YK5612扇形齿轮插齿机电气系统的安装与维修.doc

YK5612扇形齿轮插齿机电气系统的安装与维修 专业：机械制造与自动化 班级：09级 姓名：李杨摘要：论述了YK5612扇形齿轮插齿机电气系统安装调试的过程，对机床调试中出现的问题进行排除，对出现的典型故障提出具体的解决方法。1、简述： 近几年，我国的汽车工业飞速发展，并成为世界汽车的产销大国。因此对汽车零部件生产制造也提出了更高的要求。YK5612数控扇形齿轮插齿机试面向汽车转向器行业而研发的一种专用机床。它主要用于加工各种定速比、变速比的扇形齿轮。机床采用立柱进给方式，具有稳定性好、钢性大、加工效率高等优点。因此产品推出后得到了用户的一致好评。机床的控制系统采用西门子802dSL（SINUMERIK 802D sl）数控系统。该系统具有结构紧凑的技术特征，它将数控系统中的所有模块（CNC,PLC和HMI）都集成在同一控制单元中。采用创新性的系统规划与驱动设计，配以智能化接口，使得该数控系统可以连接多达六轴数字伺服驱动，为用户提供更高的生产效率和更大的灵活性。SINUMERIK 802D sl（solution line),配备了新一代SINAMICS S120数字伺服驱动系统，能够在最大程度上满足用户对于复杂加工的应用需求。SINAMICS S120特别适合于高性能的机床设备、生产机械及其他车间应用。由于采用了创新的硬件和软件思想，SINAMICS S120可以胜任工业应用领域内的各种复杂的驱动任务。智能化的连接技术缩短了SINAMICS S120驱动系统的布线时间。这意味着客户端使用电缆的种类将减少，备件费用也将降低。使用这种通讯接口，可以非常方便地将SINAMICS S120驱动系统与上层控制系统和电机连接起来。安装SINAMICS S120的系统组件时，系统可以通过电机中集成的“电子铭牌”自动识别它们。可以说这种系统是真正的“即插即用”，应为预先装配好的连接电缆只要插入插座即可，电机的铭牌数据无需手工输入。本机床有三个伺服轴（X、Y、Z）和一个模拟主轴驱动布局，PLC的最大输出点为72个，输出点为48个。在加工时可以实现三轴联动。具体配置见表（一）表（一）PCUCNC单元1水平键盘CNC键盘1输入输出模块PP72/48I/O模块1机床控制面板1机床操作面板1机床控制面板21手轮1电源模块伺服动力模块1双轴伺服模块伺服驱动模块1单轴伺服模块伺服驱动模块1伺服电机1FT60863机床采用独立式电气柜，电气柜的电气元件主要有：1、 数控系统的PCU模块、电源模块、功率模块、电抗器模块以及用于PLC输入输出的PP72/48模块、50芯端子。2、 用于控制主轴的变频器。3、 用于给数据系统以及PLC输入输出、电磁阀供电的开关电源G1。4、 用于给接触器线圈、电器柜照明灯、插座、开关电源供电的变压器TC1。5、 用于给电气柜空调供电的变压器TC2.6、 用于给电气元件提供保护、控制用得空气开关，接触器、直流中间继电器等。7、 接线端子 具体不知如图（一）所示，机床的电气柜采用重载连接器与床身的分线盒相连接。共有3个重载连接器。分别是：与工作台电气元件相连接的1#插头，与立柱电气元件连接的2#插头，与液压箱电气元件连接的3#插头。（由于伺服电机的动力电缆和信号电缆为屏蔽线不能从中间断开，因此它不经重载连接器而直接与伺服电机相连）具体连接如图（二）所示2、 机床电气系统的安装 机床的电气系统的安装分为两大部分：2.1电气柜内电气系统的安装。 因为电气柜内集中了数控系统的大部分元器件，因此它的安装比较复杂，分为以下几个步骤：1、 按照电气柜布置图，把所有能安装到导轨上的元器件如空气开关、接线端子、50芯转接端子等全部安装到导轨，把电源模块、驱动模块、变频器、变压器等按照图上位置摆放好，然后把走线槽摆放好。这样做得目的是：查看布局是否合理、美观，空间位置是否够大，如果一切条件满足则进行下一步，如果不满足则和设计员一起重新布置，直到满足要求。2、 布局确定以后，在安装盘上划线，钻孔、攻丝，然后按照刚才的布置把所有元件全部安装到安装盘上。3、 接线：这是安装过程中安装量最大也是麻烦的一个步骤。如果全部按照接线图来做的话，可能需要反复的查看图纸，这无疑会大大的增加劳动强度和劳动时间。为了能高速高效的完成工作，我决定不要接线图，而用原理图。但是为了保持一致性。