数控机床诊断与维修实验报告Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:6496534
- 上传时间:2023-05-06
- 格式:DOCX
- 页数:30
- 大小:3.05MB
数控机床诊断与维修实验报告Word文档下载推荐.docx
《数控机床诊断与维修实验报告Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数控机床诊断与维修实验报告Word文档下载推荐.docx(30页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
CX30:
急停信号接口。
CXA20:
DC制动电阻过热信号接口。
CX19A:
DC24V控制电路电源输入接口,连接外部24V稳压电源。
CX19B:
DC24V控制电路电源输出接口,连接下一个伺服单元的CX19A。
型号:
50Hz/60Hz240v6.8Abisv203-ph200V-240V8.0A1-ph220V-240V8.0A。
如图1-4所示:
图1-4伺服驱动器
1.5电器模块
电器模块包括:
电源模块、主轴模块、伺服模块、接触器,断路器、继电器、浪涌吸收器、24V电源模块、变压器,I/O模块等。
一、断路器
电源接线端子L、N、PE接入,过漏保护开关(QF0)后接入个电源回路中。
在漏电保护开关后的线路中,装有7个断路器(QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6、QF7)如图1-5-1所示。
图1-5-1断路器
二、接触器
接触器不仅能接通和切断电路,而且还具有低电压释放保护作用。
交流接触器利用主接点来开闭电路,用辅助接点来导通控制回路。
主接点一般是常开接点,而辅助接点常有两对常开接点和常闭接点。
实验中用到5个接触器(KM1、KM2、KM3、KM4、KM5)如图1-5-2所示。
图1-5-2接触器
三、继电器
该实验中用到5个继电器(KA1、KA2、KA3、KA4、KA5)如图1-5-3所示。
继电器用于继电保护与自动控制系统中,以增加触点的数量及容量。
它用于在控制电路中传递中间信号。
继电器的结构和原理与交流接触器基本相同,与接触器的主要区别在于:
接触器的主触头可以通过大电流,而中间继电器的触头只能通过小电流。
所以,它只能用于控制电路中。
它一般是没有主触点的,因为过载能力比较小。
所以它用的全部都是辅助触头,数量比较多。
图1-5-3继电器
四、220V变压器
1个220V的变压器,如图1-5-4所示。
该实验装置使用单相交流220V电源接线,所有强电都安装在电气柜内。
AC220单相电源通过漏电保护开关QF1和接触器KM1,使主轴变频器之用;
AC220V单相电源通过空气开关QF4、接触器KM1、变压器和整流滤波器转换成DC24V电源,供步进驱动器做电源用;
AC220V单相电源通过空气开关QF1/QF7和接触器KM4/KM5使刀架换位电机正转、反转。
图1-5-4220V变压器
五、24V稳压电源
此实验用到1个DC24V开关电源,如图1-5-5所示。
能将不稳定的的直流电源变换为稳定的24V直流电源输出。
具有输入过压、输出过流、过温、输出短路等自动保护功能,并在故障消除后恢复正常工作。
图2-5-524V稳压电源
第二章数控机床电气系统的连接
2.1、电气接线标准
1、满足系统的用户对供电可靠性和电能质量的要求:
衡量主接线的可靠性应从以下几个方面考虑:
(1)断路器检修时是否影响供电。
(2)设备或线路故障或检修时,停电线路数目的多少和停电时间的长短,以及能否保证对主要用户供电。
(3)有没有使发电厂和变电站全部停止工作的可能性。
2、具有一定的灵活性:
主接线不仅在正常情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式,而且能在各种故障和设备检修时,能尽快退出设备、切除故障,停电时间最短、影响范围最小,并且保证人员的安全。
3、操作力求简单方便:
主接线应简单清晰、操作方便。
复杂的接线不利于操作,还往往造成误操作而发生事故:
但接线过于简单,又给运行带来不便或造成不必要的停电。
4、经济上应合理:
在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上,主接线应节省基建投资和减少年运行费用。
