信号却输入SFR(正转指令)/SRV（反转指令）/ORCM(定向指令) 确认*ESP MRDY时序 Oi：将参数4001#0由1变为0 O:将参数6501#0由1变为0，不再检测时序 使用了主轴编码器，参数中却没有设定 如：主轴独立编码器参数 Oi: 4001#2为1，2003年之后4002#1为1 O: 6501#2为1 加工程序指令错误，应删除一些特殊的加工功能 主轴参数混乱，需格式化。（详细看机床维修说明书）数控机床主轴准停控制功能及常见故障诊断主轴准停功能主要用途： 1.在自动换刀的数控铣镗类机床，为保证自动换刀时主轴必须停在某一固定位置 上（刀柄上的键槽必须与主轴上的凸键对准相配） 2.精镗时为不使刀尖划伤已加工的表面，退刀时要让刀尖在固定位置退出加工表面一个微小量。 3.在多功能数控车床实现圆柱或端面进行铣槽加工控制。4015#0设为0无定向功能，设为1，定向有效4004#3设为1，上升沿有效，设为0，下降沿有效。（常设为0）1. 主轴位置编码器控制方式 有一个独立的编码器 2003之前 4001#2为1 2003之后 4002#1为1 表示使用主轴位置编码器作位置反馈2.主轴外接一转信号（接近开关） 4002#0为1 使用电机的传感器作位置反馈4004#2为1 使用外部一转信号 4010#0为1 设定电机传感器类型3.主轴电动机内装编码器（带一转信号）磁传感器(有别于光电编码器) Mi MZi BZi传感器，检测与主轴同转的齿盘，上面有效的三角形齿，用来监测速度，还有一转信号对应的一个凹下的槽或以凸起的齿。检测距离0.15-0.20MM调间隙，用100元纸币调整，有A A- B B- Z Z-， Z Z-为一转信号 Mi SENSOR 磁传感器（不带一转信号） MZi SENSOR 磁传感器 (带一转信号) BZi SENSOR 内装电机传感器，精度15-30/1000deg, 分辨率360000/rev CZi SENSOR 控制轮廓加工， 分辨率，精度都高 。 精度5/1000deg,分辨率3600000/rev 4002#0为1 使用电机的传感器作位置反馈 4010#0 为1 设定电机传感器类型 A A-为电动机A相反馈脉冲信号，A A-反相 B B-为电动机B相反馈脉冲信号， B B-反相 A B相差90度相位，用作电机速度和方向判别。 Z Z-为Z相反馈脉冲信号，Z Z-反相，Z相作为电动机的一转信号，每一转发出一个脉冲。PA(A2) RA(B2) PB(A3) RB(B3) 5V(A1) 0V(B5) OH1(A6)OH2 (B6) SS(A5) 汇总4002#1 设为1，使用位置编码器（4001#2 2003年之前） 4002#0 设为1，使用磁传感器，4004#2 设为1，使用外部一转信号 设为0，不使用外部一转信号主轴定向时常见故障 一.主轴准停时低速旋转（没找到一转脉冲Z信号，可能编码器坏或电缆断线）二.主轴准停时出现角度偏差： 固定偏差：重新调整准停角度（Oi:4077 O系统 6577）随机偏差：1.主轴机械出故障 2.主轴检测装置与机械连接不良 3.检测装置一转信号不良 4.主轴模块故障顺便提一下：攻丝出现问题多是编码器故障或连接不良造成，攻丝要求主轴转一圈，Z轴进给一个螺距或一个导程（多头螺纹加工），请看一下书中介绍。串行主轴参数初始化遇到主轴报警的一些软件故障，这时只有将主轴参数做初始化处理，即恢复到数控系统厂家设定的初始值，才能解决。如同我们计算机中比如将D盘中的存储文件挎见出来，格式化盘，再将文件存进去，可以恢复D盘性能是一个道理。但是主轴的参数要事先保存好，因为这些参数是由机床厂家设定的，是和机床性能相关的，FANUC系统厂家设定的参数并不一定适合机床的具体性能。当然更可以用CF卡将数据全挎出来，主轴初始化后，再存进去。书上讲的系统参数设定，是在CNC调整时用的，我们维修机床时参数都已设定好，不要在设定以上步骤，在此说明一下。初始化步骤如下： 1.系统急停状态，打开电源 2.将主轴电机代码输入参数中 O系统 6633 16 /18/ Oi:4133 3.将串行主轴自动设定参数（LDSP）设为1O系统：6519#7 Oi 16 18 4019#7注意：必须记录下以下和主轴相关的参数值，初始化完成后，要恢复原先设定值。O系列Oi 16 186500-652040