数控机床装调维修技术 电子课件

数控机床装调维修技术目录CONTENTS0102认识车削加工加工轴类零件03加工套类零件04加工圆锥类零件05加工三角螺纹06加工典型零件07加工梯形螺纹08加工成型面与滚花零件01FANUC数控系统连接一个完整的数控系统的硬件结构如图1-1-1所示。(一)ＦＡＮＵＣ系统概述1.1FANUC数控系统连接

CNC单元是整个控制系统的核心，主要由CPU、存储器、数字伺服轴控制卡、主板和显示卡等组成。1.CNC单元1.1FANUC数控系统连接PMC用Ladder（梯形图）语言将机床的控制顺序编入程序，从而使机床侧的强电电路简化。2.PMC3.FANUC数字伺服放大器图1-1-3所示为经济型机床常配置的FANUCβi系列数字伺服放大器和伺服电机。1.1FANUC数控系统连接4.MDI单元用于人机交互的MDI操作面板如图1-1-4所示。1.1FANUC数控系统连接

5.I/O装置

I/O装置即输入/输出装置。6.操作面板

操作面板与机床厂提供的控制面板都是为了保证人机之间的正常状态控制、信息交换以及实现机床的辅助动作而设置的机床专用操作及显示装置，以确保操作者能正常控制、观察机床的全部动作。

7.手摇脉冲发生器手摇脉冲发生器（手轮）一般装在机床操作面板上，与I/O装置相连。当手轮旋转时，编码器产生与手轮运动相对应的信号，通过数控系统选定坐标并对坐标进行定位。1.1FANUC数控系统连接

1.CNC控制单元

CNC控制单元各端口的位置分布如图1-1-5所示，各端口的功能说明如表1-1-1所示。(二)ＦＡＮＵＣ系统主要硬件介绍及其连接1.1FANUC数控系统连接1.1FANUC数控系统连接

2.进给伺服单元各端口的位置分布如图1-1-6所示，各端口的功能说明如表1-1-2所示。1.1FANUC数控系统连接1.1FANUC数控系统连接

(三)Ｉ/ＯＬｉｎｋ1.1FANUC数控系统连接(一)元器件认识

1.按钮开关1.2认识数控机床常用的电气元件2.限位开关3.低压断路器1.2认识数控机床常用的电气元件

4.接触器5.继电器1.2认识数控机床常用的电气元件

6.开关电源（图1-2-6）

变压器的结构示意图见图1-2-7，图1-2-8所示为变压器原理。1.2认识数控机床常用的电气元件

变压器是变幻交流电压、电流和阻抗的器件。输入电压与输出电压与线圈的匝数有以下关系：1.2认识数控机床常用的电气元件1.3数控机床电气控制系统的连接

(一)电气控制电路的绘制

电气控制电路是用导线将电机、电器、仪表等电器元件连接起来并实现某种要求的电路。为了设计、研究分析、安装维修时阅读方便，需要用统一的工程语言即用图的形式来表示，并在图上用不同的图形符号来表示各种电器元件，用不同的文字符号来表示图形符号所代表的电气原件的名称、用途、主要特征、及编号等。按照电气设备和电气的工作顺序，详细表示电路、设备或装置的全部基本组成和连接关系的图形就是电气控制系统图。

常见的电气控制系统图主要有电气原理图、电气布置图、电器安装接线图三种。在绘制电气控制系统图时，必须采用国家统一规定的图形符号、文字符号、和绘图方法。在机床电气控制原理分析中最常用的是电气原理图。

(二)电气控制系统图中的图形符号和文字符号电气控制电路是电气控制电路的通用语言。绘制电气控制系统图时，所有电器元件的图形符号和文字符号必须符合国家标准的规定。

新的国家标准主要有：（1）GB/T4728—2005/2008《电气简图用图形符号》（2）GB/T6988.1—2006/2008《电气技术用文件的编制》（3）GB/T5094.1—2002/2003/2005《工业系统、装置与设备以及工业产品结构原则与参照代号》。

国家规定，电气控制电路中的图形和文字符号必须符合最新的国家标准。

图形符号是用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。符号要素是一种具有确定意义的简单图形，必须同其他图形组合构成一个设备或概念的完整符号。

控制电路通常由三位或三位一下的数字组成，交流控制电路的标号主要是以压降元件（如电气元件线圈）为分界，左侧用奇数标号。直流控制电路中正极按奇数标号，负极按偶数标号。

1.3数控机床电气控制系统的连接电气原理图也称为电路图，是根据电路的工作原理绘制的，它表示电流从电源到负载的传送情况和电气元件的动作原理，所有电器元件的导电部件和接线端子之间的相互关系。

１.电气原理图绘制的基本原则(１)电气控制电路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控制电路。(２)电气原理图应按国家标准所规定的图形符号、文字符号和回路标号绘制。(３)各电气元件和部件在控制电路中的位置，要根据便于阅读的原则安排。1.3数控机床电气控制系统的连接(三)电气原理图

(４)在电气原理图中，控制电路的分支电路,原则上应按照动作先后顺序排列,两线交叉连接时的电气连接点要用“实心圆”表示。

(５)所有电气元件的图形符号，必须按电器未接通电源和没有受外力作用时的状态绘制。(６)图中电气元件应按功能布置,一般按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。(７)所有的按钮、触头均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。1.3数控机床电气控制系统的连接２.图面区域的划分电气原理图下方的１、２、３数字是图区编号(图区编号也可以设置在图的上方),为了便于检索电气线路、方便阅读分析、避免遗漏而设置的。

1.3数控机床电气控制系统的连接

３.符号位置的索引符号位置的索引用图号、页次和图区号的组合索引法，索引代号的组成如下:

４.电气原理图中技术数据的标注电气元件的技术数据,除在电气元件明细表中标明外,也可用小号字体注在其图形符号的旁边。1.3数控机床电气控制系统的连接1.3数控机床电气控制系统的连接(四)电气元件布置图

绘制安装接线图应遵循以下几点:

