第4章数控机床电气系统的维护ppt课件

1、4.1 4.1 数控系统的维护数控系统的维护4.2 4.2 伺服系统的维护伺服系统的维护 了解主轴伺服驱动系统、进给伺服驱动系了解主轴伺服驱动系统、进给伺服驱动系统、常用位置检测元件、常用统、常用位置检测元件、常用I/OI/O元件的维护元件的维护方法、步骤及日常使用注意事项方法、步骤及日常使用注意事项 根据电气元件的维护方法及使用注意事项，根据电气元件的维护方法及使用注意事项，掌握常见的电气元件的维护要点掌握常见的电气元件的维护要点 4.1.1 常见数控系统的介绍常见数控系统的介绍4.1.2 数控系统的维护数控系统的维护1 1FANUCFANUC数控系统介绍数控系统介绍 日本日本FANUCFA

2、NUC公司创建于公司创建于19561956年，是生产数年，是生产数控系统和工业机器人的著名厂家。控系统和工业机器人的著名厂家。 FANUC FANUC数控系统有以下特点。数控系统有以下特点。 （1 1采用模块化结构。这种结构易拆装，采用模块化结构。这种结构易拆装，各个控制板高度集成，便于维修和更换。各个控制板高度集成，便于维修和更换。 （2 2采用专用采用专用LSILSI技术，以此提高芯片技术，以此提高芯片的集成度、系统的可靠性，减小体积和降低的集成度、系统的可靠性，减小体积和降低成本。成本。 （3 3产品应用范围广，每一种产品应用范围广，每一种CNCCNC装置装置可配多种控制软件，适用于多种

3、机床。可配多种控制软件，适用于多种机床。 （4 4不断采用新工艺、新技术，如采用不断采用新工艺、新技术，如采用了了SMTSMT高密度表面安装技术）、多层印制电高密度表面安装技术）、多层印制电路板、光导纤维电缆等。路板、光导纤维电缆等。 （5 5CNCCNC装置体积小，采用面板装配式、装置体积小，采用面板装配式、内装式内装式PMCPMC以及多种形式结构和尺寸规格的控以及多种形式结构和尺寸规格的控制器，以适应机电一体化的需求。制器，以适应机电一体化的需求。 （6 6在插补、进给加减速、补偿、自动在插补、进给加减速、补偿、自动编程、图形显示、通讯、控制和诊断方面不编程、图形显示、通讯、控制和诊断方面

4、不断增加新的功能。断增加新的功能。 （7 7以用户特定宏程序、以用户特定宏程序、MMCMMC等功能来等功能来推进推进CNCCNC装置面向用户开放的功能。装置面向用户开放的功能。 （8 8支持多种语言显示。支持多种语言显示。 （9 9备有多种外设。备有多种外设。 （1010设有设有MAPMAPManufactory Manufactory Automation ProtocolAutomation Protocol，制造自动化协议接，制造自动化协议接口，使口，使CNCCNC装置通过该接口实现与上一级计算装置通过该接口实现与上一级计算机的通信。机的通信。 （1111根据用户需要，能不断地更新根据用

5、户需要，能不断地更新CNCCNC装置的功能，可形成多种版本。装置的功能，可形成多种版本。 SINUMERIK 802Sbase line SINUMERIK 802Sbase lineECUECU采用步采用步进电动机驱动系统，可带进电动机驱动系统，可带3 3个驱动轴和一个主个驱动轴和一个主轴，驱动采用轴，驱动采用STEPDRIVE CSTEPDRIVE C和和STEPDRIVE C+STEPDRIVE C+，最高最高10 00010 000步步/R/R的控制精度，是开环的最低的控制精度，是开环的最低价的系统经济型数控）。价的系统经济型数控）。 SINUMERIK 802Cbase lineSI

6、NUMERIK 802Cbase line是同是同SINUMERIK-802SSINUMERIK-802S有一样的硬件结构，是低价有一样的硬件结构，是低价数控系统的选择，驱动是数控系统的选择，驱动是SimoDrive 611USimoDrive 611U通用型，具有数字和模拟信号通用型，具有数字和模拟信号10V10V），可以），可以接接1FK61FK6系列同步伺服电动机也可以接系列同步伺服电动机也可以接1FK71FK7电动机）。电动机）。 2 2SIEMENSSIEMENS数控系统介绍数控系统介绍 SINUMERIK 802D SINUMERIK 802D是全数字式的数控系统，是全数字式的数控