我与设计人员商量中间继电器的第一组开关为常开，第一组开关为常闭（从原理图上看中间继电器只用一组开关），空气开关、接触器的辅助触点只用第一组（从原理图上看这些元件的辅助触点只用一组）接线端子与接线图保持一致，这样就可以非常快得找到所需的接线端子了。由于动力线，比较简单，出错的机率也比较小，因此我先接动力线，然后接220V的控制线，直流24V的控制线，最后接50芯电缆、数控系统的PROFIBUS总线、DRIVECLIQ总线，至此电气柜的接线工作全部结束。4、 检查：检查接线是否有松动，从走线槽出来的线是否有交叉。5、 把安装盘放入电气柜内，用螺丝固定好，电气柜内的电气系统安装工作完成。2.2外围线的连接1、 按照重载连接器接线图与图纸给出的长度，把1#-3#连接器接头做好，另一端用线号做标记待用。2、 把液压箱上的电气元件连接到液压箱分线盒内，把工作台、立柱的元件分别连接到床身的分线盒内。3、 把1#-3#连接器的另一端连接到相应的分线盒内。把伺服电机的动力线与信号线分别与数控系统的驱动模块与电机连接好。至此外围线的连接完成。3电气系统的调试电气系统装配完成后将进入调试阶段，主要分为以下几个步骤：3.1测试 为了防止短路事故的发生，必须在通电前对系统进行测试，用万用表逐个测量动力线端子与地线是否短路。如有则马上检测线路。3.2通电 关闭电气柜内所有空气开关，打开机床总电源。这时用万用表测量电压无误后，闭合 下级空气开关，依次类推打开闭合所有空气开关。当数控系统的PCU模块通电后等待几分钟系统进入待机画面，然后打开PLC监视画面，查看急停开关是否正常。3.3数控系统数据的传送 以上情况都正常以后，进入到系统的调试画面，进行软件升级。这样做的目的是让所有的DRIVECLIQ总线上节点的软件版本保持一致，以提高系统的稳定性和可靠性，在升级过程中驱动模块上的指示灯以2Hz的频率，绿/红交替显示，若驱动模块的指示灯没有闪烁，则说明升级并未成功，需检查线路后重复步骤。升级完成后关闭PUC模块电源，关闭系统总电源，等待十秒钟后，从新上电。在PCU出现正常监视画面后，把装有二进制数据的CF卡插入卡槽。把急停按钮按下，把CF卡中的二进制数据通过粘贴复制的方式传送到数控系统中，这一过程要用十分钟左右的时间。数据传送完毕后系统会重新启动，启动完成后表示数据传送完毕。3.4数控系统的调试 数据传送完成后进入数控系统的调试阶段。本机床的X轴、Z轴为直线轴，因此需要对它们的正负硬限位、软限位进行调试。首先在钳工的帮助下移动X轴使其移动到负限位处，此时把负限位撞块锁紧，然后移动X轴使其移动到正限位处，此时把正限位撞块锁紧。在离正向限位20mm处把减速开关所对应的撞块锁紧，然后使系统转换到回参考点状态，按下+X按钮，使X轴回参考点，然后手动移动X轴到正限位处。把屏幕上的数据减去110mm后设定到机床轴数据36110，作为正向软限位，在手动把X轴移动到负限位处，把屏幕上的数据加上10mm设定到机床轴数据36100，作为负向软限位。用同样的办法设定Z轴的硬限位和软限位。最后把X、Y、Z重新回参考点。3.5变频器的调试 本机床采用的是富士变频器，变频器调试比较简单按下表（二）所列数据输入到变频器中，核对无误后，点动主轴并用测速表检测实际速度与设定速度是否一致，如果不一致则手动调试数据F03直到合要求。3.6研车 以上步骤完成后，调出研车程序。并执行。系统调试完毕。表(二)数据代码设定数值数据名称F011频率通道设定F021操作方式设定F0370变频器最高输出频率F0450电机额定频率F05380电机额定电压F06380变频器最高输出电压F1575频率上限F160频率下限4电气系统故障排除4.1数据传输问题用CF卡向数控系统传送数据时,系统出现“数据错误”的报警,并提示是否继续传送数据,选择了“否”,并重新对系统进行了升级。一般情况下，此问题的故障原因见表（三）表（三)故障原因解决方案数据格式不对找到正确格式的数据重新传输伺服电机损坏更换伺服电机驱动模块异常更换驱动模块数控系统读卡器异常更换数控系统的PCU模块 检查后发现Y轴电机型号不对正常为:1FT6086额定扭矩27N.M额定转速3000r/Min,而电机铭牌上为:1FT6086额定扭矩27N.M额定转速2000r/Min。更换电机后一切正常。 4.2主轴速度异常 在测试主轴速度时发现设定速度与实际速度不相符。一般情况下，此问题的故障原因见表（四）表（四）故障原因解决方案变频器参数设置不正确重新核对变频器参数数控系统参数设置不正确重新核对数控系统参数变频