数控机床维修

1、数控系统框图数控系统框图故障：故障：不能联机不能联机故障：故障：急停、超程故障急停、超程故障故障：故障：联机正常，但三个进给联机正常，但三个进给轴不能执行进给运动轴不能执行进给运动故障：故障：只出现一个轴或二个轴不只出现一个轴或二个轴不执行进给运动执行进给运动故障：故障：主轴正、反转都不执行主轴正、反转都不执行故障：故障：主轴某方向不转主轴某方向不转XS8 以太网口PC键 盘口远程 I/O 板RS232XS40 XS9XS20XS10,XS11 主轴编码器手持单元主轴变频器输出开关量 (伺服、继电器控制)输入开关量 (操作按钮、 机床检测输入)图 5.2.1 典型铣床数控系统设计总体框图主轴电

2、机XS41XS42XS43 软驱软驱单元XS3XS2XS6XS5XS4HNC-21HNC-21 伺服电机 X 11 型伺服 XX 轴编码器 伺服电机 Y 11 型伺服 Y 伺服电机 Z 11 型伺服 Z 伺服电机 A 11 型伺服 AA 轴编码器Z 轴编码器Y 轴编码器QF050ARC1QF350AKM350ARC2QF450AKM450ARC3KM4RC7KM3RC6KM2RC5KM1RC4KA8KA1YV3V3KA10YV2V2KA9YV1V1KA6主轴换档阀刀具松阀主轴润滑阀QF150AQF250AKM150AKM250A伺服变压器AC380/2007KW伺服电源模块HSV-11P主轴变

3、频器5.5KW液压电机冷却电机QF53AAC110V250W控制变压器AC380V 3 相数控装置HNC-21MC热交换器电柜风扇照明灯指示灯吊挂风扇伺服强电主轴强电液压电机冷却电机自动润滑站开关电源100W开关电源50WAC220V/DC24VAC220V/DC24V低通滤波器AC250V6ARSTU11V11W11YVZVZKA6Z 轴抱闸24V110110024V220B220A1012100到 Z 轴伺服到：继电器数控装置伺服驱动器主轴变频器到：伺服电源模块伺服驱动器图 5.2.2 典型铣床数控系统电气原理图-电源图QF66AQF76AQF83AQF93AQF116AQF103AAC2

4、4V100WAC24V100WAC220V300WAC380V750W 100 SQX-1 SQX-3 SQY-1 SQY-3 SQZ-1 SQZ-3 OTBS1 3 OTBS2 16 ESTOP1 4 ESTOP3 17 HNC-21 XS20 KA2 KA1 KA3 KA4 KA5 KA6 KA7 KA8 KA9 KA10 24V 图 5.2.3 典型铣床数控系统电气原理图-继电器部分 KA2 KA3 KA4 KA5 Y0.0 440 Y1.0 Y1.1 Y1.4 Y0.4 Y0.6 Y0.5 Y0.7 KA2 外部 运行允许 运行允许 伺服 OK 主轴 正转 主轴 反转 主轴换档 Z 轴

5、 抱闸 冷却启动 刀具 松 主轴 润滑 图 5.2.4 典型铣床数控系统电气原理图-输入输出开关量 1 13 I0 25 I1 12 I2 24 I3 11 I4 23 I5 10 I6 22 I7 9 I8 21 I9 8 I10 20 I11 7 I12 19 I13 6 I14 18 I15 5 I16 17 I17 4 I18 16 I19 3 空 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG 13 I20 25 I21 12 I22 24 I23 11 I24 23 I25 10 I26 22 I27 9 I28 21 I29 8 I30 20 I31 7 I32 19

6、 I33 6 I34 18 I35 5 I36 17 I37 4 I38 16 I39 3 空 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG X 轴正限位开关 SQX-1 SQX-3 SQY-1 SQY-3 SQZ-1 SQZ-3 SQX-2 SQY-2 SQZ-2 SQ3 SQ4 SQ1 SQ2 X0.0 X0.1 X0.2 X0.3 X0.4 X0.5 X1.4 X1.5 X2.0 X2.1 X1.0 X1.1 X1.2 100 （继电器 DC24V 地） X 轴负限位开关 Y 轴正限位开关 Y 轴负限位开关 Z 轴正限位开关 Z 轴负限位开关 X 轴参考点开关 Y 轴参考点

