浅谈数控原理维修

浅谈数控原理及维修 数控电气控制系统的组成如图１-１所示： 图１-１ 1． 电源 电源是保障系统正常运行的动力源，现在常采用开关电源经滤波提供ＤＣ２４Ｖ、±１２Ｖ、±５Ｖ、３.３Ｖ等，有系统电源和驱动电源（联动电源）之分。 1. 系统电源的２４Ｖ主要用于系统、输入、输出模块、以及输出模块所驱动的小型直流继电器供电。 2. 驱动电源（联动电源）的２４Ｖ主要用于小直流继电器动作后驱动电磁阀、电磁离合器等。 注：系统电源和联动电源的分开可以有效地防止在外围短路或负载加重的情况下，不至于拉低基准电压，提高系统稳定性。 2． 数据输入装置： 数据输入装置是将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置： 1. 外接ＰＣ机通过通讯接口（ＲＳ－２３２Ｃ），完成数据上传、下载以 及程序安装。 2. ＣＮＣ键盘，用于一般输入操作，如编写加工程序（只对CNC输入）。 3. 手摇脉冲发生器，为CNC直接输入数字数据。（只对CNC输入）。 4. 快捷键（ＣＮＣ键盘下面的键盘），如手动快速、主轴正转、主轴倍率、主轴反转、方式选择、进给修调选择倍率、快速倍率、冷却、照明、刀位选择1--12等。（只对PLC输入）。 5. ３.５ｉｎ软盘驱动器、阅读机和磁带机（很少使用）等。 3． 数控系统（ＣＮＣ） 数控系统是数控机床的大脑中枢，它把接受到的全部功能指令信息，进行解码运算有序地输出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令，直至运动和功能结束。 数控系统分两大部分：系统硬件，系统软件。 1． 系统硬件：主要有微处理器（ＣＰＵ）、储存器、Ｄ/Ａ数摸转换器、 Ａ/Ｄ摸转换器、Ｉ/Ｏ接口电路等组成。 2． 系统软件：系统程序，用户程序, 应用程序。 a. 系统程序:是引导主机从启动自检、初始化到进入正常工作界面的程序。（就象Windows）。 b. 用户程序：数控车床程序。 c. 应用程序：是操作人员编写的加工程序，是对数控车床程序的应用。 注：CNC有着非常完善的自检功能和初始化数据，可以准确有效的检测出数控系统中的各种问题，并通过MDI（显示系统）显示出来，可以是数字代码显示，也可以是代码有后缀的汉字或英文显示，这一过程由CNC来完成。 4． 可编程序控制器（PLC） 它是机床各种功能的逻辑控制中心。通过其自身程序（预先编好地梯形图），可以将来自CNC 的各种运动及功能指令进行逻辑排序，同时将来自机床的各种信息及工作状态通过自身（PLC输出模块）送给CNC，使CNC能准确及时地发出进一步的控制指令，以实现对整个机床的控制。 CNC与PLC的集成是靠软件接口实现的，也就是我们常说的梯形图程序。可编程序控制器通过把 表4-1中的GXXXX 、FXXXX 、、YXXXX 、XXXXX 、AXXXX 、、RXXXX 、TXXXX 、KXXXX 、、CXXXX地址按照数控机床的具体要求精心合理编排，完成逻辑处理。 在可编程序控制器中分配了多种性质的模块地址： 表4-1 注：输入模块：诱发原因的模块（机床MT给PLC的输入信号及所有XXXXX地址的输入信号）。 输出模块：由其他输入信息而被动作的模块{所有AXXXX地址的信号}。 输入输出模块：即可以被动作又把其动作信号返回到其他回路作为输入的模块，所有GXXXX 、、YXXXX地址的模块。 针对PLC与MT外围的通用I/O输入“IPE”有效接口原理： 图4-2 针对PLC（系统侧）与外围（机床侧）的通用I/O输入“+24V”有效接口原理： 图4-3 针对PLC与外围的通用、运动控制I/O输出“IPE”有效接口原理： 图4-4 注意：由于输出信号为晶体管输出，因而所接负载电流不能大于150mA。 KA是数控系统常采用的小型直流继电器，内阻400—600欧姆, 电流40--60 mA,触点驱动DC28V 3-5A / AC240V 3-5A, 小型直流继电器的作用: 1.进一步扩大控制容量. 2.隔离度更高,使得弱电系统与强电系统有效隔离, 进一步降低了强电对弱电的干扰,提高系统的稳定性. 无触点电子接近开关接近时输出低电平 图4-5 由于使用光电偶合器件使系统内CNC、PLC与外围输入输出的电联系得以很好的隔离,有效得提高了稳定性和可靠性，隔离电压一般为500VRMS,最大隔离2500VRMS. 五.伺服驱动系统 由变频器（主轴用）、笼型异步电机（主轴用）、伺服驱动器（X、Y轴）、伺服电机（X、Y轴）、脉冲编码器组成。 主要作用是接收CNC的驱动运动指令，对应驱动主轴、X 轴、Z轴，同时接收速度返回信号，以实现闭环控制。 有所区别的是主轴的返回信号直接返回到CNC中（调丝时要计算主轴转速），而X、Y轴的返回信号返回到各自的伺服驱动器中。 变频器、伺服驱动器在正常（自身无故障）状态下，运行必须具备的条件： 1.