《数控机床故障诊断与维修》课件模块3

任务一启动HNC-21数控装置--数控系统连接与维修任务导入世纪星HNC-21M数控装置采用开放式体系结构，内置嵌入式工业PC机，全汉字操作界面，具有故障诊断与报警显示、图形加工轨迹显示和仿真功能，集成进给轴、主轴、手持单元及PLC与一体，具有直线、圆弧、刀具补偿、宏程序等功能。模块三数控铣床(华中HNC-21)原理与维修知识目标1.了解HNC-21M数控装置接口定义2.掌握HNC-21M电气控制原理能力目标1.会正确连接HNC-21M与其他功能部件2.能排除HNC-21M数控装置电源系统故障任务描述

本任务要求查阅数控系统有关技术手册，了解HNC-21M控装置接口功能定义，掌握接口与其他单元连接，绘制出数控装置电源供电原理图，会排除数控装置电源供电故障。相关知识一、数控装置接口二、总体连线图三、数控装置电源连接任务实施一、HNC-21接口认识1.查阅HNC-21技术手册。2.指出接口名称、功能及接口端子引脚定义。3.绘制HNC-21系统连线功能框图。二、系统连接1.数控装置与主轴及伺服驱动器的连接。2.数控装置电源连接。三、数控装置电源供电故障排除知识拓展一、数控装置使用1.安装1)数控装置机壳非防水设计，应安装在电气柜中无雨淋和阳光照射地方；2)数控装置与控制柜机壳或其他设备之间必须按规定留出间隙，有利于散热；3)数控装置安装使用应通风良好，避免可燃气体和研磨液、油雾、铁粉等腐蚀性物质的侵袭，避免金属机油等导电性物质进入；4)数控装置不能安装或放置在易燃易爆物品附近；5)安装必须牢固，安装时不得敲击设备。2.接线3.运行与调试二、数控铣床电源1.铣床电源系统设计2.数控供电系统抗干扰措施1)数控机床干扰来源(1)外界电磁干扰(2)供电线路干扰(3)传输线路干扰2)数控机床抗干扰常用措施(1)减少供电线路干扰(2)减少机床电气控制系统干扰(3)屏蔽技术(4)保证“接地”良好三、数控装置常见故障维修实例1.系统屏幕没有显示故障现象：一台配套华中HNC-21系统的数控铣床，闭合电源开关后，其显示屏没有任何显示。故障分析：检查输入电源是否正常，接线极性是否正确，观察开关电源工作指示灯，灯亮表示交流部分没有故障，应检查DC24V输出电路，如果灯不亮，说明交流部分发生了故障，应从主电路开始检查。用万用表测量XS1端口的电源线，没有DC24V电压，而DC24V开关电源指示灯亮，经检验，电源经过的端子排的触点出现松动。故障处理：用螺丝刀紧固后，系统可以正常启动，电源故障排除。技能训练1.数控机床控制变压器绕组匝间短路检查与维修。2.数控机床直流供电部分检查与维修。3.配置华中数控装置的铣床电源系统接线图绘制。任务二连接步进驱动器--步进驱动原理与维修任务导入步进电动机的转子与机床丝杠连在一起，转子带动丝杠转动，丝杠再带动工作台移动。步进驱动器接口有哪些?电气如何控制？模块三数控铣床（华中HNC-21）原理与维修

知识目标1.掌握步进电动机工作原理，了解步进驱动器接口定义2.掌握步进驱动器电气连接能力目标1.会连接步进驱动器线路2.能排除常见步进驱动器单元故障任务描述

本任务要掌握M535步进驱动器接口功能含义，通过在华中HNC-21装调维修实训装置上训练，掌握伺服驱接口与其他单元连接，绘制出伺服驱动器电气控制原理图，会排除常见步进驱动器故障。

