現(xiàn)代數(shù)控機床調試與維護全套課件資源

第1章數(shù)控機床調試與維護概述

只有堅持做好數(shù)控機床的日常維護保養(yǎng)工作，才可以延長元器件的使用壽命，延長機械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，爭取數(shù)控機床長時間穩(wěn)定工作；也才能充分發(fā)揮數(shù)控機床的加工優(yōu)勢，達到數(shù)控機床的技術性能，確保數(shù)控機床能夠正常工作。因此，無論是對數(shù)控機床的操作者，還是對數(shù)控機床的維修人員來說，數(shù)控機床的維護與保養(yǎng)就顯得非常重要，我們必須高度重視。如圖所示為數(shù)控車床和加工中心，是機械加工中用的最多的兩種數(shù)控機床。日常維護的重點是導軌機構，液壓或氣動系統(tǒng)，通風、潤滑裝置。

引例2024/4/102(1)導軌機構的維護：每天檢查油標、潤滑泵，使用前手動打油潤滑導軌，使用后清理切屑及臟物，檢查滑動導軌有無劃痕、滾動導軌潤滑情況；半年清洗絲杠上的舊潤滑脂，換新潤滑脂，按說明書要求調整各軸導軌上鑲條，壓緊滾輪的松緊狀態(tài)。(2)液壓或氣動系統(tǒng)的維護：每天檢查油量、油質、溫度、有無泄漏，及時清理分水器中過濾出的水，檢查壓力；堅持每周清洗空氣過濾器一次，保持無塵，通暢，發(fā)現(xiàn)損壞及時更換；半年清洗各類閥、過濾器，清洗油箱底，換油。(3)通風、潤滑裝置的維護：每天檢查電器箱散熱、通風裝置的冷卻風扇工作是否正常，過濾器有無堵塞，清洗過濾器，潤滑裝置的油量、油質、溫度；每周清除各電氣柜過濾網(wǎng)上粘附的塵土；一年清洗冷卻油池，更換過濾器。

2024/4/1031.1數(shù)控機床故障診斷與維護的意義1.2數(shù)控機床基本結構、故障的類型與特點1.3數(shù)控機床故障診斷與維護的基本方法

1.4數(shù)控機床的安裝調試、驗收和維護

第1章數(shù)控機床調試與維護概述2024/4/1041.1數(shù)控機床故障診斷與維護的意義

1.1.1數(shù)控機床維護的意義

我國自改革開放以來引進了不少先進的設備，這些設備對我國的技術人員來說是耳目一新的，其特點是以大規(guī)模集成電路為主的數(shù)字控制設備，其功能強、生產(chǎn)效率高，但是構造及控制復雜，尤其是電控部分。因此在維修的理論、方法、手段上都應有很大的飛躍。

2024/4/105數(shù)控機床是集機、電、液、氣、光一體化的現(xiàn)代技術裝備，它與傳統(tǒng)的機械裝備相比,內容上雖也包括機械、電氣、液壓與氣動方面的故障，但就其維修來說，則是側重于電子、機械、氣動乃至光學等方面的交叉點上。數(shù)控系統(tǒng)完全或部分喪失了系統(tǒng)規(guī)定的功能就稱為故障。所謂系統(tǒng)故障診斷技術，就是在系統(tǒng)運行中或基本不拆卸的情況下，即可掌握系統(tǒng)先行狀態(tài)的信息，查明產(chǎn)生故障的部位和原因，或預知系統(tǒng)的異常和故障的動向，從而采取必要的措施和對策的技術。故障診斷的目的就是要確定故障的部位和原因，以便維修人員或操作人員盡快地進行故障的修復。2024/4/106與普通機床相比較，數(shù)控機床不僅具有零件加工精度高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質量穩(wěn)定、自動化程度高的特點，而且它還可以完成普通機床難以完成或根本不能加工的復雜曲面的零件加工。在機械制造業(yè)中，數(shù)控機床的檔次和擁有量，是反映一個企業(yè)制造能力的重要標志。應當認識到：在企業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控機床能否達到加工精度高、產(chǎn)品質量穩(wěn)定、提高生產(chǎn)效率的目標，這不僅取決于機床本身的精度和性能，而且在很大程度上與操作人員在生產(chǎn)中正確地對數(shù)控機床進行使用和維護保養(yǎng)密切相關。2024/4/107我們還應當注意到：數(shù)控機床維修的概念，不能單純地理解成數(shù)控系統(tǒng)或者是數(shù)控機床的機械部分和其他部分在發(fā)生故障時，僅僅依靠維修人員排除故障和及時修復，使數(shù)控機床能夠盡早地投入使用就可以了，這還應包括正確使用和日常保養(yǎng)等工作。2024/4/108綜上所述，只有堅持做好數(shù)控機床的日常維護保養(yǎng)工作，才可以延長元器件的使用壽命，延長機械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，爭取數(shù)控機床長時間穩(wěn)定工作；也才能充分發(fā)揮數(shù)控機床的加工優(yōu)勢，達到數(shù)控機床的技術性能，確保數(shù)控機床能夠正常工作。因此，無論是對數(shù)控機床的操作者，還是對數(shù)控機床的維修人員來說，數(shù)控機床的維護與保養(yǎng)就顯得非常重要，我們必須高度重視。2024/4/1091.1.2數(shù)控機床故障診斷與維護的基本要求