有三相电源 2.有开关量启动信号（也叫使能信号） 3.有模拟量电压0--±10V，用电压的正、负来控制正反向， （也有利用多功能端子的正向、反向来控制方向）。 六.外围机床线路： 由各开关、限位、继电器、电源、电机、电磁阀、电磁离合器等组成机床外围线路，执行具体动作。 七.数控的维修： 数控设备的维修是一项比较复杂，技术含量很高的工作，要求维修人员具有比较全面的技术、理论支持。对机床电气控制、电子技术、数字电路、可编程序控制器原理和计算机知识要有一定深入的了解和掌握，不断学习，善于思考，循序渐进，水到渠成。 理论决定高度！实践决定速度！ 以FANUC-Oi-MaTe系统为例来分析： 我们可以把机床侧输入信号（使用说明书中所有X地址的信号）作为第一部分；CNC和PLC作为第二部分，共同组成逻辑处理、发号指令；所有Y地址信号的动作输出和继电器输出作为第三部分。 第一步：机床的信号（MT、所有XXX信号）给PLC输入； 第二步：经PLC逻辑处理输出送入CNC，并由CNC中的微处理器（ＣＰＵ）进一步发出命令，（PLC听命与CNC的指挥） 第三步：接收CNC输入的进一步命令，经PLC逻辑处理输出控制相应动作，也就是原理图中我们看到的所有Y地址信号的动作输出。 由于CNC和PLC系统均采用大规模集成线路，集成度高外围件少，工作电压低（几伏、十几伏），工作电流很小（微安、毫安级），线路非常成熟，加上输入/输出接口部分使用了高隔离光电偶合器件，输出进一步使用小型直流继电器加以隔离，可以说第二部分很少出现问题。一般多在第一部分和第三部分出故障如：电源、限位、按键、继电器、接触器、冷却风扇、断线、接地等。 数控机床的简易控制 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ：（数控机床的主控制流程参看图1-1） 输入 输入/输出 输入/输出 输入/输出 输出 通过举例来了解数控机床的控制过程： 例1：启动水泵 按快捷键启动水泵—-输入PLC---CNC---PLC输出—-继电器（控制启动水泵的）---启动水泵（也点亮水泵启动指示灯）。 这一过程我们可以看到水泵启动作为输入信号给PLC，经PLC逻辑处理输出，送入CNC，CNC进一步发出命令给PLC，经PLC逻辑处理由PLC输出，通过控制小型直流继电器（也点亮水泵启动指示灯），进一步动作大继电器、接触器，启动了水泵。了解了控制过程，我们就可以一步一步根据电气原理图，梯形图，和地址状态表（实时状态）查询，检查是在哪一级出地问题，具体问题具体解决。 例2：按手动快速和+Z轴快速移动。 手动快速和+Z轴快速移动作为输入信号给PLC，经PLC逻辑处理送入CNC，CNC : a.进一步发出命令给PLC，经PLC逻辑处理由PLC输出，点亮Z轴 启动指示灯。 b.CNC发出模拟电压给Z轴伺服驱动器（在使能接通条件下），Z轴快速移动。 c.CNC发出信号控制MDI显示坐标输出。 例3：刀台分析： 图7-1全功能数控转塔刀架结构图 1-电机 2-电机齿轮 3-齿轮 4-行星齿轮 5-驱动齿轮 6-滚轮架端齿 7-沟槽 8-滚轮架 9-滚轮 10-双联齿轮 11-主轴 12-弹簧 13-插销 14-动齿盘 15-定齿盘 16-箱体 17-电磁铁 18-预分度接近开关 19-锁紧接近开关 20-碟形弹簧 21-角度编码器 22-后盖 23-空套齿轮 本刀架采用三联齿盘作为分度定位元件。由电机驱动后，通过一对齿轮和一套行星轮系进行分度传动。工作程序为：主机控制系统发出转位信号后，刀架上的电机制动器松开，电源接通，电机开始工作，通过齿轮2、3带动行星轮系4旋转，这时小齿轮5为定齿轮，由于与行星轮4啮合的齿轮5、23齿数不同，行星轮4带动空套齿轮23旋转，空套齿轮带动滚轮架8转过预置角度，使端齿盘后面的端面凸轮松开，端齿盘向后移动脱开端齿啮合，滚轮架8受到端齿盘后端面键槽的限制停止转动，这时空套齿轮23成为定齿轮，行星齿轮4 通过齿轮5带动主轴11旋转，实现转位分度，当主轴转到预置位置时，角度编码器21发出信号，电磁铁17向下将插销13压入主轴11的凹槽中，主轴11停止转动，预分度接近开关18给电机发出信号，电机开始反向旋转。通过齿轮2、3，行星齿轮4和空套齿轮23，带动滚轮架8反转，滚轮压紧凸轮，使端齿盘向前移动，端齿盘重新啮合，锁紧接近开关19发出信号，切断电机电源，制动器通电刹紧电机，电磁铁断电，插销13被弹簧弹回，转位工作结束，主机可以开始下一步工作。 操作流程图见图7-2 图7-2 表7-3是12位刀台编码器真值表，刀位号由四位（条）二进制线决定， 0001为1号刀位，0010为2号刀位，1100为12号刀位。 表7-3 12位刀台引线图表： 表7-4 郑州煤矿机械集团股份有限公司 杨智明 2009-10-20 PAGE 第 7 页 共 7 页