5、有发展和扩建的可能:
除满足以上技术经济条件要求外,还应有发展和扩建的可能,以适应电力工业的不断发展。
电气主接线一般按母线分类,常用的形式分为有母线和无母线两大类。
有母线的主接线形式包括单母线和双母线。
单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式;
双母线又分为单断路器双母线、双断路器双母线、双母线分段、二分之三断路器
(也称一个半断路器接线)双母线及带旁路母线的双母线等多种形式。
无母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥形接线和多角形接线等。
接线标准
电气接线颜色标准如下表1所示
表1电气接线颜色标准
CE标准
美国标准
国内标准
动力线
三相全为黑色
三相为红黑棕
三相为黄绿红
控制零线
蓝色
白色
黑色
控制火线
红色
地线
黄绿
绿色
黄绿
24V+(24v)
黄色
24V-(GND)
浅蓝色
2.2机床启动电气控制
如图3-所示,为主电源电气回路24V电气回路。
工作方式:
当电源线接好,接通SA1,闭合QF0,机床上电,通过QF4和TC2输出220V的电源到开关电源,将其转换成24V直流电源,一路接到伺服控制电源输入接口,一路接到数控系统主机和I/O模块的24V直流电源输入接口,并且为机床信号指示灯和中间继电器线圈提供电源。
图2-2电源电气回路
2.3主轴电气控制
如图2-3所示,主轴电气回路变频器引脚连接图。
数控系统主机的JA40接口输出模拟电压接入变频器,变频器的主电源由一根动力线和接地线接入,通过QF6和继电器KM3的主触点接入变频器的L1/L2/N接口,并由U、V、W接口输出,接到主轴电机。
SD为公共端,输出24V直流电源,通过KA3接入STF实现正转,通过KA4接入STR实现反转。
A、B、C为异常信号输出端。
继电器主触点KM3由线圈KM3控制,线圈KM3由中间继电器KA控制,并接入220V电路。
中间继电器KA2、KA3、KA4的线圈如图所示接入PLC,由PLC控制。
图2-3主轴电气回路
2.4伺服电气控制
伺服电气回路,如图2-4所示。
X、Z轴伺服驱动器的控制电源由开关电源输出的24V电源通过伺服驱动器的CXAA19B接口接入,主电源动力线通过QF2和TC1转换为200V的电源通过继电器KM2连接伺服驱动的L1、L2、L3接口输入到伺服驱动器。
同时通过QF3,继电器KM1并联一个浪涌吸收器,并引出两根线接入主电源MCC控制信号接口。
伺服驱动器的U、V、W、PE接口输出电源到X轴电机。
伺服驱动器的接口JF1连接X轴的电机反馈。
继电器KM1的主触点由线圈KM1控制,线圈KM1由中间继电器KA1控制,中间继电器KA1的触点和线圈接入如图所示的电路起到互锁的作用。
2-4伺服电气回路伺服引脚连接图
2.5刀架电气控制
如图2-5所示为刀架电气控制回路。
数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。
回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:
同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。
回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为4个步骤:
(1)刀架抬起
(2)刀架转位3)刀架压紧(4)转位液压缸复位。
图2-5刀架电气控制回路
2.6FANUCOi—MateTD与外围设备的连接
RS-SX-Oi系统从外形上分为内装式和分离式两种,两种形式的硬件组成是一样的。
本机床系统采用的是内装式,而控制单元外围硬件连接如图2-6所示:
图2-6外围硬件连接图
CPI电源插座。
该插座用于为系统提供DC24V电源。
串行主轴或位置编码器插座JA41。
I/OLink插座JD44A,FANUC系统的I/OLink是一个串行接口,该插座为PMC的输入,输出点,它将CNC、单元控制器、分布式I/O、机床操作面板或PowerMate连接起来,并且在各设备间高速传送I/O信号。
模拟主轴或高速跳转插座JA40,用于给定模拟主轴伺服单元或变频器模拟电压。
I/O接口装置插座,有两个接口JD36A、COP10A-2.