在學習了數(shù)控機床的維護與保養(yǎng)的目的和意義后，還必須明確其基本要求，主要包括：1.要從思想上高度重視數(shù)控機床的維護與保養(yǎng)工作2.提高操作人員的綜合素質3.要為數(shù)控機床創(chuàng)造一個良好的使用環(huán)境4.嚴格遵循正確的操作規(guī)程5.盡可能提高數(shù)控機床的開動率6.要冷靜對待機床故障，不可盲目處理7.制定并且嚴格執(zhí)行數(shù)控機床管理的規(guī)章制度2024/4/10101.2數(shù)控機床基本結構、故障的類型與特點

1.2.1數(shù)控機床基本結構

(1)主機主機是數(shù)控機床的本體，主要由各種機械部件組成，包括底座、床身、主軸箱、進給機構等。(2)數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機床的控制核心，一般由一臺專用計算機構成。(3)驅動裝置驅動裝置是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸電動機、進給伺服電動機等。(4)輔助裝置輔助裝置是數(shù)控機床的一些配套部件，如自動排屑部件、自動對刀部件、工作臺、安全防護裝置、自動檢測裝置等。2024/4/1011

數(shù)控機床的故障是多種多樣的，可以從不同角度對其進行分類：1.從故障的起因分類2.從故障的時間分類3.從故障的發(fā)生狀態(tài)分類4.按故障的影響程度分類5.按故障的嚴重程度分類6.按故障的性質分類

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1.2.2故障的類型與特點1.3數(shù)控機床故障診斷與維護的基本方法

1.3.1數(shù)控機床故障診斷

數(shù)控設備的故障診斷與維修的過程基本上分為故障原因的調查和分析、故障的排除、維修總結三個階段。1．故障的調查與分析數(shù)控機床出現(xiàn)故障后，不要急于動手處理，首先要摸清楚故障發(fā)生的過程，分析產(chǎn)生故障的原因。為此要做好下面幾項工作：

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（1）詢問調查（2）現(xiàn)場檢查（3）故障分析（4）確定原因（5）排故準備一般情況下，在故障檢測過程中，應充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，如系統(tǒng)的開機診斷、運行診斷、PLC的監(jiān)控功能；同時在檢測故障過程中還應掌握以下原則：（1）先外部后內部（2）先機械后電氣（3）先靜后動（4）先公用后專用（5）先簡單后復雜（6）先一般后特殊2024/4/10142．故障的排除故障的排除是排故的第二階段，是實施階段。如上所述，完成了故障分析，也就基本上完成了故障的排除，剩下的工作就是按照相關操作規(guī)程具體實施。3．維修排故后的總結提高工作對數(shù)控機床電氣故障進行維修和分析排除后的總結與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應引起足夠重視。2024/4/1015數(shù)控機床維護與保養(yǎng)的點檢管理點檢是按有關維護文件的規(guī)定，對設備進行定點、定時的檢查和維護。其優(yōu)點是可把出現(xiàn)的故障和性能的劣化消滅在萌芽狀態(tài)，防止過修或欠修；缺點是定期點檢工作量大。數(shù)控機床的點檢是開展狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷工作的基礎，主要包括下列內容：1）定點2）定標3）定期4）定項5）定人6）定法7）檢查8）記錄9）處理10）分析從點檢的要求和內容上看，點檢可分為專職點檢、日常點檢和生產(chǎn)點檢三個層次，數(shù)控機床點檢維修過程見圖1.1。數(shù)控車床維護與保養(yǎng)如表1-1所示。1.3.2數(shù)控機床維護的基本方法2024/4/1016