(１)用规定的图形、文字符号绘制各电气元件，元器件所占图面要按实际尺寸以统一比例绘制，应与实际安装位置一致，同一电气元件各部件应画在一起。(２)一个元器件中所有的带电部件应画在一起，并用点画线框起来，采用集中表示法。(３)各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致。而且必须符合国家标准。(４)绘制安装接线图时，走向相同的多根导线可用单线表示。(５)绘制接线端子时，各电气元件的文字符号及端子板的编号应与原理图一致。并按原理图的接线进行连接，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。(五)电气安装接线图1.3数控机床电气控制系统的连接02FANUC数控机床的操作面板介绍及编程2.1认识数控机床操作面板(一)数控系统操作面板图2-1-1所示为数控系统操作面板。１.软键２.系统操作键３.数据输入键４.光标移动键和翻页键５.编辑键６.ＮＣ功能键2.1认识数控机床操作面板2.1认识数控机床操作面板１.数控机床操作面板如图2-1-2和图2-1-3所示。2.1认识数控机床操作面板２.机床操作面板上各功能键的含义各按键符号的含义见表2-1-2(见书)。１.数控编程的内容和步骤(１)分析零件图。(２)工艺处理。(３)数值计算。(４)编写加工程序单。(５)制作控制介质。(６)程序校验与首件试切。２.数控编程编制方法(１)手工编程(２)自动编程2.2数控车床典型零件的编程(一)数控编程基础(二)编程指令介绍１.数控编程中的字符与代码2.2数控车床典型零件的编程２.辅助功能字Ｍ常用Ｍ代码功能如表2-2-2所示。2.2数控车床典型零件的编程３.进给速度功能字Ｆ用来指定刀具相对于工件运动速度的功能称为进给功能，其地址符是Ｆ又称为Ｆ功能或Ｆ指令,用于指定切削的进给速度。2.2数控车床典型零件的编程４.主轴转速功能字Ｓ主轴转速功能字的地址符是Ｓ,又称为Ｓ功能或Ｓ指令,用于指定主轴转速,单位为ｒ/ｍｉｎ。５.刀具功能字Ｔ刀具功能字的地址符是Ｔ，又称为Ｔ功能或Ｔ指令，用于指定加工时所用刀具的编程号。６.Ｇ指令组及其含义2.2数控车床典型零件的编程2.2数控车床典型零件的编程(１)快速定位(Ｇ００)。(２)直线插补(Ｇ０１)。(３)圆弧插补(Ｇ０２，Ｇ０３)。(４)螺纹切削指令(Ｇ３２)。(５)暂停指令(Ｇ０４)。(６)自动返回参考点(Ｇ２８)。(７)螺纹切削循环指令(Ｇ９２)。(８)外径、内径粗加工循环指令(Ｇ７１)。(９)端面粗加工循环指令(Ｇ７２)。(１０)固定形状粗加工循环指令(Ｇ７３)。(１１)精车循环指令(Ｇ７０)。(１２)切断循环指令(Ｇ７５)。2.2数控车床典型零件的编程2.2数控车床典型零件的编程2.5数控车床程序输入与编辑的操作步骤03FANUC数控系统数据输入/输出3.1ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出3.1ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出

(一)系统参数的种类和表述方式

1.系统参数数据种类

FANUC数控系统的参数按照数据的形式大致可以分为位型、字节型、字型等类型,见表3-1-1。

２.典型参数的表达方式(１)位型参数。

3.1ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出

(２)除位型参数外，其他参数的表达方式如图3-1-3所示。3.1ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出

１.进入参数显示页面

3.1ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出(二)参数的显示与搜索

２.参数搜索

3.1ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出

(一)引导系统数据处理概述机床通电后，数控系统就会开始执行ＣＮＣ软件，首先要建立引导系统，将ＣＮＣ软件从ＦＬＡＳＨＲＯＭ中读到ＤＲＡＭ中去，然后启动ＣＮＣ软件，在引导页面中还可以进行数据备份和恢复的操作。3.2ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出

(二)引导系统数据文件分类

引导系统数据文件主要分为系统文件、ＭＴＢ(机床制造厂)文件和用户文件。(１)系统文件:ＦＡＮＵＣ公司提供的ＣＮＣ和伺服控制软件称为系统文件(２)ＭＴＢ文件:包括ＰＭＣ程序、机床制造厂编辑的宏程序执行器，(３)用户文件:包括系统参数、螺距误差补偿值、加工程序、宏变量、刀具补偿值、工件坐标系数据、ＰＭＣ参数等。(二)引导系统数据文件分类(１)FLASHROM芯片———只读存储器，如图3-2-1所示。3.2ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出

(２)ＳＲＡＭ芯片———静态随机存储器。3.2ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出

(四)ＳＲＡＭ和ＦＬＡＳＨＲＯＭ芯片中的数据备份和恢复ＳＲＡＭ芯片中的数据由于断电后需要电池保护,有易失性,所以备份数据非常必要此类数据需要通过引导页面备份的方式或者通过数据输入/输出的方式保存通过引导页面备份方式保存的数据无法用写字板、Ｗｏｒｄ或Ｅｘｃｅｌ软件打开,但是通过数据输入/输出方式得到的数据可以通过写字板、Ｗｏｒｄ或Ｅｘｃｅｌ软件打开。ＦＬＡＳＨＲＯＭ芯片中的数据相对稳定，一般情况下不易丢失，但是如果遇到更换主板或存储器板的情况，ＦＬＡＳＨＲＯＭ芯片中的数据也有可能丢失，其中ＦＡＮＵＣ系统文件可以再购买备件或由ＦＡＮＵＣ公司修复，但是ＭＴＢ文件也会丢失，因此ＭＴＢ文件的备份很有必要。3.2ＦＡＮＵＣ数控系统数据输入/输出(一)数据输入/输出方式分类数控系统数据备份与恢复方式分类如图3-3-1所示。3.3通过数据输入/输出方式进行数据的备份与恢复(二)输入/输出数据的种类及参数设定以下种类的数据可以输入/输出:(１)程序。(２)偏置数据。(３)参数。(４)螺距误差补偿值。(５)用户宏程序变量。(６)ＰＭＣ参数。(７)ＰＭＣ程序(梯形图)。在使用输入/输出设备之前，数控系统上必须设置相关的输入/输出参数，