与伺服放大器的连接,控制单元侧插座COP10A-1、COP10A-2。
在CNC控制单元和伺服放大器之间只用一根光缆连接,与控制轴数无关。
在控制单元侧,COP10A插头安装在主板的伺服卡上。
光缆从控制单元侧的COP10A连接到伺服放大器的COP10B,伺服放大器之间采用级联连接。
2.7线路检查
1.检查24V电源的连接
确认CNC的24V电源是否正常,CNC系统24VDC的容量最好5A以上。
确认I/O模块的24V电源连接、IO接口信号确认有无短路现象;
2.检查I/O-Link的连接和手轮的连接
a)如果配有分线盘式I/O,检查C001/C002/C003的连接扁平电缆,方向不要搞错。
b)对于长距离的传输,由于需要采用光I/O-link适配器和光缆配合进行传输,故两端采用的I/O-link,电缆和普通短距离的I/O-link电缆不同(含5V驱动电源),确认其型号(A03B-0807-k803,如果连接不当,PMC将出现ER97报警,普通的I/O-link电缆型号为A02B-0120-K842),确认JD51A-JD1B(或JD1A-JD1B)插座的连接方式(保证B进A出的原则,最后一个I/O模块的JD1A口空置),下图为一个连接范例:
3.检查强电柜动力电源线的连接:
检查与PSM模块的接线,包括空气开关、接触器、电抗器;
检查CX3与MCC接线;
检查急停开关CX4的接线;
检查电柜内各动力线端子、螺钉是否有松动、接线是否与设计一样。
通电前,要确认总空气开关处于断开状态。
4.检查主轴电机、伺服电机动力线及其反馈线连接的是否正确
对于伺服电机,要着重检查动力线的相序(U/V/W相)是否正确、反馈线的插头与放大器的动力线是否一致,即:
L/M–JF1/JF2。
检查电机带制动抱闸接口的连线。
对于主轴电机,检查电机动力线的相序(U/V/W相)是否正确,连接是否可靠。
电机反馈的插头连接是否正确。
5.检查电源模块(PSM),主轴放大器(SPM),伺服放大器(SVM)模块的连接
a)对于PSM模块,请将急停按钮跨接在CX4口的2,3脚之间。
b)对于SPM,注意位置编码器的连接。
c)对于0i-mate-D系统,如果使用BiSV40的放大器,且不使用外置放电电阻的情况下,务必将接口CZ6(A1,A2)、CXA20(1,2)管脚分别短接,避免出现SV440报警。
第三章数控机床电气系统的通电与调试
3.1电气调试标准
一.电气调试的范围
所需调试的电气设备主要有:
高压配电柜、高压开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、各种测量及保护用电表、电力变压器、变压器油、母线、绝缘子及套管、电抗器、电力电容器、电力电缆、接地装置、低压配电柜、各种继电器、微机综合保护器、继电保护系统、低压断路器及隔离器、接近开关、各种传感器、各种泵及风机、各种类型机床、各种类型起重设备、各种电动机、各种变频器、各种型号PLC、各种软启动器。
二.电气调试所需的基本理论知识
从事电气调试的工作人员应当懂得电工基本原理,明了一般电工仪器仪表、高电压试验技术、变配电系统、电力系统工程基础、高/低频率电子线路、智能仪器原理及应用、传感器知识、电控元件与电气设备的基本性能、电机与拖动知识、电气传动控制系统、工业自动化、变频器原理及应用、可编程序控制器。
同时还应具有一定的机电安装与一般电气安全知识。
三.电气调试的基本项目和环节如表3-1
表3-1
基本的试验项目包括
基本的电气调试主要包括以下几个环节
1.绝缘电阻和吸收比的测量;
2.直流耐压试验和泄露电流的测量;
3.交流工频耐压试验;
4.介质损失角的测量;
5.电容比的测量;
6.直流电阻的测量;
7.极性的确定;
接线组别的确定;
8.变比的测量;
1.高压设备的试验;
2.高压配电系统调试;
3.高压传动系统调试;
4.低压配电系统调试;
5.低压传动系统调试;
6.计算机系统调试;
7.单体调试;
8.系统调试;
在完成以上八个环节的调试工作以后,并且确认达到工程技术指标,方可进行生产。
必须严格参照国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》,另外必须满足、达到设计要求。