7、系统，HMIHMI人机接口）、人机接口）、PLCPLC程序和程序和NCKNCK软件集成为软件集成为一体。一体。 SINUMERIK 810D/840D powerline SINUMERIK 810D/840D powerline是全数是全数字式的数控系统，字式的数控系统，PCU20/50/70PCU20/50/7050/7050/70带有带有硬盘），硬盘），SimoDrive 611DSimoDrive 611D数字型），可配数字型），可配1FT/1FK1FT/1FK交流伺服电动机，交流伺服电动机，1PH71PH7主轴电动机，主轴电动机，PLCPLC为为S7-300S7-300，其中，其中8

8、40D840D中的中的S7-315-2DPS7-315-2DP集成集成 在在NCU561.2/571.3/572.3/573.3NCU561.2/571.3/572.3/573.3上，上，S7-S7-314C-2DP314C-2DP集成在集成在NCU562.4/573.4NCU562.4/573.4上。上。 SINUMERIK 814DiSINUMERIK 814Di采用采用NCKNCK数控核心部数控核心部件系统软件，件系统软件，PCU20/50/70PCU20/50/70，S7-3152DPS7-3152DP集成在集成在MCIMCI板上，板上，SIMATIC DP ET200M/S/XSIM

9、ATIC DP ET200M/S/X分布式分布式I/OI/O作为作为I/OI/O连接在连接在PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP上，上，最大可到最大可到1818个轴，包括个轴，包括6 6个通道和方式组。个通道和方式组。 武汉华中数控系统有限公司成立于武汉华中数控系统有限公司成立于19941994年，是一家从事数控系统研究、开发和经营年，是一家从事数控系统研究、开发和经营的中外合资企业。的中外合资企业。 华中数控系统具有以下几个特点。华中数控系统具有以下几个特点。 以通用工控机为核心的开放式体系结以通用工控机为核心的开放式体系结构。构。 独创的曲面直接插补算法和先进的数独创的曲面直接插补

10、算法和先进的数控软件技术。控软件技术。 系统配套能力强。系统配套能力强。3 3华中数控系统介绍华中数控系统介绍图图4.34.3所示为华中数控系统的连接组成图。所示为华中数控系统的连接组成图。输入电源：AC24V 100W+DC24V50W方波差分接收光电隔离开关量输入接口（40位）手摇脉冲发生嚣输入接口，TTL电平输入光电隔离开关量输出接口（32位）进给轴脉冲输出接口（4个）差分输出，包括进给脉冲和方向信号输出电流范围0100mA最高脉冲频率：2MHz输出电压范围DC24V进给轴D/A输出接口（4个）电流：20mA+20mA电压：10V+10V主轴模拟量输出接口分辨率：12位输出电压：DC10

11、V或0+10V进给轴码盘反馈输入接口（4个），RS-422差分输入主轴编码器输出接口HSV-11伺服接口（4个）RS-232接口1 1严格遵守操作规程和日常维护制度严格遵守操作规程和日常维护制度2 2应尽量减少数控柜和强电柜的开应尽量减少数控柜和强电柜的开门次数门次数3 3定时清扫数控柜的散热通风系统定时清扫数控柜的散热通风系统 清扫的具体方法如下。清扫的具体方法如下。 （1 1拧下螺钉，拆下空气过滤器。拧下螺钉，拆下空气过滤器。 （2 2在轻轻振动过滤器的同时，用压缩在轻轻振动过滤器的同时，用压缩空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘。空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘。 （3 3过滤器太脏时，

12、可用中性清洁剂过滤器太脏时，可用中性清洁剂清洁剂和水的配方为清洁剂和水的配方为595595冲洗但不可冲洗但不可揉擦），然后置于阴凉处晾干即可。揉擦），然后置于阴凉处晾干即可。 （1 1每天必须对光电阅读机的表面包每天必须对光电阅读机的表面包括发光体和受光体）、纸带压板以及纸带通括发光体和受光体）、纸带压板以及纸带通道用蘸有酒精的纱布进行擦拭。道用蘸有酒精的纱布进行擦拭。 （2 2每周定时擦拭纸带阅读机的主动轮每周定时擦拭纸带阅读机的主动轮滚轴、压紧滚轴、导向滚轴等运动部件。滚轴、压紧滚轴、导向滚轴等运动部件。 （3 3每半年对导向滚轴、张紧臂滚轴等每半年对导向滚轴、张紧臂滚轴等加注润滑油一次。