3.3通过数据输入/输出方式进行数据的备份与恢复２.参数００００

３.参数０１０１

４.参数０１０２3.3通过数据输入/输出方式进行数据的备份与恢复在数控系统上设置与输入/输出设备相关的输入/输出参数如下所述。１.参数００２０

５.参数０１０３3.3通过数据输入/输出方式进行数据的备份与恢复04FANUC数控机床主轴系统4.1ＦＡＮＵＣ数控机床主轴系统(一)ＦＡＮＵＣ数控系统主轴控制方式１.串行主轴控制２.模拟主轴控制4.1ＦＡＮＵＣ数控机床主轴系统

(二)常见串行主轴伺服放大器常用的ＦＡＮＵＣ０ｉ—Ｄ数控系统主轴电动机有两种系列(αｉ系列和βｉ系列)。图４—１—３所示为αｉ主轴放大器模块接口位置图。4.1ＦＡＮＵＣ数控机床主轴系统4.1ＦＡＮＵＣ数控机床主轴系统4.1ＦＡＮＵＣ数控机床主轴系统4.1ＦＡＮＵＣ数控机床主轴系统(三)模拟主轴控制的硬件连接图４—１—５所示为模拟主轴控制硬件连接示意图。(１)Ｒ、S、T:连接ＡＣ３８０Ｖ电源。(２)STF、STR:系统通过信号控制继电器触点的通断，控制正反转信号。(３)５、２:系统通过接口ＪＡ４０输出模拟电压，变频器通过模拟电压大小控制转速快慢。(４)Ｕ、Ｖ、Ｗ:连接输出电动机。(５)Ａ、Ｂ、Ｃ:连接报警信号。4.1ＦＡＮＵＣ数控机床主轴系统

变频器：

是应用变频技术与微电子技术，通过改变电动机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。

整流器:

大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源平波回路:

在整流器整流后的直流电压中，含有电源６倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。逆变器:

同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使６个开关器件导通、关断就可以得到３相交流输出。4.2通用变频器工作原理及端子功能

(一)数控系统与变频器连接信号原理１.主轴正反转以ＦＡＮＵＣ系统为例,假如数控系统中分配输出地址Ｙ３１,２指示主轴正转,Ｙ３１,０指示主轴反转,当Ｙ３１２接通时，可以控制主轴装置正转,Ｙ３１，０接通时,可以控制主轴装置反转,两者都不接通时,主轴装置停止旋转。２.主轴速度控制数控系统通过接口中的模拟量输出到变频器，可控制主轴转速ꎬ主轴模拟量的输出范围为－１０~＋１０Ｖ。３.主轴编码器连接机床通过主轴接口可外接主轴编码器，用于螺纹切割、攻丝等，机床的主轴编码器一般直接安装在主轴上或主轴附近，用相应的传动装置与主轴相连，使其能准确地向数控系统反馈主轴的转速、方向等信号。4.3数控系统与变频器的连接编码器的信号可以是如图4-3-1所示的方波信号，也可以是其他波形的信号(如正/余弦信号等)。4.3数控系统与变频器的连接

(二)数控装置与变频器的连接１.主轴正转信号、主轴反转信号主轴正转信号、主轴反转信号用于手动操作(ＪＯＧ方式)和自动状态(ＭＯ３、ＭＯ４、ＭＯ５指令)中,实现主轴的正转、反转和停止控制。4.3数控系统与变频器的连接

２.主轴速度反馈数控系统通过模拟量传输到变频器中，变频器控制主轴的速度(见图4-3-3)。4.3数控系统与变频器的连接

(一)变频器的功能参数１.加减速时间加速时间是指输出频率从０上升到最大频率所需的时间，减速时间是指输出频率从最大频率下降到０所需的时间。２.转矩提升转矩提升是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围增大的方法。３.电子热过载保护电子热过载保护为保护电动机过热而设置,它是变频内ＣＰＵ根据运转电流值和频率计算出电动机的温度,从而进行过热保护。４.频率限制频率限制即变频器输出频率的上、下限幅值。５.偏置频率偏置频率又叫偏差频率或频率偏差设定。4.4设置变频器功能的参数６.频率设定信号增益频率设定信号增益仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。７.转矩限制转矩限制可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。８.加减速模式选择加减速模式选择又叫加减速曲线选择,一般变频器有线性、非线性和Ｓ三种曲线。９.转矩矢量控制矢量控制是基于理论上认为:异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。4.4设置变频器功能的参数图4-4-1所示为三菱变频器ＦＲ—Ｄ７００面板示意图，操作面板各部分含义如下:(１)单位显示(２)运行模式显示(３)运行状态显示(４)监视器显示(５)参数设定模式显示(６)停止运行(７)运行模式切换(８)各设定的确定(９)启动指令(１０)模式切换(１１)Ｍ旋钮(１２)监视器4.4设置变频器功能的参数4.5学会使用主轴诊断画面

(一)主轴设定、调整１.显示方法图4-5-1所示为主轴设定画面，图4-5-2所示为主轴调整画面。

２.主轴调整主轴调整画面显示“参数”“监视”内容，根据不同的运转方式显示不同的参数项，具体使用哪一种运转方式，取决于实际机床的硬件配置和规格，根据所显示的常用参数，设备调试人员可以方便调整所需参数

FANUCｉ系列可以选择以下5种运行方式(１)一般运转:正转、反转、停止的控制(下述不包含)。１)参数显示项目:比例增益、积分增益、电动机电压、再生电源。２)监视显示项目:电动机速度、主轴速度。(２)定向:主轴固定定位(圆周)。１)参数显示项目:比例增益、积分增益、环路增益、电动机电压、ＯＲＡＲ增益(％)、停止位置移位、参考点移位。２)监视显示项目:电动机速度、主轴速度、主轴偏差Ｓ。4.5学会使用主轴诊断画面