7、开关 润滑液位报警 欠压报警 主轴高档到位 主轴低档到位 Z 轴参考点开关 外部运行允许 KA2 QF3 QF4 X2.4 X2.5 X2.6 X2.7 X3.0 X3.1 X4.3 X4.4 X4.5 X4.6 X4.0 X4.1 X4.2 100 （继电器 DC24V 地） 伺服电源准备好 电柜空开 OK 主轴报警 主轴速度到达 主轴零速 见 XS8 （手持接口） X3.2 X4.7 主轴变频器19 26 25 20 27 XS11 XS10 KA3 伺服驱动器 OK 伺服电源模块 图 5.2.5 典型铣床数控系统电气原理图-输入输出开关量 2 13 5VG 25 +5V 12 HB 24

8、 HA 11 O28 23 O29 10 O30 22 O31 9 I32 21 I33 8 I34 20 I35 7 I36 19 I37 6 I38 18 I39 5 空 17 ESTOP3 4 ESTOP2 16 +24V 3 +24V 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG 13 O0 25 O1 12 O2 24 O3 11 O4 23 O5 10 O6 22 O7 9 O8 21 O9 8 O10 20 O11 7 O12 19 O13 6 O14 18 O15 5 空 17 ESTOP3 4 ESTOP1 16 OTBS2 3 OTBS1 15 24VG 2

9、24VG 14 24VG 1 24VG Y3.6 X4.5 X4.6 X4.0 X4.1 X4.2 运行允许继电器 Y0.0 Y0.1 Y0.2 Y0.3 Y0.4 Y0.5 Y1.4 100 （继电器 DC24V 地） 系统复位 SV-CML Z 轴抱闸继电器 冷却开继电器 刀具松继电器 Y0.6 XS20 XS8 X4.3 X4.4 急停 +5V 5VG B A X Y Z A X1 X10 X100 指示灯 手脉 坐标选择 倍率选择 使能 手持单元 伺服允许 Y1.0 主轴正转继电器 主轴反转继电器 Y1.1 主轴换档继电器 100 限位急停链 外部运行允许继电器 （继电器 DC24V

10、地） 注释： Y0.1Y0.3 为输出到伺服及主轴单元 各继电器的连接见图 5.2.3 主轴电机主轴编码器UVW0V5VU11V11W11主轴报警主轴零速主轴速度到达19252620，27X30X32X311000V 2+5V 3A+ 4A- 5B+ 6B- 7TA2(E)B1B2制动电阻600 100WTA1位置卡A+A-B+B-R(L1)S(L2)T(L3)U(T1)V(T2)W(T3)主轴变频器CIMR-G5A45P51A5.5KW主轴风扇4KW主轴正转主轴反转100来自 KM2见图 5.2.2图 5.2.6 典型铣床数控系统电气原理图-主轴单元1415主轴复位XS9KA5KA4KA4K

11、A5Y01124111213177,8,15AOUT2GNDGNDHNC-21 O12 X 轴码盘 屏蔽层 X X 轴伺服轴伺服 HSV-11D25 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 X 轴伺服电机 O12 U V W 9 10 U V W OH1 OH2 PE 热保护 J2 P N 屏蔽层 Y Y 轴伺服轴伺服 HSV-11D25 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 Y 轴伺服电机 U V W 9 10 U V W OH1 OH2 PE 热保护 J2

12、Y 轴编码器 P N Z 轴码盘 屏蔽层 A A 轴伺服轴伺服 HSV-11D16 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 A 轴伺服电机 U V W OH1 OH2 PE XS1 J2 A 轴编码器 P N 数控装置数控装置 HNC-21MC XS40 XS41 XS42 XS43 101 24V1 屏蔽层 Z Z 轴伺服轴伺服 HSV-11D25 X2 12 10 220A 220B 9 8 7 6 5 4 故障连锁 24V 使能 24V 地 减电流 Z 轴伺服电机 O12 U V W 9 10 U V W OH1 OH2