相关知识一、HNC-21数控装置接口二、步进驱动单元任务实施一、步进驱动器接口认识1.查阅M535驱动器技术手册。2.指出各接口名称、功能及接口端子引脚定义。3.绘制M535驱动器连接功能框图。二、系统连接1.M535与数控装置之间连接。2.M535使能信号及驱动器电源连接。3.步进驱动器与步进电动机连接。三、步进驱动单元故障排除知识拓展一、步进驱动器设置1.M535细分倍数2.M535驱动器电流3.世纪星HNC-21配置步进驱动时参数二、步进电动机选型与维护1.步进电动机选型步进电动机有步距角、静转矩及电流三要素三、步进驱动系统常见故障四、步进驱动维修实例1.堵转2.驱动单元功率管损坏3.加工零件精度差4.步进电动机驱动器检修技能训练1.图3-2-7为上海开通步进驱动器KT350与数控装置接线，查阅资料，说明工作原理。2.图3-2-8为西门子802SBaseline系统连接，查阅资料，说明步进驱动工作原理。3.采用多种方法改变步进电动机的旋转方向。任务三连接HSV-16伺服驱动--交流伺服原理与维修任务导入华中HSV-16伺服驱动器接口有哪些?伺服驱动器的电气如何控制？通电顺序有何要求？模块三数控铣床（华中HNC-21）原理与维修

知识目标1.了解HSV-16伺服驱动接口功能2.掌握HSV-16伺服驱动器电气连接能力目标1.会连接HSV-16伺服驱动器2.能排除HSV-16使能信号故障任务描述

通过在华中HNC-21装调维修实训装置上训练，掌握HSV-16接口与其他单元连接，绘制出伺服驱动器电气控制原理图，会排除使能信号故障。

相关知识一、HSV-16伺服驱动器二、华中进给伺服驱动电气控制原理任务实施一、华中HSV-16伺服驱动器接口认识1.查阅华中HSV-16伺服驱动器技术手册。2.指出接口名称、功能及接口端子引脚含义。3.绘制华中HSV-16伺服驱动器连接功能框图。二、系统连接1.华中HSV-16与数控装置之间连接。2.HSV-16使能及报警信号连接。3.HSV-16控制电源连接。4.伺服驱动主电源及伺服电动机编码器连接。三、伺服系统故障排除。知识拓展一、HSV-16位置控制二、HSV-16特点和运行模式1.特点HSV-16采用最新专用运动控制DSP、大规模现场可编程逻辑阵列(FPGA)和智能化功率模块(IPM)，操作简单可靠性高，具有以下特点：1)控制简单灵活修改伺服驱动器参数，可改变伺服驱动器工作方式。对内部参数进行设置适应不同应用环境。2)状态显示齐全设置了一系列状态显示信息，在调试运用中监控伺服驱动器相关状态参数，出现故障时显示故障诊断信息。3)宽调速比伺服驱动器的最高转速可设置为3000r/min，最低转速为0.5r/min，调速比为1﹕6000(与电机及反馈元件有关)。4)体积小巧伺服驱动器结构紧凑，体积小巧，非常易于安装拆卸。2.运行模式1)位置控制方式(脉冲量接口)通过参数设置，接收三种形式的脉冲指令(正交脉冲、脉冲+方向、正负脉冲)。2)速度控制方式(模拟量接口)通过内部参数设置，接收幅值不超过10V模拟量(-10V～+10V)信号。3)转矩控制方式(模拟量接口)通过参数设置，接收幅值不超过10V模拟量(-10V～+10V)信号。4)JOG控制方式无须外部指令，通过按键使驱动器运动，提供测试伺服驱动系统运行方式。5)内部速度控制方式在内部速度控制方式下，以内部设定的速度运行。三、驱动器系统使用1.安装方法四、HSV-16伺服驱动器通电要求1.通电时序2.时序图技能训练2.查阅相关技术资料，用修改HSV-16伺服系统参数方法改变伺服电动机旋转方向。3.设置HSV-16伺服驱动器过载故障现象，检查故障产生原因，列出排查方法。。任务四调整主轴转速--变频器主轴原理与维修任务导入世纪星HNC-21M数控铣床主轴采用普通鼠笼式异步电动机配简易型变频器，实现主轴的无级调速，。模块三数控铣床（华中HNC-21）原理与维修

知识目标1.了解HNC-21M主轴输出接口定义2.掌握HNC-21M主轴驱动电气连接能力目标1.会绘制HNC-21M主轴系统电气控制原理图2.能排除变频器常见故障任务描述