(３)同步控制:两个主轴间的同步控制。１)参数显示项目:比例增益、积分增益、环路增益、电动机电压、加减速常数、参考点移位。２)监视显示项目:电动机速度、主轴速度、主轴偏差Ｓ１、主轴偏差Ｓ２、同步偏差。(４)刚性攻螺纹:高速攻螺纹加工ꎮ１)参数显示项目:比例增益、积分增益、环路增益、电动机电压、ＺＲＮ增益、参考点移位。２)监视显示项目:电动机速度、主轴速度、主轴偏差Ｓ１、主轴偏差Ｚ、同步偏差。(５)ＣＳ轮廓控制:主轴与直线轴的两轴同时插补控制(加工)１)参数显示项目:比例增益、积分增益、环路增益、电动机电压、ＺＲＮ增益、参考点移位２)监视显示项目:电动机速度、主轴速度、主轴偏差Ｓ１4.5学会使用主轴诊断画面(二)主轴监控4.5学会使用主轴诊断画面4.5学会使用主轴诊断画面05FANUC数控机床进给伺服系统5.1ＦＡＮＵＣ数控机床进给伺服系统

(一)伺服控制１.开环所谓开环,就是没有位置反馈的伺服系统。

２.闭环闭环是有被控元件的位置反馈系统。闭环系统从机械使用的角度又可以分为半闭环(见5-1-3)、全闭环(见5-1-4)和混合控制(见图5-1-5)。5.1ＦＡＮＵＣ数控机床进给伺服系统

３.半闭环

4.全闭环5.1ＦＡＮＵＣ数控机床进给伺服系统

5.混合控制（双闭环）

在混合控制结构中，位置量的测量同时使用到两种元件:脉冲编码器和直线光栅尺。另外，脉冲编码器还和半闭环一样同时反馈速度量和位置量，由于有两种位置量的反馈因此系统精度较高，跟随性好。一般机床都使用半闭环结构，这种结构对机械要求一般，调试比较容易，其伺服传动的精度可以用反向间隙补偿和滚珠丝杠的螺距误差补偿功能加以弥补。在大型机床或是要求高精度的机床上可以使用混合闭环控制技术。5.1ＦＡＮＵＣ数控机床进给伺服系统(二)伺服的硬件连接图5-1-6所示为０ｉｍａｔｅＤ系统配βｉＳＶ２０伺服放大器的连接图5.1ＦＡＮＵＣ数控机床进给伺服系统图5-1-7所示为βｉＳＶ２０伺服放大器各部件示意图,表5-1-1所示为βｉＳＶ２０伺服放大器各部件的功能。5.1ＦＡＮＵＣ数控机床进给伺服系统5.2设置ＦＳＳＢ参数

(１)FSSB是FANUC串行伺服总线(FANUC

Serial

Servo

Bus)的缩写。(２)在FSSB硬件连接的基础上，通过FSSB参数设定，可以建立主控器(ＣＮＣ控制器)与从控器(伺服放大器、分离型检测器等)之间的主从对应关系。(３)通过FSSB，主控器和从控器用光缆连接起来。

(４)FSSB参数设置有三种方法:１)自动设定:使用ＦＳＳＢ画面输入放大器和轴的配置，将装置关机再开机，则系统自动设置１０２３、１９０５、１９１０~１９１９、１９３６、１９３７号参数。２)手动设定1手动设置１０２３、１９０５、１９１０~１９１９、１９３６、１９３７号全部ＦＳＳＢ参数。３)手动设定2

ＤＳＰ轴的排列取决于１０２３号参数的设置，１９０５、１９１０~１９１９、１９３６、１９３７号参数不用设定，因为在配置上受到一些限制，所以首选前两种方法。(５)ＦＳＳＢ显示:ＦＳＳＢ设定页面中显示了基于ＦＳＳＢ的伺服放大器和轴的信息，此外也。可以设定伺服放大器和轴的信息。5.2设置ＦＳＳＢ参数5.2设置ＦＳＳＢ参数

(６)轴设定页面。轴设定页面中显示轴信息，如5-2-4所示。

5.3学会伺服参数初始化

(一)伺服参数设置的意义

为了使ＦＡＮＵＣ数控系统更好地对各种规格的伺服电动机进行控制，机床制造商必须进行伺服电动机参数设置。

(二)伺服参数初始化的原理

伺服参数有很多，涉及大量的现代控制理论，伺服驱动器和伺服电动机制造厂家通过大量实验和测试获得伺服参数，并存放在ＦＬＡＳＨＲＯＭ中，通过伺服参数设定的引导，把ＦＬＡＳＨＲＯＭ中的参数传送到伺服放大器中，就是伺服参数初始化。

(三)伺服参数设定页面5.3学会伺服参数初始化5.3学会伺服参数初始化5.3学会伺服参数初始化5.4学会伺服参数调整和诊断页面

１.伺服参数调整的意义数控系统经过硬件连接正常通电后，必须进行伺服参数初始化以及光缆初始化。２.伺服参数调整页面

如图5-4-1所示。

３.常见伺服参数调整

在伺服参数调整过程中,有几个与轴误差相关的参数,若进给轴运行或停止,实际误差超过设定值,就会产生相应的报警。(１)参数ＮＯ.１８２５(各轴的位置环增益)。(２)参数ＮＯ.１８２６(各轴到位宽度)。(３)参数ＮＯ.１８２８(各轴移动中的最大允许位置偏差量)。(４)参数ＮＯ.１８２９(各轴停止时最大允许位置偏差量)。(５)参数ＮＯ.１８５１(各轴反向间隙补偿量)。

5.4学会伺服参数调整和诊断页面06FANUC数控系统参数6.1ＦＡＮＵＣ数控系统参数(一)参数的类型

2.参数的输入方法使用钥匙开关防止错误地修改参数，按以下步骤写入ＦＡＮＵＣ数控系统参数。(１)将方式选择选为ＭＤＩ状态或使机床处于急停状态。(２)按功能键“ＯＦＳ/ＳＥＴ”，显示设定页面，如图6-1-1所示。(３)将“写参数”设定为１，打开写参数的权限。(４)在ＭＤＩ方式下，按功能键“ＳＹＳＴＥＭ”进入参数设定页面。如图6-1-2所示。6.1ＦＡＮＵＣ数控系统参数

