数控机床特点 PPT课件

数控机床的构成与特点 机 电 液 光学器件从控制过程分为 全闭环控制 用于高精度机床 光栅尺 感应同步器反馈 半闭环控制 用于一般数控机床 编码器 旋转编码器反馈 开环控制 用于经济型机床 机械 数控 液压 光学反馈 1 为半闭环控制系统的结构原理图 图3 2半闭环控制系统结构原理图 2 采用半闭环控制系统的数控机床 电气控制与机械传动间有明显的分界 因此调试维修与故障诊断较方便且机械部分的间隙摩擦死区刚度等非线性环节都在闭环以外 因此系统的稳定性较好 伺服电机和光电编码器通常做成一体 电动机和丝杠间可以直接联接或通过减速装置联接 位置检测单位和实际最小移动单位间的匹配 可以通过数控系统的参数 电子齿轮比 进行设置 它具有传动系统简单 结构紧凑 制造成本低 性能价格比高等特点 从而在数控机床上得到广泛应用 如图半闭环控制系统的结构原理图 3 图3 3全闭环控制系统结构原理图 4 采用闭环控制系统的数控机床的特点是 机床移动部件上直接安装有直线位移检测装置 检测装置检测最终位移输出量 实际位移值被反馈到数控装置或伺服驱动中 它可以直接与输入的指令位移值进行比较 用误差进行控制 最终实现移动部件的精确运动和定位 从理论上说 对于这样的闭环系统 其运动精度仅取决于检测装置的检测精度 它与机械传动的误差无关 显然 其精度将高于半闭环系统 而且它可以对传动系统的间隙 磨损自动补偿 其精度保持性要比半闭环系统好得多 图为全闭环控制系统的结构原理图 5 由于闭环控制系统的工作特点 它对机械结构以及传动系统的要求比半闭环更高 传动系统的刚度 间隙 导轨的爬行等各种非线性因素将直接影响系统的稳定性 严重时甚至产生振荡 解决以上问题的最佳途径是采用直线电动机作为驱动系统的执行器件 采用直线电动机驱动 可以完全取消传动系统中将旋转运动变为直线运动的环节 大大简化机械传动系统的结构 实现了所谓的 零传动 它从根本上消除了传动环节对精度 刚度 快速性 稳定性的影响 故可以获得比传统进给驱动系统更高的定位精度 快进速度和加速度 6 CNC功能框图 7 8 数控机床的构成与特点 滚珠丝杠BallScrew直线导轨LinearGuide镶钢贴塑导轨PlasticGuide刀库ATC AutomaticallyToolsChange换刀机械手Robot交换工作台APC AutomaticallyPalletChange 9 直线电机LinearMotor力矩电机SynchronousBuilt inServoMotor高速电主轴HighSpeedSpindle 新技术的应用 10 维修任务对最终用户的要求 由于现在的数控机床的维修专业性要求强主要表现在 数控系统专用总线 专用LSI专用数字驱动模块及伺服电机机械部件模块化 标准化 专业化软件平台兼容性差 专用语言APT G代码 ASCII码等机床参数和数据唯一性系统参数 螺距误差补偿 宏变量等所以现场维修人员的主要工作不是 修复 的概念而是及时准确的判断出故障点 确定维修方向 11 故障 资料 电气 强电弱电 机械 机械液压 数控机床维修的基本判断 故障属于哪里类的问题机 电 液 12 判断故障性质 1 判断故障性质2 确定 责任 归属3 联系备件供应商4 正确更换损坏零部件5 排除故障点6 正确备份 保留数据7 保障资料的完整性机械故障 联系机床厂家或机修人员电器故障 联系数控厂家或电器人员接口故障 一般接口由硬件 接口电路 电磁阀 接近开关 继电器 以及PLC PMC程序组成 13 数控机床维修过程中应注意的事项 1 保留机床原始数据由于机床数据存储在RAM或FLASH中 数据的保存依靠电池或硬件载体 所以维修过程中数据有易失性 2 零备件更换应注意版本号及电压规格等不同版本 规格的备件替代时一定要得到原厂商的技术确认 否则易造成更严重的损坏 3 工艺数据的恢复经过系统维修后 机床原点 工件坐标系 宏变量有可能丢失或变更 一定要和操作人员确认 否则容易产生机床的误动作 4 机械维修时应注意重力轴的平衡拆装由于数控机床采用滚珠丝杠 没有自锁特性 一般机床重力轴附有制动器 有的在电机侧 有的是外部液压锁紧 处理不当时会造成危险 5 高速电主轴和激光器等特殊附件应该在专业人员指导下维修 14 电气维修中的细分 1 数控系统主控制器 CPU 内存轴卡 PMC程序等 3 Interface及外围电路I O模块 PMC程序电磁阀 接近开关继电器等 2 伺服驱动单元及伺服电机伺服放大器 GBIT驱动 脉冲位置编码器 15 基本诊断方式 现象观察根据现场情况判断故障性质2 显示器报警显示各类数控系统在电源和总线能够工作的前提下 可以显示内部故障报警提示3 硬件部分报警灯状态在硬件上有相应的LED灯或是七段显示管反映设备运行状态4 诊断画面分析通过PMC诊断画面分析外部电路情况 16 系统状态报警灯说明 内装式机箱 FS16i 18i 21i 20i 0i ALED显示 A型 显示系统的状态 但是 当由于某种原因而不能使用通常的显示画面时 可以用本LED显示 以判断系统的状态 17 电源接通时 LED 绿色LED 状态的变化过程 18 19 P3112 3为1 显示报警履历画面 20 现场维修准备 1 技术资料维修说明书 强电图 PMC梯形图或语序表2 万用表测量电压 线路的通断 晶体管的电阻等3 计算机备份数据 PLC程序在线测试4 备件用替代法排除故障 21 1 特点 F