本任务要掌握变频器(东芝VF-S9)主轴电气连接，掌握主轴接口与其他单元连接，会排除变频器主轴系统常见故障。

相关知识一、主轴控制接口XS92.与主轴控制相关的输入/输出开关量二、主轴模拟量控制原理三、东芝变频器VF-S9接口任务实施一、HNC-21M主轴接口认识1.指出XS9接口功能及端子引脚含义。2.指出东芝变频器VF-S9控制端子定义。3.绘制HNC-21M与主轴外设连接功能框图。二、系统连接1.数控装置与变频器、主轴编码器信号连接。2.变频器正反转控制信号连接。3.变频器主电源连接。三、模拟主轴系统故障排除知识拓展一、HNC-21主轴定向及换挡控制1.主轴定向控制2.主轴换挡控制二、主轴D/A参数调整1.确认主轴D/A相关参数(在硬件配置参数和PMC系统参数)的正确性。2.检查主轴变频驱动器或主轴伺服驱动器的参数是否正确。3.断开数控装置与主轴变频驱动器或主轴伺服驱动器连接电缆，数控装置刚接通电源时，主轴速度控制信号AOUT1和AOUT2的输出电压应为10V(XS9第6和7脚之间及第14和15脚之间的电压)。待系统完成自检，进入控制画面后AOUT1为0V(XS9第6和7脚之间电压)，AOUT2为-10V(XS9第14和15脚之间的电压)。若采用AOUT2控制主轴转速，在PLC程序中应使AOUT2的值为0V。4.连接电缆重新通电，用主轴速度控制指令(S指令)改变主轴速度，检查速度控制信号AOUT1、AOUT2输出电压的变化是否正确。5.调整设置主轴变频驱动器或主轴伺服驱动器的参数，使其处于最佳工作状态。三、变频器常见故障分析与处理1.过电压2.欠电压3.过电流故障分析与处理：非短路性原因方面，电动机严重过载，检查机械传动结构灵活性，检查电动机功率与变频器功率匹配情况；电动机加速过快，检查电动机的参数是否正确。短路性原因方面，负载侧短路，检查电动机绕组是否匝间或相间短路，采取增加电气绝缘强度措施；负载侧接地，检查电动机的绕组是否接地，增加绝缘强度；变频器逆变桥同一桥臂的上下两晶体管同时导通，根据主控电路原理图检查更换晶体管。四、常见数控机床主轴伺服系统的故障1.外界干扰2.主轴过载3.主轴定位抖动4.主轴转速与进给不匹配5.转速偏离指令值6.主轴异常噪声及振动7.主轴电动机不转技能训练1.安川VS-616G5变频器，查阅资料，绘制与HNC-21M连接原理图。2.变频器控制主轴只有一个旋转方向故障，分析原因，列出诊断方法。3.通过参数设置使变频器控制改变主轴旋转方向。任务五排查机床急停故障--机床保护环节故障原理与维修任务导入当数控机床出现紧急情况时，为了安全（比如程序错误，或产生碰撞），要立即停止机床运动，操作人员立即压下急停按钮，控制系统切断动力电源，数控机床停止运动。模块三数控铣床（华中HNC-21）原理与维修

知识目标1.了解HNC-21M机床保护环节2.掌握HNC-21M超程急停电气控制能力目标1.会连接HNC-21M铣床急停控制电路2.能排除HNC-21M机床超程及保护环节故障任务描述

本任务要查阅有关技术手册，了解HNC-21M急停功能，绘制出机床保护环节控制原理图，会排除数控机床超程及保护环节故障。相关知识一、急停报警急停控制是在紧急情况下，使机床上的所有运动部件制动，在短时间内停止运行。紧停回路是由“急停”开关和“各轴超程开关”相串联，并接入一个中间继电器线圈，继电器的一对触点输入到CNC控制单元上。若按下急停按钮或机床运行超程，则中间继电器线圈断电，其常开触点断开，CNC控制单元输入信号，系统控制主电路断开，进给电动机和主轴电动机停止运行，并显示急停报警信息。急停报警可能原因有：(1)面板上的“急停"生效；(2)工作台超极限保护生效；(3)伺服驱动、主轴驱动器等过载保护生效；(4)24V控制电源等重要部分发生故障；(5)限位开关损坏或急停按钮损坏；(6)液压气动等保护电路故障；(7)电动机及主回路过载保护生效。二、HNC-21M急停电路分析三、HNC-21M铣床控制电路任务实施一、HNC-21接口认识1.查阅HNC-21技术手册。2.指出有关急停接口名称、功能及接口端子引脚含义。二、系统