13、PE 热保护 J2 P N BR BR2 抱闸 电源模块电源模块 HSV-11P 12 10 9 8 7 6 43 220A 220B 故障连锁 24V 就绪 24V 地 使能 220A 220B 24V 100 I12 2 1 复位 360 公共端 R S T PE R S T P N X 轴编码器 Z 轴编码器 400 410 420 420 430 440 440 Y03 KA1 2100 KA7 XS XS XS XS2 A B C T1 T2 2 3 7 5 6 XS1-1 热保护 图 5.2.7 典型铣床数控系统电气原理图-伺服驱动电路 RXD TXD GND XS40,1,2,3

14、 2 3 5 X2 2 3 5 TXD RXD GND DB9 头孔 DB9 头孔 坐标轴控制电缆 RVVP3X0.2 A 轴编码器电缆 +5V 11,12 +5V 13 0V 1,8 0V 9,10 A 2 B 3 Z 4 U 5 V 6 W 7 A- 15 B- 16 Z- 17 U- 18 V- 19 W- 20 屏蔽 14 J2 1 VCC 2 GND 3 A 4 B 5 Z 9 U 10 V 11 W 6 A- 7 B- 8 Z- 12 U- 13 V- 14 W- 19 屏蔽 XS2 X、Y、Z 轴编码器电缆 +5V 11,12 +5V 13 0V 1,8 0V 9,10 A 2

15、B 3 Z 4 U 5 V 6 W 7 A- 15 B- 16 Z- 17 U- 18 V- 19 W- 20 屏蔽 14 J2 J +5V K +5V N 0V T 0V A A B B F Z C U L V R W D A- E B- G Z- P U- M V- S W- H 屏蔽 XS 电机编码器电缆： RVVP19X0.2 热保护电缆： Z 抱闸电缆： RVVP2X0.2 电机强电电缆： RVV4X2.5 图 5.2.8 典型铣床数控系统电气原理图-伺服驱动电缆连接 s 以 太 网 口 PC键 盘 口 远 程I/O板 RS232 XS40 四 串 口 板 XS20 XS10,XS1

16、1 输 出 开 关 量 (伺 服 、 继 电 器 控 制 ) 输 入 开 关 量 (操 作 按 钮 、 机 床 检 测 输 入 ) 图5.3.1 典 型 车 床 数 控 系 统 配 置 框 图 XS41 四 串 口 板 软 驱 软 驱 单 元 XS3 XS2 XS6 XS5 XS4 H HN NC C- -2 21 1 伺 服 电 机X 11型 伺 服X X轴 编 码 器 伺 服 电 机Z 11型 伺 服Z Z轴 编 码 器 数 控 装 置 H N C - 2 1 T C 照 明 灯 指 示 灯 吊 挂 风 扇 Q F 6 6 A Q F 7 6 A 低 通 滤 波 器 A C 2 5 0 V

17、 6 A 2 2 0 B 2 2 0 A 到 ： 伺 服 电 源 模 块 伺 服 驱 动 器 Q F 9 3 A 开 关 电 源 1 0 0 W A C 2 2 0 V / D C 2 4 V 1 0 0 2 4 V 到 ： 继 电 器 数 控 装 置 伺 服 驱 动 器 Q F 1 0 6 A K M 6 R C 1 0 K M 5 R C 9 K M 4 R C 8 K M 3 R C 7 K A 8 K A 1 电 柜 风 扇 主 轴 反 转 刀 架 电 机正 转 刀 架 电 机反 转 冷 却 电 机 Q F 8 3 A Q F 0 4 0 A R C 1 Q F 3 0 . 4 A K