1.4數(shù)控機床的安裝調試、驗收和維護

1.數(shù)控機床的初步安裝1）根據(jù)機床的要求，選擇合適的位置擺放機床。2）閱讀機床的資料，以保證正確使用數(shù)控機床。

2.電源連接這部分內容主要是機床的總電源連接下面介紹一下電源連接時的注意事項：

1）輸入電源電壓和頻率的確認。2）電源相序的確認。2024/4/1017

3.數(shù)控機床調試與性能檢驗完成上述的電源連接，再參照機床使用說明書，給機床各部件加潤滑油。接著就可以進行機床調試，可按以下幾個步驟進行：1）數(shù)控機床幾何精度的調試2）數(shù)控機床的基本性能檢驗（1）機床系統(tǒng)參數(shù)的調整（2）主軸功能（3）各進給軸檢（4）換刀裝置的檢查（5）限位、機械零點檢查（6）其他輔助裝置檢查2024/4/10183）數(shù)控機床穩(wěn)定性檢驗自動運行的時間，GB/T9061-2006中規(guī)定：自動、半自動和數(shù)控機床可在全部功能下模擬工作狀態(tài)作不切削連續(xù)空運轉試驗，其連續(xù)運轉時間應符合表1-2的規(guī)定。4）數(shù)控機床的精度檢驗（1）機床的幾何精度檢驗（2）機床的定位精度檢驗（3）機床的切削精度檢驗2024/4/10194．數(shù)控系統(tǒng)的日常維護（1）機床電氣柜的散熱（2）支持電池的定期更換（3）檢測反饋元件的維護（4）備用電路板的定期通電，備用電路板應定期裝到CNC系統(tǒng)上通電運行，長期停用的數(shù)控機床也要經(jīng)常通電（5）紙帶閱讀機的定期維護2024/4/10202024/4/10212024/4/1022圖1.1數(shù)控機床點檢維修過程示意圖2024/4/1023表1-1數(shù)控車床維護與保養(yǎng)一覽表序號檢查周期檢查部位檢查內容1每天導軌潤滑機構油標、潤滑泵，每天使用前手動打油潤滑導軌2每天導軌清理切屑及臟物，檢查滑動導軌有無劃痕，滾動導軌潤滑情況3每天液壓系統(tǒng)油箱泵有無異常噪聲，工作油面高度是否合適，壓力表指示是否正常，有無泄漏4每天主軸潤滑油箱油量、油質、溫度、有無泄漏5每天液壓平衡系統(tǒng)工作是否正常6每天氣源分水過濾器、干燥器及時清理分水器中過濾出的水，檢查壓力7每天電器箱散熱、通風裝置冷卻風扇工作是否正常，過濾器有無堵塞，清洗過濾器8每天各種防護罩有無松動、漏水，特別是導軌防護裝置9每天機床液壓系統(tǒng)液壓泵有無噪聲，壓力表接頭有無松動，油面是否正常10每周空氣過濾器堅持每周清洗一次，保持無塵，通暢，發(fā)現(xiàn)損壞及時更換2024/4/1024續(xù)表1-1數(shù)控車床維護與保養(yǎng)一覽表序號檢查周期檢查部位檢查內容11每周各電氣柜過濾網(wǎng)清除粘附的塵土12半年滾珠絲杠洗絲杠上的舊潤滑脂，換新潤滑脂13半年液壓油路清洗各類閥、過濾器，清洗油箱底，換油14半年主軸潤滑箱清洗過濾器，油箱，更換潤滑油15半年各軸導軌上鑲條，壓緊滾輪按說明書要求調整松緊狀態(tài)16一年檢查和更換電動機電刷檢查換向器表面，去除毛刺，吹凈碳粉，磨損過多的電刷應及時更換17一年冷卻油泵過濾器清洗冷卻油池，更換過濾器18不定期主軸電動機冷卻風扇除塵，清理異物19不定期排屑器清理切屑，檢查是否卡住20不定期電源供電網(wǎng)絡大修，停電后檢查電源的相序、電壓21不定期電動機傳動帶調整傳動帶松緊22不定期刀庫刀庫定位情況，機械手相對主軸的位置23不定期冷卻液箱隨時檢查液面高度，及時添加冷卻液，太臟時應及時更換2024/4/1025表1-2機床全功能模擬連續(xù)空運轉試驗時間機床控制型式連續(xù)運轉時間（小時）機械控制4電、液控制8數(shù)字控制聯(lián)動軸數(shù)<336聯(lián)動軸數(shù)≥348第2章典型數(shù)控系統(tǒng)的操作2024/4/1026引例