3.2电气系统的通电与测试
一、基本参数设定
1、系统SRAM全清:
在初步的梯形图输入后,首先开机的同时按下MDI键盘上“RESET+DELETE”按键进行系统参数全清;
系统将进入系统全清页面。
在该页面输入1(执行系统数控全清)或0(不执行系统数据全清),此处,选择1,CNC系统数据全清。
若输入“0”结束IPL画面,就可完成全清操作。
2、基本参数的设定:
全清之后在按下急停按钮的情况下,进行参数的调整,基本步骤和主要参数如下:
1)基本坐标轴的参数
PRM-980=0或1各路径隶属的机床组号(设定0或默认为1)
PRM-981=各轴所隶属的路径号:
默认0为第1路径;
PRM-982=各主轴所隶属的路径号:
PRM-983=无需设定(系统自动设定)
PRM-1020=各轴名称
PRM-1022=各轴在基本坐标系中的顺序
PRM-1023=各轴伺服轴FSSB连接顺序号
2)存储行程限位参数
PRM-1320=各轴正向软限位
PRM-1321=各轴负向软限位
3)设定显示相关的参数
PRM-3105#=1,3105#=1显示主轴速度和加工速度
PRM-3108#6=1显示主轴负载表
PRM-3108#7=1显示手动进给速度
PRM-3111#0=1,3111#1=1显示“主轴设定”和“SV参数”软按键
PRM-3111#6=1,3111#7=1运行监视画面和报警切换设置
4)初步设定进给速度参数(具体按要求设定)
FANUC0iD调试步骤第五章基本参数设定Beijing-FANUC技术部
PRM_1420=各伺服轴快速进给速度
PRM_1423=各伺服轴JOG运行速度
PRM_1424=各伺服轴手动快速速度
PRM_1425=300各伺服轴回参考点的减速后速度
PRM_1430=各伺服轴最高切削速度
5)初步设定加减速参数
PRM_1620=快速G00的加减速时间常数
PRM_1622=切削时的加减速时间常数
PRM_1624=20JOG或者手轮运行时,如发现有冲击,可增大
6)伺服参数的设定(伺服初始化)在伺服设定中,分两步进行,首先设定半闭环下的参数,确保机械的正常运行。
之后再调整为全闭环的参数(全闭环的设定后续介绍)。
按“SV参数”键,进入伺服设定画面,进行伺服初始化操作。
一般情况下,半径编程设定参数1820即CMR=2;
注意:
对于0i-TD或0i-mate-TD,X轴直径编程时,仅需要将1006#3=1即可,而无需。
修改参数1820的值。
(0i-C,18i系统则需要修改为102)
7)FSSB设定当0i-mate-D系统使用以下型号放大器:
A06B-6164-****,A06B-6165-****(biSVSP放大器)时设定PRM14476#0=0之后进行FSSB的初始化设定,FSSB对应参数为1902~1937,14340~14391FANUC0iD调试步骤第五章基本参数设定Beijing-FANUC技术部而当0i-mate-D系统使用A06B-6134-****(biSVSP放大器)时必须设定PRM14476#0=1(否则系统SV5136报警,FSSB放大器画面空白)之后再进行FSSB参数设定,FSSB对应参数为1902~1937以下为FSSB自动设定画面(在以下两个画面中依次按“操作”--“设定”,就可以完成。
8)伺服“一键设定”
在完成了伺服初始化之后,进行一键设定,优化伺服设定参数。
具体步骤为:
【SYSTEM】→右扩展键几次→【PARAMSET】
(参数设定)→进入画面后选择:
PARAMETER(伺
服参数)→【OPRT】
(操作)→【SELECT】
(选择)→【GROUPINIT】
(初始化组)→【EXEC】
(执行)电气性能的检测
9)手轮功能设定
PRM_8131#0=1手轮功能有效
PRM_7113=100手轮×
100档倍率
PRM_7114=1000如果手轮有×
1000档则进行设定
10)位置环增益和检测参数设定:
PRM_1825=3000半闭环时可设定为3000
PRM_2021=128如果震动可适当降低,最低可设定为0