18、 M 5 Q F 4 0 . 3 A K M 6 R C 4 R C 3 Q F 1 6 A Q F 2 1 0 A K M 1 伺 服 变 压 器 A C 3 8 0 / 2 0 0 7 K W 伺 服 电 源模 块 H S V - 1 1 P 主 轴 电 机 5 . 5 K W 刀 架 电 机 冷 却 电 机 Q F 5 3 A A C 1 1 0 V 2 5 0 W 控 制 变 压 器 A C 3 8 0 V 3相 R S T 图5 . 3 . 2 典 型 车 床 数 控 系 统 电 气 原 理 图 - 电 源 部 分 A C 2 4 V 1 0 0 W A C 2 4 V 1 0 0

19、W A C 2 2 0 V 3 0 0 W A C 3 8 0 V 7 5 0 W K M 2 R C 6 K M 1 R C 5 伺 服 强 电 主 轴 正 转 K A 7 K M 4 K A 6 K M 5 K A 5 K M 2 K A 4 K M 3 R C 2 K M 4 K M 3 K M 2 100 SQX-1 SQX-3 SQZ-1 SQZ-3 OTBS1 3 OTBS2 16 ESTOP1 4 ESTOP3 17 HNC-21 XS20 KA2 KA1 KA3 KA4 KA5 KA6 KA7 KA8 24V 图 5.3.3 典型车床数控系统电气原理图-继电器部分 KA2 KA

20、3 Y0.0 420 Y1.0 Y1.1 Y0.6 Y0.7 Y0.5 外部 运行允许 运行允许 伺服 OK 主轴 正转 主轴 反转 刀架正转 刀架反转 冷却启动 KA6 KA7 KA4 KA5 图 5.3.4 典型车床数控系统电气原理图-输入输出开关量 1 13 I0 25 I1 12 I2 24 I3 11 I4 23 I5 10 I6 22 I7 9 I8 21 I9 8 I10 20 I11 7 I12 19 I13 6 I14 18 I15 5 I16 17 I17 4 I18 16 I19 3 空 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG 13 I20 25 I2

21、1 12 I22 24 I23 11 I24 23 I25 10 I26 22 I27 9 I28 21 I29 8 I30 20 I31 7 I32 19 I33 6 I34 18 I35 5 I36 17 I37 4 I38 16 I39 3 空 15 24VG 2 24VG 14 24VG 1 24VG X 轴正限位开关 SQX-1 SQX-3 SQZ-1 SQZ-3 SQX-2 SQZ-2 X0.0 X0.1 X0.2 X0.3 X1.0 X1.1 100 （继电器 DC24V 地） X 轴负限位开关 Z 轴正限位开关 Z 轴负限位开关 X 轴参考点开关 Z 轴参考点开关 外部运行允许

22、 KA2 QF3 QF4 X2.4 X2.5 X2.6 X2.7 X3.0 100 DC24V 开关电源输出地 电柜空开 OK 主轴报警 XS11 XS10 伺服电源准备KA3 伺服驱动器 OK 伺服电源模块 QF2 X3.2 1 号刀到位 SQ1 X3.3 2 号刀到位 SQ2 X3.4 3 号刀到位 SQ3 X3.5 4 号刀到位 SQ4 24V 霍尔开关 图 5.3.5 典型车床数控系统设计电气原理图-输入输出开关量 213 5VG25 +5V12 HB24 HA11 O2823 O2910 O3022 O319 I3221 I338 I3420 I357 I3619 I376 I381

23、8 I395 空17 ESTOP34 ESTOP216 +24V3 +24V15 24VG2 24VG14 24VG1 24VGXS813 O025 O112 O224 O311 O423 O510 O622 O79 O821 O98 O1020 O117 O1219 O136 O1418 O155 空17 ESTOP34 ESTOP116 OTBS23 OTBS115 24VG2 24VG14 24VG1 24VG运行允许继电器Y0.0Y0.1Y0.2Y0.5100（继电器 DC24V 地）系统复位冷却开继电器刀架电机正转继电器Y0.6XS20伺服允许Y1.0主轴正转继电器主轴反转继电器Y1.1100限位急停回路外部运行允许继电器（继电器 DC24V 地）注释：Y0.1、Y0.2 输出到伺服各继电器的连接见图 5.3.3刀架电机反转继电器Y0.7 图 5.3.6 典型车床数控系统电气原理图-伺服驱动