數(shù)控系統(tǒng)的熟練操作是進行數(shù)控機床調試與維護的必需技能。因為數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的不同，數(shù)控系統(tǒng)的操作界面與操作步驟也各不相同。下圖為SIEMENS802D系統(tǒng)的顯示面板、編輯鍵盤與機床控制面板。SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)屏幕可以劃分為狀態(tài)區(qū)、應用區(qū)及軟鍵區(qū)；編輯鍵盤主要應用于程序的編輯與修改；機床控制面板則實現(xiàn)機床的運動功能。結合這三個面板的操作則可以實現(xiàn)機床的數(shù)控加工。第2章典型數(shù)控系統(tǒng)的操作

2.1FANUC0iMATE-C數(shù)控系統(tǒng)的操作2.2SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)的操作

FANUC數(shù)控系統(tǒng)操作面板的功能是實現(xiàn)操作人員與CNC裝置及機場的人機對話，包括系統(tǒng)操作面板和機床操作面板。系統(tǒng)操作面板又包括MDI鍵盤操作面板（實體圖圖2.1所示，示意圖見圖2.2所示）和系統(tǒng)軟鍵操作面板（見圖2.3所示）。其中MDI鍵盤操作面板上各按鈕說明如表2-1所示。機床操作面板又符合國際化設計的系統(tǒng)廠家操作面板和機床廠家按機床的功能設計的機床廠家的操作面板。

2.1FANUC0iMATE-C數(shù)控系統(tǒng)的操作

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2.1.1FANUC0iMateC數(shù)控系統(tǒng)的操作面板

2.1.2FANUC系統(tǒng)工作方式FANUC公司為其CNC系統(tǒng)設計了以下幾種工作方式。1．編輯（EDIT）方式2．手搖進給或步進(HANDLE/INC)方式3．手動連續(xù)進給(JOG)方式4．存儲器(自動)運行(MEM)方式5．手動數(shù)據(jù)輸入（MDI）方式6．示教編程2024/4/10302.1.3手動移動機床

1．手搖進給或步進進給（HANDLE/STEP方式）2．手動連續(xù)進給（JOG方式）3．手動返回機床零點4．自動建立加工坐標系2024/4/10312.1.4自動運行

1．存儲器運行（MEM方式）2．MDI運行（方式）3．DNC運行2024/4/10322.1.5加工程序的編制

1．普通編輯方法將工作方式置于編輯（EDIT）方式，使顯示處于程序畫面，如圖2.5所示。此方式下有兩種編程語言：G代碼語言和用戶宏程序語言（MACRO）。常用的是G代碼語言，程序的地址字有G**，M**，S**，T**，X**，Y**，Z**，F(xiàn)**，O**，N**，P**等。

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2．背景編輯

在自動加工（MEM方式）的同時編輯程序稱為背景或后臺編輯。編輯方法與上述EDIT方式完全一樣。3．示教編程這種方法是在零件加工的同時，記錄各程序段刀具的移動軌跡，并根據(jù)實際要求在程序中加入程序段號及適當?shù)腗、S、T指令。因此，這種方法一般用于簡單形狀零件的編程。示教編程是在TEACH

IN

JOG（手動連續(xù)示教）方式和TEACH

IN

HANDLE/STEP（手搖進給/步進示教）方式實現(xiàn)。2024/4/1035

4．圖形會話編程要求系統(tǒng)必須配有圖形印刷板。FANUC圖形會話編程軟件有多種形式。常用的有G代碼菜單形式和編程符號形式。0i目前免費配置了G代碼菜單形式。5．圖形功能圖形功能可以顯示自動運行和手動運行期間刀具的軌跡，通過觀察屏顯的刀具軌跡可以檢查加工過程。2.1.6數(shù)據(jù)的設定和顯示

運行機床之前，必須設足相關數(shù)據(jù)。如：有關參數(shù)，刀補量，刀具壽命，工件坐標系等。每種數(shù)據(jù)在MDI鍵盤上都有相應的按鍵，按下某個鍵就顯示對應的畫面。設定這些數(shù)據(jù)須在MDI方式相應的畫面上進行。

2024/4/10362.1.7機床操作的有關功能

在自動運行時，可以進行手動操作，有以下幾種：1．手動絕對值的開/關（ON/OFF）：該操作是在存儲器運行（MEM方式）時，將方式轉為手動方式移動機床，開關的O/OFF決定其移動量是否包括在顯示的坐標值中。開關ON時移動量不計到顯示值上；OFF時累積到顯示值上。2．手輪中斷：該操作是在存儲器運行（MEM方式）時，搖動手輪（手搖脈沖發(fā)生器）會增加移動距離。但顯示的坐標值是：絕對和相對坐標值不變，只有機床坐標值隨移動量改變。

