数控机床故障诊断与维修实验报告1

PAGEPAGE2《数控机床故障诊断与维修》实训报告专业：班级：姓名：指导老师：实验二实验名称：数控系统的参考点数控机床交流伺服驱动系统实训目的：1.了解熟悉数控铣床工作台电气连接框图，及其回零的原理、条件、功能、部位、过程及其连接关系2.了解熟悉数控机床交流伺服驱动系统3.了解机床回零的主要故障与主要分析方法4.培养学生阅读技术资料能力、概括总结能力、勾画系统框图的能力实训设备：数控系统综合实验台2．万用表一个3．工具一套实训记录回参考点的目的回参考点是数控机床的重要功能之一，能否正确地返回参考点，将会影响到零件的加工质量装订线数控机床在接通电源后要做回参考点的操作，这是因为在机床断电后，就失去了对各坐标位置的记忆，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。所以在接通电源后，必须让各坐标轴回到机床一固定点上，这一固定点就是机床坐标系的原点或零点，也称机床参考点往往是由机床厂家在设计机床时就确定的，但这仅仅是机械意义上的。使机床回到这一固定的操作称回参考点或回零操作。在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标系也就确定了。装订线回参考点的原理按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种。一种为栅格法，另一种为磁开关法。数控机床多采用栅格法产生检测元件的回参考点信号。栅格法中，按照检测元件测量方式的不同可以分为以绝对脉冲编码器方式回参考点和以增量脉冲编码器方式回参考点。在使用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，调试机床时第一次开机，通过参数设置配合机床回参考点操作调整到合适的参考点，只要绝对脉冲编码器的后备电池有效，此后每次开机，不必进行回参考点操作。在使用增量脉冲编码器的系统中，回参考点有两种模式：一种为开机后在参考点回零模式下各轴手动回原点，每一次开机后都要进行手动回原点操作。另一种为采用存储器模式，第一次开机手动回原点，以后均可用G代码指令回原点。图2-3中采用FUNUC-0i系统数控铣床为例，下面简要给出增量栅格法返回参考点的原理和过程：（采用方式二回参考点）在图2-3中，快速进给速度参数、慢速进给速度参数、加减速时间常数、栅格偏移量等参数分别由数控系统的相应参数设定。机床返回参考点的操作步骤为：(1)将方式开关拔到“回参考点”档，选择返回参考点的轴，图2-3增量栅格法返回参考点原理按下该轴点动按钮，该轴以快速移动速度（v1）移向参考点。(2)当与工作台一起运动的减速撞块压下减速开关触点时，减速信号由通(0N)转为断(OFF)状态，工作台进给会减速，按参数设定的慢速进给速度（v2）继续移动。减速可削弱运动部件的移动惯量，使零点停留位置准确。(3)栅格法是采用脉冲编码器上每转出现一次的栅格信号(又称一转信号PCZ)来确定参考点，当减速撞块释放减速开关，触点状态由断转为通后，数控系统将等待编码器上的第一个栅格信号的出现。该信号一出现，工作台运动就立即停止，同时数控系统发出参考点返回完成信号，参考点灯亮，表明机床回该轴参考点成功。有的数控机床在减速信号由通(ON)转为断(OFF)后，减速向前继续运动，当又脱开开关后，轴的运动方向与机床会向相反的进给方向运动，直到数控系统接受到第一个零点脉冲，轴停止运动。同时数控系统发出参考点返回完成信号，参考点灯亮，表明机床回该轴参考点成功。回参考点的方式回参考点的方式将因数控系统的类型和机床生产厂家而异。一台FUNUCOi系统数控铣床是采用增量栅格法来确定机床的参考点的。采用这种增量式检测装置的数控机床一般有以下四种回参考点的方式。方式一零脉冲方式回参考点时,轴先以速度v1向参考点快速移动,碰到参考点开关后,在减速信号的控制下,减速到速度v2并继续前移，脱开挡块后，再找零标志。当轴到达测量系统零标志发出栅格信号时,速度即制动到零，然后再以v2速度前移参考点偏移量而停止于参考点。如(图4-16)方式二“+-”方式回参考点时，轴先以速度v1快速向参考点移动，碰到参考点开关后速度制动到零，然后反向以速度v2慢速移动，到达测量系统零标志产生栅格信号时，速度制动到零，再前移参考点偏移量而停止于参考点。如(图4-17)装订线装订线方式三“+-+”方式装订线回参考点时,轴先以速度v1向参考点快速移动,碰到参考点开关后制动到零,再反向微动直至脱离参考点开关，然后又沿原方向微动撞上参考点开关，并且以速度v2慢速前移，到达测量系统零标志产生栅格信号时,速度制动到零，再前移参考点偏移量。如(图4-18)装订线数控机床交流伺服驱动系统交流伺服驱动系统常见结构形式伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号的反馈形式上，以带编码器的伺服电机为例，常见的有以下几种结构形式。1．转速反馈信号（与位置反馈信号处理分离）2．位置处理和速度处理均在数控系统中完成3．检测元件提供双重反馈信号4．数字式伺服系统交流伺服驱动原理1．交流模拟伺服驱动原理（1）正弦波与SPWM波形产生SPWM波形的原理（3）SPWM变频器的主电路

交流进给伺服原理原理及接线图驱动驱动保护电路开关电源FPGA显示、按键26LS32EPROMM26LS31光耦光耦光耦285DSP

(ADSP2181)X25163电平变换16C550AD7888IPMPMSM三相220V单相220V编码器

输出信号输出输入脉冲接口RS232串行接口模拟接口编码器

输入接口6PG+光耦三相220V单相220V交流进给伺服驱动器主回路接线五、实训总结备注：实训建议评语