13、加注润滑油一次。 （4 4一旦使用纸带阅读机完毕，就应将一旦使用纸带阅读机完毕，就应将装有纸带的阅读机的小门关上，防止尘土落装有纸带的阅读机的小门关上，防止尘土落入。入。4 4数控系统输入数控系统输入/ /输出装置的定期维护输出装置的定期维护5 5经常监视数控系统的电网电压经常监视数控系统的电网电压6 6定期更换存储用电池定期更换存储用电池7 7数控系统长期不用时的维护数控系统长期不用时的维护 （1 1要经常给数控系统通电，特别要经常给数控系统通电，特别是在环境湿度较大的梅雨季节更应如是在环境湿度较大的梅雨季节更应如此。此。 （2 2如果数控机床的进给轴和主轴如果数控机床的进给轴和主轴采用直流

14、电动机驱动，应将电刷从直采用直流电动机驱动，应将电刷从直流电动机中取出，以免由于化学腐蚀流电动机中取出，以免由于化学腐蚀作用，使换向器表面腐蚀，造成换向作用，使换向器表面腐蚀，造成换向性能变化，甚至使整台电动机损坏。性能变化，甚至使整台电动机损坏。8 8备用电路板的维护备用电路板的维护 因此对所购的备用板应定期装到数因此对所购的备用板应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损控系统中通电运行一段时间，以防损坏。坏。9 9做好维修前的准备工作做好维修前的准备工作（1 1技术准备。技术准备。（2 2工具准备。工具准备。（3 3备件准备。备件准备。4.2.1 主轴驱动系统的维护主轴驱动系统的维护4

15、.2.2 进给驱动系统的维护进给驱动系统的维护4.2.3 常见位置检测元件的维护常见位置检测元件的维护4.2.4 常见常见I/O元件的维护元件的维护 1 1直流主轴驱动系统使用注意事项和直流主轴驱动系统使用注意事项和日常维护日常维护 检查伺服单元和电动机的信号线、动检查伺服单元和电动机的信号线、动力线等的连接是否正常，是否松动以及绝缘力线等的连接是否正常，是否松动以及绝缘是否良好。是否良好。 强电柜和电动机是否可靠接地。强电柜和电动机是否可靠接地。 电动机电刷的安装是否牢靠，电动机电动机电刷的安装是否牢靠，电动机安装螺栓是否完全拧紧。安装螺栓是否完全拧紧。 检查速度指令与转速是否一致，负载检查

16、速度指令与转速是否一致，负载指示是否正常。指示是否正常。 是否有异常声音和异常振动。是否有异常声音和异常振动。 轴承温度是否急剧上升等不正常现象。轴承温度是否急剧上升等不正常现象。 电刷上是否有显著的火花发生痕迹。电刷上是否有显著的火花发生痕迹。 电柜的空气过滤器每月应清扫一次。电柜的空气过滤器每月应清扫一次。 电柜及驱动器的冷却风扇应定期检查。电柜及驱动器的冷却风扇应定期检查。 建议操作人员每天都应注意主轴的旋建议操作人员每天都应注意主轴的旋转速度、异常振动、异常声音、通风状态、转速度、异常振动、异常声音、通风状态、轴承温度、外表温度和异常臭味。轴承温度、外表温度和异常臭味。 建议使用单位维

17、护人员，每月应对电建议使用单位维护人员，每月应对电刷、换向器进行检查。刷、换向器进行检查。 建议使用单位维护人员，每半年应对建议使用单位维护人员，每半年应对测速发电机、轴承、热管冷却部分、绝缘电测速发电机、轴承、热管冷却部分、绝缘电阻进行检测。阻进行检测。2 2变频器使用注意事项和日常维护变频器使用注意事项和日常维护日常维护保养的具体内容如下。日常维护保养的具体内容如下。（1 1记录运行数据和故障代码。记录运行数据和故障代码。（2 2变频器日常检查。变频器日常检查。（3 3变频器保养。变频器保养。 进给驱动系统的性能在一定程度上决定进给驱动系统的性能在一定程度上决定了数控系统的性能，直接影响加

18、工工件的精了数控系统的性能，直接影响加工工件的精度。度。 1 1直流伺服电动机的维护直流伺服电动机的维护（1 1存放要求。存放要求。（2 2当机床长期不运行时的保养。当机床长期不运行时的保养。（3 3电动机的日常维护。电动机的日常维护。 每天在机床运行时的维护检查。每天在机床运行时的维护检查。 定期维护。定期维护。交流伺服电动机常见的故障有以下交流伺服电动机常见的故障有以下3 3种。种。（1 1接线故障。接线故障。（2 2转子位置检测装置故障。转子位置检测装置故障。（3 3电磁制动故障。电磁制动故障。2 2交流伺服电动机的维护交流伺服电动机的维护 交流伺服电动机故障判断有如下两种方交流伺服电动