(５)参数设定方法如表6-1-2所示。(三)基本参数设定概述

系统基本参数设定可通过参数设定支援页面进行操作，如图6-1-3所示，图6-1-3各项目意义见表6-1-3。6.1ＦＡＮＵＣ数控系统参数6.1ＦＡＮＵＣ数控系统参数标准值设定:通过软键“初始化”，可以在对象项目内所有参数中设定标准值(见图6-1-4)。

(四)参数的显示与搜索

参数的显示与搜索查找项目三任务一。6.1ＦＡＮＵＣ数控系统参数6.2设置与编程关联的参数

１.参数００００

２.参数０００２

数控系统与外部设备进行数据交换时有多种方法，依据与外部设备进行数据交换时使用不同的数据传递方式，需要设置不同的Ｉ/Ｏ通道值。具体设定通道值见表6-2-16.2设置与编程关联的参数(二)与接口相关的参数设定(参数００２０)

１.参数１００１２.参数１００２

３.参数１００４

6.2设置与编程关联的参数(三)与轴控制及移动单位相关的参数设定

４.参数１００５5.参数１００６(１)＃０、＃１:设定直线轴和旋转轴,具体设定见表6-2-2。6.2设置与编程关联的参数６.参数１０１３＃０、＃１:各轴的设定单位见表6-2-3。6.2设置与编程关联的参数１.参数１４０１２.参数１４０２３.参数１４０３４.参数１４０４

6.2设置与编程关联的参数５.参数１４０５６.参数１４１０此参数设定ＪＯＧ进给速度指定度盘的１００％位置的空运行速度，数据单位取决于参考轴的设定单位，速度设定值范围见表6-2-4。6.2设置与编程关联的参数7.参数１４１１切削进给速度设定值范围见表6-2-4。８.参数１４２０此参数为每个轴设定快速移动倍率为１００％时的快速移动速度，各轴快速移动速度设定值范围见表6-2-4。９.参数１４２１数据设定范围见表6-2-4。

6.2设置与编程关联的参数１０.参数１４２３数据设定范围见表6-2-4。１１.参数１４２４数据设定范围见表6-2-4。１２.参数１４２５数据设定范围见表6-2-4。

6.2设置与编程关联的参数１3.参数１４２6数据设定范围见表6-2-4。１4.参数１４２7数据设定范围见表6-2-4。１5.参数１４２8数据设定范围见表6-2-4。

6.2设置与编程关联的参数１6.参数１４30

数据设定范围见表6-2-4。１7.参数１４34

数据设定范围见表6-2-4。

6.2设置与编程关联的参数(五)与加/减速相关的参数１.参数16202.参数1621图6-2-1所示为直线型加/减速方式

6.2设置与编程关联的参数

图6-2-2所示为铃型加/减速方式。6.2设置与编程关联的参数3.参数16224.参数16235.参数16246.参数1625

6.2设置与编程关联的参数7.参数16268.参数1627

6.2设置与编程关联的参数1.参数12012.参数12203.参数1221、1222、1223、1224、1225、12266.2设置与编程关联的参数6.3设置与伺服关联的参数

图6-3-1所示为数控机床的机床坐标系原点和参考点之间的关系。(二)机床参考点的确立方式

(１)利用相对位置检测系统确定机床参考点。(２)利用绝对位置检测系统确定机床参考点。(３)手动返回参考点方式的工作时序(有挡块方式参考点返回)手动返回参考点方式的工作时序如图6-3-3所示。6.3设置与伺服关联的参数(三)回参考点的相关参数１.参数１００５2.参数１81５3.参数１0064.参数１4255

.参数１2406.3设置与伺服关联的参数

(四)伺服参数的设定

１.基本轴参数的设置基本轴参数包括米制/英制选择、最小输入单位设置、数控系统控制轴数以及各轴命名等,见表6-3-1。6.3设置与伺服关联的参数

(１)参数１０２０

该参数用于设定各伺服轴名称，设定值与轴名称之间的关系见表6-3-2。6.3设置与伺服关联的参数

(3

)参数１０２3

(2)参数１０２2轴属性设定值见表6-3-36.3设置与伺服关联的参数

2.伺服参数初始化3

.伺服放大器ＦＳＳＢ的设定4.伺服放大器ＦＳＳＢ的设定(１)软限位坐标的确定。软限位坐标的确定如图6-3-4所示。

6.3设置与伺服关联的参数

(2)软限位参数的设定。

１)参数１３２０。

２)参数１３２１。此参数为每个轴设定在存储行程检测１的正方向以及负方向的机械坐标系中的坐标值。6.3设置与伺服关联的参数6.4设置与主轴关联的参数(一)主轴的控制与连接主轴的控制方法见项目四中的任务一。１.主轴串行接口控制主轴串行控制原理如图6-4-1所示。2.主轴模拟接口控制主轴模拟接口控制原理如图6-4-2所示。3.位置编码器要进行每转进给和螺纹切削，需要连接主轴位置编码器。6.4设置与主轴关联的参数(二)主轴设定界面的操作(１)在急停状态下接通数控系统电源，进入主轴设定页面。(２)按下功能键“ＳＹＳＴＥＭ”功能键几次，进入参数设定支援页面，如图6-4-3所示。(３)选择主轴设定，即进入主轴设定页面，如图6-4-4所示。6.4设置与主轴关联的参数(三)主轴参数设定１.参数３７０１＃１；＃４设定路径内的主轴数。具体见表6-4-1。2.参数３７０56.4设置与主轴关联的参数3.参数３７０6(１)＃４:ＧＴＴ主轴齿轮选择方式，０:属于Ｍ类型，１:属于Ｔ类型。(２)＃６；＃７主轴速度输出时电压的极性，按照表6-4-2指定。6.4设置与主轴关联的参数4.参数３７０85.参数３７136.参数３７167.参数３７176.4设置与主轴关联的参数8.参数３７189.参数３７2010.参数３７3511.参数３７366.4设置与主轴关联的参数12.参数３７４１~３７４４13.参数３７５１，３７５２6.4设置与主轴关联的参数14.参数３７71