2024/4/10373．手動干預和返回：該功能是在存儲器運行（MEM方式）時，按下暫停按鈕（HOLD）使進給暫停，轉為手動方式手動移動機床后再回到MEM方式，按下自動加工啟動按鈕時，機床可自動返回到原來位置，恢復系統(tǒng)運行。因此可以用來代替程序再啟動功能，但條件是只能用暫停按鈕（HOLD）中斷MEM方式。

2024/4/10382.1.8數(shù)據(jù)的輸入與輸出

NC的數(shù)據(jù)可用外設輸入，也可以輸出到外設。這些數(shù)據(jù)包括：加工程序、刀補量、坐標系、螺補值、系統(tǒng)和機床參數(shù)等。外設（如計算機）接在RS-232C口上。接法及串口參數(shù)的設定與上述DNC操作一樣。設參數(shù)可在“Setting”畫面和“參數(shù)”畫面在MDI方式進行。數(shù)據(jù)的輸入與輸出在編輯（EDIT）方式進行，并需將顯示器置于相應的數(shù)據(jù)畫面。比如：傳輸加工程序，應按下MDI鍵盤上的程序（PROG）鍵將顯示器置于程序畫面。傳輸?shù)堆a量時應按下OFFSET鍵，使顯示處于偏置量畫面。其他類似。2024/4/1039

數(shù)據(jù)輸入時0系統(tǒng)要按INPUT鍵；其它系統(tǒng)按READ和EXEC鍵；數(shù)據(jù)輸出時0系統(tǒng)要按OUTPUT鍵：其它系統(tǒng)按PUNCH和EXEC鍵。0i系統(tǒng)的顯示增加了ALLIO畫面，非常方便數(shù)據(jù)的輸入與輸出。2024/4/10402.2SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)的操作

SIEMENS公司生產(chǎn)的SINUMERIK802D數(shù)控系統(tǒng)的操作面板可分為兩個部分，一部份為編輯鍵盤，另一部份為外部機床控制面板。圖2.18為編輯鍵盤示意圖，圖2.19所示為外部機床控制面板示意圖，表2-3是編輯鍵盤上各鍵作用，表2-4是控制面板上各鍵的作用。

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2.2.1SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)的操作面板

2.2.2SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)的屏幕劃分

SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)屏幕可以劃分為以下幾個區(qū)域：狀態(tài)區(qū)、應用區(qū)、說明及軟鍵區(qū)。如圖2.20所示。狀態(tài)區(qū)顯示如圖2.21所示，其中每一個顯示單元的說明如表2-5所示。

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2.2.3開機和回參考點

接通CNC和機床電源，系統(tǒng)啟動以后進入“加工”操作區(qū)JOG運行方式，出現(xiàn)“回參考點”窗口，如圖2.23所示。用機床控制面板上回參考點鍵啟動“回參考點”。按坐標軸方向鍵，開始回參考點。如果該軸正確回到參考點則系統(tǒng)顯示，否則顯示。注意“回參考點”只有在JOG方式下才可以進行。2024/4/10432.2.4參數(shù)設定

在CNC進行工作之前，必須在NC上通過參數(shù)的輸入和修改對機床、刀具等進行調整。參數(shù)設定主要包括：刀具參數(shù)及刀具補償參數(shù)、零點偏移參數(shù)、設定數(shù)據(jù)。2024/4/1044

1、輸入刀具參數(shù)及刀具補償參數(shù)刀具參數(shù)包括刀具幾何參數(shù)、磨損量參數(shù)和刀具型號參數(shù)。不同類型的刀具均有一個確定的參數(shù)數(shù)量，每個刀具有一個刀具號（T-號）。2、輸入/修改零點偏置值在回參考點之后，實際值存儲器以及實際值的顯示均以機床零點為基準，而工件的加工程序則以工件零點為基準，這之間的差值就作為可設定的零點偏移量輸入。3、編程設定數(shù)據(jù)利用設定數(shù)據(jù)可以設定運行狀態(tài)，在需要時進行修改。452024/4/102.2.5JOG控制運行可以通過機床控制面板上的JOG鍵選擇JOG運行方式，操作相應的方向鍵X，Y或Z軸，可以使坐標軸運行。只要相應的鍵一直按著，坐標軸就一直連續(xù)不斷地以設定數(shù)據(jù)中規(guī)定的速度運行，如果設定數(shù)據(jù)中此值為“零”，則按照機床數(shù)據(jù)中存儲的值運行。需要時可以使用修調開關調節(jié)速度。如果同時按動“快速疊加”鍵，則所選的坐標軸以快進速度運行。在選擇“增量選擇”以步進增量方式運行時，坐標軸以所選擇的步進增量運動，步進量的大小在屏幕上顯示。再按一次點動鍵就可以去除步進增量方式。在“JOG”基本畫面上顯示位置、進給值、主軸值和刀具值，如圖2.28所示。2024/4/10462.2.6手輪方式控制運行

