《数控机床电气检修（第二版）》课件-课题一　数控机床电气故障检修基础

任务１认识数控机床任务２数控车床的基本操作任务３数控机床的电气系统维护从电气角度来认识数控机床的结构和电气控制系统组成及电气元件。任务引入任务１认识数控机床相关知识一、数控机床的概念数控机床是用数字化信号控制机床的运动及其加工过程。现代数控系统是计算机数控（ComputerNumericalControl，简称CNC）系统。具有CNC系统的机床称为CNC机床。数控钻床数控车床数控铣床立式数控加工中心二、数控机床的工作过程数控机床的工作过程示意图CAK3665NJ数控车床三、数控机床的组成数控机床的组成框图1．输入/输出装置输入装置有键盘、磁盘驱动器以及DNC网络串行通信。输出装置主要是彩色液晶显示器。2．数控装置（CNC）数控装置是数控机床电气控制系统的核心。GSK980TDb系统面板3．可编程逻辑控制器（PLC）机床各项功能的逻辑控制中心，一般数控装置都内置PLC。4．主轴驱动系统由主轴电动机（包括速度检测元件）和主轴伺服驱动装置组成。数控车床电气控制柜５．进给伺服驱动系统由进给伺服电动机和进给伺服驱动装置组成。光电脉冲编码器光栅尺６．位置检测装置常用的位置检测元件有光栅、光电编码器、感应同步器、旋转变压器、磁栅尺等。伺服电动机（内装编码器）７．强电控制电路主要任务是对电源的控制以及与PLC联合控制，把PLC输出的辅助控制指令转换成强电信号，以实现对辅助装置的逻辑控制。８．机床本体由机床床身、主轴传动装置、进给机构、冷却与润滑装置、交换工作台及排屑装置等组成。机床的运动形式及控制要求见表。机床的运动形式及控制要求任务实施一、任务准备二、参观数控车间，认识数控车床１．在指导教师的指导下，对照数控车床了解其主要结构，并正确填写表。数控车床主要结构的功能２．仔细观察数控车床及其电气控制柜，并对照图所示数控车床电气整机连接示意图，识别各电气元件的型号、位置和用途，并正确填写表。３．观察数控车床主轴、进给、换刀、冷却、润滑等系统的运动。电气元件的型号和用途学生先按照表进行自我测评，再由指导教师评价审核。任务测评测评表测评表测评表维修人员应掌握数控车床的基本操作方法，会编制简单的加工程序，对机床进行自动运行加工测试。任务引入任务２数控车床的基本操作相关知识一、数控车床总面板介绍GSK980TDb系统的机床总面板１．状态指示灯机床的状态指示灯及其功能2．MDI编辑键盘各键功能各键功能３．显示菜单显示菜单键的功能显示菜单键的功能４．数控车床操作面板GSK980TDb系统的数控车床操作面板及功能GSK980TDb系统的数控车床操作面板及功能GSK980TDb系统的数控车床操作面板及功能GSK980TDb系统的数控车床操作面板及功能GSK980TDb系统的数控车床操作面板及功能GSK980TDb系统的数控车床操作面板及功能５．附加面板是为有特殊需求的用户设计的选配件。附加面板中各功能按钮的名称及说明二、数控编程基础１．数控机床坐标系用数控机床坐标系来描述机床的运动。（１）坐标系确定原则１）刀具相对于静止工件而运动的原则。２）标准坐标（机床坐标）系的规定。３）运动方向的规定。增大刀具与工件距离的方向为正方向。右手笛卡儿直角坐标系（２）坐标轴的确定1）Z

坐标轴。与主轴轴线平行。数控车床的坐标系2）X

坐标轴。平行于工件装夹面。3）Y

坐标轴。确定X

和Z

坐标轴后，按照右手笛卡儿坐标系来确定Y

坐标轴及其正方向。数控铣床的坐标系a）立式数控铣床的坐标系b）卧式数控铣床的坐标系（3）机床原点和机床参考点1）机床原点。机床制造厂家设置在机床上的一个基准位置。２）机床参考点（机床零点）。机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，机床参考点对机床原点的坐标是一个已知数。开机第一步是先使机床返回参考点。目的就是为了建立机床坐标系。数控车床机床原点图数控铣床机床原点２．数控编程（１）数控编程的分类１）手工编程。２）计算机自动编程。（２）数控编程的步骤１）分析零件图样。２）确定工艺过程。３）计算加工轨迹尺寸４）编写程序单５）制作控制介质６）程序校验。３．数控程序的组成（１）程序号用于区别零件加工程序的代号。程序号写在程序的最前面，单独占一行。广州数控系统程序号的书写格式为O