15.参数37726.4设置与主轴关联的参数6.5设置数控系统的其他参数(一)与ＤＩ/ＤＯ相关的参数设定1.参数3003

2.参数30043.参数30145.参数3030、3031、3032(二)与显示和编辑相关的参数设定1.参数3105

2.参数31063.参数30174.参数31116.5设置数控系统的其他参数5.参数3114

6.参数31157.参数31168.参数32166.5设置数控系统的其他参数9.参数3281

此参数用于设定系统显示语言，设定值与语言的对应关系见表6-5-1。6.5设置数控系统的其他参数10.参数3290

ＫＥＹ为０的情形和ＫＥＹ为１的情形，其信号的用途不同。具体见表6-5-2。11.参数3301

6.5设置数控系统的其他参数6.15与程序相关的参数设定(三)与程序相关的参数设定参数3401参数34023.参数３４０３

４.参数３４０５

07数控系统ＰＭＣ编程7.1数控系统ＰＭＣ编程7.1数控系统ＰＭＣ编程(一)ＰＭＣ程序结构

7.1ＰＭＣ程序结构1.一级程序程序的开头到ＥＮＤ１命令之间为一级程序ꎬ系统每隔８ｍｓ进行读取。２.二级程序ＥＮＤ１命令之后，ＥＮＤ２命令之前的顺序程序为二级程序。３.子程序将重复执行处理和模块化的程序作为子程序登录，可以减少ＰＭＣ的扫描时间，提高ＰＭＣ维护性。

(二)ＰＭＣ执行扫描过程7.1ＰＭＣ程序结构

(三)ＰＭＣ的信号组成7.1ＰＭＣ程序结构

１.Ｘ地址Ｘ地址来自机床侧的输入信号，如接近开关、限位开关、压力开关、操作按钮等的输入信号。２.Ｙ地址Ｙ地址指由ＰＭＣ输出到机床侧的信号。３.Ｆ地址Ｆ地址指由控制伺服电动机与主轴电动机的系统部分输入ＰＭＣ的信号。４.Ｇ地址Ｇ地址指由ＰＭＣ侧输出到系统部分的信号，对系统部分进行控制和信息反馈(如轴互锁信号、Ｍ代码执行完成信号等)。５.Ｒ、Ｅ地址Ｒ、Ｅ地址指内部继电器Ｒ、扩展继电器Ｅ在顺序程序执行处理中用于运算结果的暂时存储的地址。7.1ＰＭＣ程序结构

６.Ａ地址Ａ地址为信号显示的信号地址。

７.非易失性存储地址非易失性存储地址指定时器(Ｔ)、计数器(Ｃ)、保持继电器(Ｋ)、数据表(Ｄ)在断电。ＰＭＣ信号种类见7-1-2。7.1ＰＭＣ程序结构

(一)顺序控制的硬件构成

ＦＡＮＵＣＰＭＣ进行的“顺序控制”由内装ＰＭＣ软件、Ｉ/Ｏ接口电路、执行单元三部分构成。(１)内装ＰＭＣ软件是指可编程控制器，通过ＰＭＣ程序控制ＣＮＣ与机床接口的输入/输出信号。(２)Ｉ/Ｏ接口电路用来接收和发送机床输入/输出信号或模拟信号，是ＰＭＣ信号输入/输出的硬件载体。执行单元包括接近开关、电磁阀、压力开关等。7.2学会Ｉ/Ｏ模块的硬件连接与地址设定(一)顺序控制的硬件构成

ＦＡＮＵＣＰＭＣ进行的“顺序控制”由内装ＰＭＣ软件、Ｉ/Ｏ接口电路、执行单元三部分构成。(二)常用Ｉ/Ｏ模块规格

常用Ｉ/Ｏ模块规格如7-2-1所示。(见书)(三)Ｉ/ＯＬｉｎｋ连接

１.定义ＦＡＮＵＣＩ/ＯＬｉｎｋ是一个串行接口，其将ＣＮＣ单元、分布式Ｉ/Ｏ设备、操作面板等连接起来，并在各Ｉ/Ｏ设备间高速传送Ｉ/Ｏ数据信号。7.2学会Ｉ/Ｏ模块的硬件连接与地址设定

２.硬件连接

ＦＡＮＵＣＩ/ＯＬｉｎｋ的硬件连接非常简单，总是从系统的ＪＤ５１Ａ引出，到下一个单元的ＪＤ１Ｂ，依次顺序连接，直到完成所有Ｉ/Ｏ模块的连接，图7-2-1所示为ＦＡＮＵＣＩ/ＯＬｉｎｋ硬件连接图。7.2学会Ｉ/Ｏ模块的硬件连接与地址设定(四)Ｉ/Ｏ模块的设置图7-2-2所示为Ｉ/Ｏ模块设置画面。7.2学会Ｉ/Ｏ模块的硬件连接与地址设定(五)Ｉ/Ｏ模块设定名称

Ｉ/Ｏ点数的设定是按照字节数的大小通过命名来实现的，根据实际的硬件单元所具有的容量和要求进行设定。(１)输入设定见表7-2-2输出设定见7-2-3。7.2学会Ｉ/Ｏ模块的硬件连接与地址设定(一)急停信号∗ＥＳＰ(ＥｍｅｒｇｅｎｃｙＳｔｏｐ)急停信号有软件信号和硬件信号两种类型，见表7-3-1。

为了确保安全，一般建议在进给轴的两端设置紧急停止限位开关，如图7-3-1所示。7.3数控机床安全保护功能的ＰＭＣ编程

(二)超程信号∗±Ｌｘ(Ｌｉｍｉｔ)

超程信号见表7-3-2。不使用硬件超程信号时，设定以下系统参数，见表7-3-3。7.3数控机床安全保护功能的ＰＭＣ编程

(三)复位信号ＲＳＴ(Ｒｅｓｅｔ)

复位信号见表7-3-4。在表7-3-5中的任意状态，ＣＮＣ将复位。7.3数控机床安全保护功能的ＰＭＣ编程(四)报警信号ＡＬ(ａｌａｒｍ)