PRM_1828=20000如果移动伺服轴时411报警,可适当增大该值
PRM_1829=500如果系统410报警,可适当增大该值
PRM3003#0,#2,#3=1如不使用互锁信号则必须设定(视实际情况进行设定)
11)主轴参数的设定
对于0i-D系统,当使用串行主轴时,首先要确认主轴放大器的主轴软件系列号/版本号在9D50/22版本以后,否则无法使用(此情况下,请联系FANUC进行软件升级)。
a)使用串行主轴(需设定PRM_8133#5=0)
I主轴初始化(以使用单串行主轴为例):
PRM_3716#0=1,PRM_3717=1,
PRM_4019#7=1,PRM_4133=【电机对应代码】,PRM_3720=4096;
断电后,重启(主轴放大器需断电重启),确认4019#7=0,确认PSM电源放大器的MCC吸合,主轴放大器显示为稳定的“----”,主轴工作正常。
II设定各档最高转速PRM_3741~3743(M系列需要设定PRM_3736=4095)
III设定主轴编码器类型:
主轴和电机1:
1连接,使用电机编码器时,设定PRM_4002#0=1,#1=0
使用TTL型位置编码器时,设定PRM_4002#1=1,#0=0,旋转主轴,观察主轴速度是否可以显示。
IV对于大型串行主轴,进行软启动PRM_4030设定,手动旋转主轴,保证无明显冲击;
V使用多路径多主轴时需要注意的情况:
使用多主轴时,可以通过信号G28#7(PC2SLC),选择使用第一/第二主轴编码器的信号,同时必须设定PRM_3703#3(MPP);
超过2个主轴,可以参考“第二主轴信号=第一主轴信号+4”的算式;
b)使用模拟主轴(需设定PRM_8133#5=1)
Ⅰ、3716#0=0,3717=13730=1000(不设置会导致模拟电压无输出);
Ⅱ、PRM_3736=4095(M系列需设定)可以根据需要进行具体值设定
Ⅲ、PRM_3720=4096(可以根据“实际连接编码器线数×
4”来设定)
Ⅳ、设定各档10V电压对应各档最高转速PRM_3741~3743
模拟主轴常见报警处理:
SP1240:
设定PRM_3799#1=1可屏蔽
注:
不同于0iC,18i系统,0iD系统可以选用非1024线的TTL编码器(要求线数为2的整数次幂),选用之后,使用参数3720(设定值为线数*4)进行设定。
二、手动进给的调试
在JOG(手动连续进给)的方式下,移动伺服轴坐标,调整手动倍率开关,确认梯形图的正确与否,主要观察如下内容:
1)轴坐标选择按钮和坐标移动是否正确;
2)调整手动进给倍率开关,确认进给速度是否正常;
手动进给,在伺服调整画面观察:
a)实际位置增益是否和参数1825设定值一致。
如果不一致,检查位置脉冲数PRM_2024的设定。
b)电流百分数在50%以内;
3)电机移动过程中,机床是否有震动现象;
如果震动,可以降低参数1825或者2021的值;
如果在启动/停止时存在振动,可以改变其加减速时间类型:
由直线型改为钟形或指数型,同时适当增加时间常数数值;
如果机床在某一特定区域有振动,而通过降低各环路增益无法降低,很可能是由于机械功能引起,建议使用FANUCservoguide软件对机械共振进行滤除,详情请参考《0iD简明联机调试资料》或对应说明书;
4)手动快速进给操作,检查梯形图中各相关信号的状态以及相关参数;
5)检查手动返回参考点的操作:
如果返回参考点位置不固定,检查PRM_1821(参考计数器容量)的设定,或者检查挡块位置;
6)调整手轮操作方式,检查梯形图和相关参数,
7)使用Servoguide软件调整半闭环伺服特性
a)快速时间常数的调整;
观察伺服的速度、电流波形,同时调整时间常数
b)检查半闭环机械刚性状况;
手轮移动各坐标轴,要求×
1档倍率移动时,伺服误差波动在1um以内。
检查机械间隙和爬行现象,确认半闭环的机械刚性状况。
三、自动运行和辅助功能的调整
1)自动运行信号的调整
在自动方式下,检查梯形图SBK、DRN、MLK、OPST、BDT
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数控机床 诊断 维修 实验 报告