××××。（２）程序内容程序内容是整个加工程序的核心，它由许多程序段组成。１）程序段格式。例如，N50G01X30.0Z30.0F100S800T01M03；２）程序段的组成①程序段号。程序段号由地址符“N”开头，其后为若干位数字。②程序段内容。具备6个基本要素，即准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字等（见表）。③程序段结束。程序段以结束标记“CR（或LF）”结束，实际使用时，常用符号“；”或“＊”表示“CR（或LF）”。（3）程序结束M02或M30单独占一行。数控机床主要功能及其地址表常用的M功能代码表一、任务准备二、在指导教师的示范操作和指导下，对数控车床进行手动基本操作任务实施1．机床电源接通的操作2．机床电源关机的操作3．机床回零点的操作4．坐标轴移动的操作5．主轴的操作6．冷却液开闭操作7．手动选刀操作8．机床导轨润滑操作9．机床超程释放的操作三、在指导教师的指导下，完成下列程序的编辑与录入１．建立一个新程序。２．按照如图所示的程序逐个输入。３．按照第2步的输入方法依次完成其他程序段的输入。加工程序四、在指导教师的示范操作和指导下，对数控车床进行自动运行操作１．机床锁住运行操作。２．机床的自动运行操作。任务测评测评表学生先按照表进行自我测评，再由指导教师评价审核。测评表１．依据科学的管理与维护，有目的地制订出相应的日常维护计划。２．对照数控车床进行电气维护。任务引入任务３数控机床的电气系统维护相关知识一、数控机床电气系统的维护１．数控机床的维护（１）严格遵守操作规程和日常维护制度（２）清洁机床电气箱热交换器过滤网（３）防止灰尘进入数控装置内不允许随意开启数控柜门，不允许在使用时敞开柜门。（４）定时清扫数控柜的散热通风系统及电动机每半年或一个季度清扫检查一次。（５）经常监视数控系统的电网电压数控系统允许的电网电压范围在额定值的85％～110％。（６）定期更换存储器用电池定期检查电池电压。更换电池时，一定要在数控系统通电状态下进行。参数事先备份。（７）数控系统长期不用时的维护经常给数控系统通电或让数控机床运行温机程序。（８）备用电路板的维护定期装到数控系统中通电运行一段时间。２．电气部分的维护（１）检查三相电源的电压值是否正常。（２）检查所有电气连接是否良好。（３）检查各类开关是否有效。（４）检查各继电器、接触器是否工作正常。（５）检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效。（６）检查伺服驱动装置的散热风扇是否异常。３．数控系统维护中应特别关注的器件表中所列即为数控系统维护中常见的故障类型及对应的元器件或部位。数控系统维护中常见的故障类型及对应的元器件或部位二、数控机床的抗干扰措施数控机床的干扰类型及措施见表。数控系统干扰构成数控机床的干扰类型及措施三、数控机床电气系统的故障特点及主要故障原因造成电气故障的主要原因如下：（１）电气元件有使用寿命限制，非正常使用会大大降低使用寿命。（２）电气系统容易受外界影响造成故障。（３）操作人员非正常操作，造成开关手柄损坏、限位开关被撞坏等。（４）电线、电缆磨损会造成断线或短路，蛇皮线管进冷却水、油液而长期浸泡，橡胶电线膨胀、黏化，会使其绝缘性能下降造成短路。（５）冷却泵、排屑器、电动刀架及伺服电动机等电动机进水，绕组绝缘性能下降，轴承损坏会造成电动机故障。四、数控机床的电气故障分类１．按故障发生性质分类分为硬件故障、软件故障和干扰故障三种，见表。按故障发生性质分类２．按故障发生后有无报警指示分类（１）有诊断指示故障报警，有简要文字说明在屏幕上显示出来。（２）无诊断指示故障３．按故障出现时有无破坏性分类（１）破坏性故障损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演。（２）非破坏性故障可以通过“清零”等操作予以消除，可以重现故障。４．按故障出现的必然性与偶然性分类（１）系统性故障只要满足一定的条件就一定会产生的确定故障。（２）随机性故障在相同的条件下偶尔发生的故障。五、数控机床电气故障的诊断方法１．常规检查法依靠人的五官，借助仪器。首先采用的，维修中应本着“先静后动、先外后内”“先一般后特殊、先软后硬”及“先公后专”的维修原则。检查顺序为：①电源及接口电路；②接线、电缆与接插器件；③接地与屏蔽装置；④机床数据参数。２．参数检查法调用参数设置画面，利用检查参数来判定故障。以下情况可先采用参数检查法：①长期闲置不用的机床；②多种报警同时存在；③调试后使用的机床出现的报警停机；④长期运行老机床的各种超差故障、伺服电动机温升、高频振动与噪声；⑤新工序、新材料或加工条件改变后出现故障；⑥无缘无故出现的不正常现象。３．同类交换法对疑点部分用其型号、功能完全相同的电路板、模块、集成电路和其他零部件进行互相交换。注意。（１）交换前必须断电，并检查有无其他危险。（２）不要损坏其他部分电路与部件。（３）控制板和编码器等交换后，还要注意参数或程序的更改。４．自诊断功能法（１）软件报警主要是显示器上显示的报警号和报警信息。（２）硬件报警主要是伺服单元与模块等印制板的指示灯、数码管与报警灯发出报警信息。５．原理分析法原理分析法的步骤如下：（１）根据故障现象进行原理分析，并勾画出故障范围。（２）根据手册信息，检测怀疑部分的相关I／O接口的逻辑状态。（３）逻辑状态对比。（４）测量、比较，确定故障器件。（５）故障排除并试运行。６．功能程序测试法在以下场合中可使用功能程序测试法：①加工出废品，又无法确定是CNC系统功能故障还是编程问题或是操作不当时；②CNC系统出现随机性或偶发性故障，无法确定CNC系统稳定