报警信号见表7-3-6。7.3数控机床安全保护功能的ＰＭＣ编程7.4数控机床工作方式选择的ＰＭＣ编程

(一)数控机床方式选择的地址

方式选择的输入ＭＤ１(Ｇ４３.０)、ＭＤ２(Ｇ４３.１)、ＭＤ４(Ｇ４３.２)、ＤＮＣ１(Ｇ４３.５)、ＺＲＮ(Ｇ４３.７)，见表7-4-1。对于方式选择的输出信号是Ｆ３和Ｆ４.５，见表7-4-2。7.4数控机床工作方式选择的ＰＭＣ编程(二)数控机床方式选择的常见电路图7-4-1所示为波段开关切换方式，图7-4-2所示为按键式切换方式。7.4数控机床工作方式选择的ＰＭＣ编程(三)两种方式的ＰＭＣ程序(１)波段开关方式选择ＰＭＣ程序，如图7-4-3所示。7.4数控机床工作方式选择的ＰＭＣ编程(２)按键方式选择ＰＭＣ程序，如图7-4-4所示。7.4数控机床工作方式选择的ＰＭＣ编程

(一)数控机床ＪＯＧ方式轴进给地址

手动连续进给轴的方向选择信号见表7-5-1，其中＋、－表示进给方向，Ｊ后面的数字表明控制轴号。7.5数控机床进给轴手动功能的ＰＭＣ编程

(二)数控机床ＪＯＧ方式轴进给的ＰＭＣ程序

机床操作面板中,对于ＪＯＧ方式下的轴进给,常见的形式有两种，一种是轴移动前需要进行轴选择和方向选择，另一种是把轴选择与方向选择集合在同一个键上，但其控制的系统输入Ｇ信号是相同的，图7-5-1所示为轴选择与方向选择分开的ＰＭＣ程序。7.5数控机床进给轴手动功能的ＰＭＣ编程

(三)数控机床ＪＯＧ方式轴进给倍率控制的ＰＭＣ程序１.功能指令SUB27CODB(见图7-5-2)

7.5数控机床进给轴手动功能的ＰＭＣ编程

２.倍率控制轴进给倍率控制是通过外部的波段开关作为输入信号触发Ｇ１０、Ｇ１１的信号实现不同的倍率,见表7-5-2。相应的ＰＭＣ程序如图7-5-3、图7-5-4所示。7.5数控机床进给轴手动功能的ＰＭＣ编程7.5数控机床进给轴手动功能的ＰＭＣ编程7.5数控机床进给轴手动功能的ＰＭＣ编程7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程(一)Ｍ功能的控制顺序

１.Ｍ代码地址Ｍ功能主要用于控制主轴的正转/反转、冷却系统的接通/断开等，用加工程序指令Ｍ功能时。Ｍ代码用４字节(３２位)的二进制数输出，见表7-6-1。

２.Ｍ代码读取在Ｍ代码输出后，延迟由参数３０１０所设定的时间，输出Ｍ代码读取指令(ＭＦ)信号，ＭＦ信号，表示输出的Ｍ代码信号已确定，见表7-6-2。ＰＭＣ时设定为０，而使用外部ＰＬＣ时，考虑ＣＮＣ一侧驱动回路和另一侧接收回路时间上的差异而确定设定值。7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程

３.Ｍ代码译码ＰＭＣ使用ＳＵＢ２５ＤＥＣＢ进行Ｍ代码译码时，一次可以译８个连续的Ｍ代码，译码指令示例如图7-6-1所示。7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程指令执行后，目标地址Ｒ１０内容为以Ｍ０３开始的８个代码，见表7-6-3。指令主轴正转Ｍ０３时，Ｒ１００为１，ＰＭＣ利用该信号执行Ｍ功能。４.Ｍ代码执行如图7-6-2所示，一旦执行主轴正转指令Ｍ０３，主轴正转信号ＳＦＲ变为１。7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程

如果在同一段程序中既有轴移动指令，又有辅助功能(Ｍ、Ｓ、Ｔ功能)指令时，轴移动结束后，等待分配完成信号(ＤＥＮ)变为１，见表7-6-4。５.代码结束辅助功能结束信号(ＦＩＮ)见表7-6-5。Ｍ功能执行结束后，把辅助功能结束信号(ＦＩＮ)送至ＣＮＣ。7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程图7-6-3程序中，ＳＡＲＡ为从主轴放大器得到的速度到达信号，ＳＳＴＡ为主轴停止信号。

7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程

(二)主轴相关信号

(１)主轴速度倍率信号(ＳＯＶ)见表7-6-6。可对指令的主轴转速，以１％为间隔乘以范围为０~２５４％的倍率。(２)串行接口间信号(ＣＮＣ→串行主轴放大器)见表7-6-7。7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程串行接口间信号含义见表7-6-8。7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程(３)主轴速度到达信号见表7-6-9。检测主轴速度到达信号(ＳＡＲ)的条件如下:(１)快速进给方式后的第一个切削进给程序段开始时；(２)Ｓ代码被指令后的第一个切削进给程序段开始时。轴移动指令和Ｓ指令在同一程序段时，输出Ｓ代码后，等待速度到达ＳＡＲ信号，准备开始切削进给。7.6数控机床主轴运动的ＰＭＣ编程7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程(一)刀架换刀原理刀架换刀工作流程如图7-7-1所示。图7-7-2和图7-7-3所示为四工位刀架电气控制原理图。7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程

(二)手动换刀的ＰＭＣ控制程序

１.相关功能指令

(１)前沿检测SUB57DIFU，如图7-4-4所示。使用示例如图7-7-5所示。7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程

(２)后沿检测SUB58/DIFD，如图7-7-6所示。使用示例如图7-7-7所示。

(３)可变定时器:SUB3/TMR,如图7-7-8所示。7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程(４)逻辑乘数据传送:SUB8/MOVE，如图7-7-9所示。(５)一致性判断:SUB16/COIN,如图7-7-10所示。7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程(６)大小比较:SUB15/COMP如图7-7-11所示。２.刀架手动控制程序刀架手动控制程序如图7-7-12所示（见书）。

7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程

(三)自动换刀方式下的数据处理过程数控车床在进行自动换刀时，动作基本同手动换刀时相同，但控制流程相差很大，其数据处理流程如图7-7-14所示。7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程