19、机故障判断有如下两种方法。法。 （1 1用万用表或电桥测量电枢绕组的直用万用表或电桥测量电枢绕组的直流电阻，检查是否断路，并用兆欧表查绝缘流电阻，检查是否断路，并用兆欧表查绝缘是否良好。是否良好。（ 2 2将电动机与机械装置分离，用手转将电动机与机械装置分离，用手转动电动机转子，正常情况下感觉有阻力，转动电动机转子，正常情况下感觉有阻力，转一个角度后手放开，转子有返回现象；如果一个角度后手放开，转子有返回现象；如果用手转动转子时能连续几圈并自由停止，该用手转动转子时能连续几圈并自由停止，该电动机已损坏；如果用手转不动或转动后无电动机已损坏；如果用手转不动或转动后无返回，电动机机械部分可能有故障

20、。返回，电动机机械部分可能有故障。1 1光栅光栅 （1 1防污。防污。 光栅尺由于直接安装于工作台和机床床光栅尺由于直接安装于工作台和机床床身上，因此，极易受到冷却液的污染，从而身上，因此，极易受到冷却液的污染，从而造成信号丢失，影响位置控制精度。造成信号丢失，影响位置控制精度。 （2 2防振。防振。 光栅拆装时要用静力，不能用硬物敲击，光栅拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以免引起光学元件的损坏。以免引起光学元件的损坏。编码器的维护主要注意以下两个问题。编码器的维护主要注意以下两个问题。（1 1防振和防污。防振和防污。（2 2联接松动。联接松动。2 2光电脉冲编码器光电脉冲编码器 （1 1安装

21、时，必须保持定尺和滑尺相对安装时，必须保持定尺和滑尺相对平行，且定尺固定螺栓不得超过尺面，调整平行，且定尺固定螺栓不得超过尺面，调整间隙在间隙在0.090.090.15mm0.15mm为宜。为宜。 （2 2不要损坏定尺表面耐切削液涂层和不要损坏定尺表面耐切削液涂层和滑尺表面一层带绝缘层的铝箔，否则会腐蚀滑尺表面一层带绝缘层的铝箔，否则会腐蚀厚度较小的电解铜箔。厚度较小的电解铜箔。 （3 3接线时要分清滑尺的接线时要分清滑尺的sinsin绕组和绕组和coscos绕组，其阻值基本相同，这两个绕组必须分绕组，其阻值基本相同，这两个绕组必须分别接入励磁电压。别接入励磁电压。3 3感应同步器感应同步器

22、（1 1接线时，定子上有相等匝数的励磁接线时，定子上有相等匝数的励磁绕组和补偿绕组，转子上也有相等匝数的绕组和补偿绕组，转子上也有相等匝数的sinsin绕组和绕组和coscos绕组，但转字和定子的绕组阻值却绕组，但转字和定子的绕组阻值却不同，一般定子阻值稍大，有时补偿绕组自不同，一般定子阻值稍大，有时补偿绕组自行短接或接入一个阻抗。行短接或接入一个阻抗。 （2 2由于结构上与绕线转子异步电动机由于结构上与绕线转子异步电动机相似，因此，碳刷磨损到一定程度后要更换。相似，因此，碳刷磨损到一定程度后要更换。 4 4旋转变压器旋转变压器 （1 1不能将磁性膜刮坏，防止铁屑和油不能将磁性膜刮坏，防止铁屑

23、和油污落在磁性标尺和磁头上，要用脱脂棉蘸无污落在磁性标尺和磁头上，要用脱脂棉蘸无水酒精轻轻地擦其表面。水酒精轻轻地擦其表面。 （2 2不能用力拆装和撞击磁性标尺和磁不能用力拆装和撞击磁性标尺和磁头，否则会使磁性减弱或使磁场紊乱。头，否则会使磁性减弱或使磁场紊乱。 （3 3接线时要分清磁头上激磁绕组和输接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕组，前者绕在磁路截面尺寸较小的横壁出绕组，前者绕在磁路截面尺寸较小的横壁上，后者绕在磁路截面尺寸较大的竖杆上。上，后者绕在磁路截面尺寸较大的竖杆上。5 5磁栅尺磁栅尺1 1控制开关控制开关2 2行程开关行程开关13 3接近开关接近开关 常用的接近开关有电感式、电容式、磁常用的接近开关有电感式、电容式、磁感式、光电式、霍尔式等。感式、光电