(四)刀具功能代码地址当在程序中指定了Ｔ代码的地址时，代码信号与选通信号被送给ＰＭＣ程序，ＰＭＣ程序用这些信号启动或保持刀架的动作,刀具功能代码信号是指Ｔ００~Ｔ３１(Ｆ２６~Ｆ２９)，刀具功能选通信号是ＴＦ(Ｆ７.３)。7.7数控车床刀架控制的ＰＭＣ编程08数控机床典型故障诊断与维修8.1检修急停、超程与存储行程的故障(一)数控机床急停功能各信号说明如下:1.紧急停止信号∗ESP<X8.4，G8.4>2.串行主轴信号G70.7、G71.13.控制装置准备完成信号ＭＡ<F0001.7>4.伺服准备完成信号SA<F0.6>5.复位中信号RST<F1.1>6.控制装置报警信号AL<F1.0>

8.1检修急停、超程与存储行程的故障(二)急停控制接口回路8.1检修急停、超程与存储行程的故障(三)数控机床硬件超程检测功能8.1检修急停、超程与存储行程的故障1.超程信号∗+L1~∗＋L5

<G114.0~G114.4>,∗-L1~∗-L5

<G116.0~G116.4>

超程信号表示控制轴已经到达行程极限。信号中的“+/-”表示各控制轴的两个方向，末尾数字表示控制轴的编号。信号为０时，控制装置执行如下动作。自动运行:即使是其中的1个轴信号为0，系统也会使所有轴都减速停止，发出报警，进入自动运行休止状态。手动运行:系统仅使信号已成为0的轴在成为0的方向上的移动减速停止。已停止的轴，可以向相反方向移动。2.参数3004＃5OTH

8.1检修急停、超程与存储行程的故障(四)数控机床存储行程检测功能

FANUCOi或FANUCOiMate-D数控系统提供通过设置存储行程检测来进行超程检测功能,也称为软件超程检测功能,即不一定要安装硬件超程检测的极限开关。但是通常为防止机床因伺服反馈系统的故障而越过软件极限继续移动ꎬ必须安装硬件行程检测极限开关。在FANUCOi或FANUCOiMate-D数控系统中，与存储行程相关的参数见表8-1-3。8.2检修工作方式选择的故障(一)数控机床工作方式选择开关数控机床的工作方式有以下几种:1.编辑状态(EDIT)2.存储运行状态(MEM)3.手动数据输入状态(MID)4.手轮进给状态(HND)5.手动连续进给状态(JOG)

6.机床返回参考点状态(REF)7DNC状态(RMT)

8.2检修工作方式选择的故障(二)数控机床工作方式选择的相关信号（1）PMC与CNC之间工作方式选择的I/O信号见表8-2-1。（2）FANUC数控系统标准面板通过I/OLink总线与CNC系统连线,面板输入/输出信号按键地址见表8-2-2。8.2检修工作方式选择的故障（3）PMC程序如图8-2-2所示。8.3检修手动运行的故障（一）与手动运行方式相关的信号1.进给轴方向选择信号+J1~+J5<G100.0~G100.4>，-J1~-J5<G102.0~G102.4>2.手动进给速度倍率信号∗JV0~∗JV15

<G10,G11>3.手动快速移动选择信号RT<G19.7>

8.3检修手动运行的故障(二)与手动运行方式相关的参数(三)与互锁相关的ＰＭＣ信号和参数8.3检修手动运行的故障(四)与回参考点相关的信号和参数(1)在FANUC0i-D或FANUC0iMate-D数控机床中，PMC与CNC之间有关回参考点的I/O信号见表8-3-4。（2）与回参考点相关的参数作用见表8-3-5。8.4检修手轮运行的故障(一)与手轮运行方式相关的信号（1）手轮进给轴选择信号HS1A~HS1D<G18.0~G18.3>8.4检修手轮运行的故障（2）手轮进给移动量选择信号MP1,MP2<G19.4、G19.5>（3）手轮进给最大速度切换信号HNDLF<G23.3>8.4检修手轮运行的故障(二)与手轮运行方式相关的参数在FANUC0i-D或FANUC0iMate-D数控系统中，与手轮运行方式相关的参数定义见表8-4-4。8.5检修自动运行功能的故障(一)与自动运行功能相关的信号8.5检修自动运行功能的故障(二)与自动运行功能相关的参数(三)程序控制Ｍ代码8.5检修自动运行功能的故障(二)与自动运行功能相关的参数(三)程序控制Ｍ代码8.5检修自动运行功能的故障1.

M00、M01、M02、M30处理2.M00、M01代码处理3.M02、M30代码处理8.5检修自动运行功能的故障(四)自动运行功能故障的诊断步骤（1）自动运行功能不能启动(启动灯不亮时),

CRT页面下的CNC状态显示为“∗∗∗∗”（2）自动运行功能不能启动(启动灯不亮时)，CTR页面下方CNC状态显示为“STRT”。确认CNC自动运行功能诊断画面所显示的内容。（3）只在切削进给(非G00)时不能启动自动运行功能动作:１>检查最大切削进给速度的参数设定是否有误1430，最大切削进给速度，切削进给速度被钳制在上限速度上。２>进给速度用每转进给(mm/r)指定时:①位置编码器不转。检查主轴与位置编码器的连接是否存在问题。可能的不良情况包括:同步带断了、键掉了、联轴节松动了、信号电缆的插头松脱。②位置编码器不良。使用串行主轴时，位置编码器与主轴放大器相连。使用模拟主轴时，位置编码器与CNC相连。09数控机床精度检测与调整9.1认识数控机床的安装调试步骤(一)数控机床的安装１.基础施工及机床就位２.机床连接组装３.机床试车调整(二)数控机床的调试１.机床精度调整２.机床功能调试３.机床试运行9.2认识数控机床的安装调试步骤(一)数控机床维修常用工具１.拆卸及装配工具（1）单头钩形扳手:可分为固定式扳手和调节式扳手,可用于扳动在圆周方向上开有直槽或孔的圆螺母。（2）端面带槽或孔的圆螺母扳手:可分为套筒式扳手和双销叉形扳手。（3）弹性挡圈装拆用钳