在JOG運行狀態(tài)出現(xiàn)“手輪”窗口，打開窗口，如圖2.29所示。在“坐標軸”一欄內顯示所有的坐標軸名稱，同時也在軟鍵菜單中顯示。視所連接的手輪數(shù)，可以通過光標移動在手輪之間進行轉換。移動光標到所選的手輪，然后按移動所需坐標軸的軟鍵?；蛘咧苯佑檬职聪鄳腦、Y、Z軟鍵選擇相應的坐標軸。在X、Y、Z軸后對應的窗口中出現(xiàn)符號。另外，可以按機床控制面板上的“增量”鍵改變手輪的倍率。2024/4/10472.2.7MDA運行方式

1．功能在MDA運行方式下可以編制一個零件程序段加以執(zhí)行。2．注意事項此運行方式中所有的安全鎖定功能與自動方式中一樣，其它相應的前提條件也與自動方式中一樣。3．操作步驟通過機床控制面板上的MDA鍵可以選擇MDA運行方式，如圖2.30所示。通過操作面板輸入程序段。按NC啟動鍵執(zhí)行輸入的程序段。在程序執(zhí)行時不可以再對程序段進行編輯。執(zhí)行完畢后，輸入?yún)^(qū)的內容仍保留，這樣該程序段可以通過按NC啟動鍵再次重新運行。2024/4/10482.2.8自動運行方式

按自動方式鍵選擇自動運行方式。屏幕上顯示“自動方式”基本畫面，顯示位置、進給值、主軸值、刀具值以及當前的程序段，如圖2.31所示。自動方式所包含的功能菜單如表2-7所示。2024/4/10492.2.9零件編程選擇“程序”操作區(qū)，打開“程序”管理器，以列表形式顯示零件程序或者循環(huán)目錄，如圖2.33所示。在程序目錄中用光標鍵選擇零件程序。為了更快地查找到程序，輸入程序名的第一個字母?？刂葡到y(tǒng)自動把光標定位到含有該字母的程序前。2.2.10模擬功能2024/4/1051

802D數(shù)控系統(tǒng)編程的刀具軌跡可以通過線圖表示。不進行任何軸運動。1．操作步驟調出待加工的程序，按機床控制面板上“自動”鍵進入自動運行方式，同時屏幕上的“復位”欄中的“PRT”反白（表示機床已經(jīng)被鎖住，否則不能進行模擬功能）。點擊“模擬”，屏幕顯示初始狀態(tài)，如圖2.36所示。按NC啟動鍵開始模擬所選擇的零件程序。2024/4/1052

2．軟鍵介紹自動縮放：按此鍵，可以按比例自動縮放所記錄的刀具軌跡。到原點：按此鍵，可以恢復到圖形的基準設定。顯示：按此鍵，可以顯示整個工件?？s放+：按此鍵，可以放大顯示圖形?？s放-：按此鍵，可以縮小顯示圖形。刪除畫面：按此鍵，可以擦除顯示的圖形。光標粗/細：按此鍵，可以調整光標的步距大小。2024/4/1053圖2.1MDI鍵盤操作面板實體圖2024/4/1054圖2.2MDI鍵盤操作面板示意圖（a）2024/4/1055(b)圖2.3系統(tǒng)軟鍵2024/4/1056圖2.5程序編輯界面2024/4/1057圖2.18編輯鍵盤示意圖

2024/4/1058圖2.19外部控制面板示意圖

2024/4/1059圖2.20屏幕劃分2024/4/1060圖2.21狀態(tài)區(qū)顯示2024/4/1061圖2.23JOG方式回參考點狀態(tài)圖2024/4/1062圖2.28“JOG”狀態(tài)圖2024/4/1063圖2.29手輪選擇窗口2024/4/1064圖2.30MDA狀態(tài)圖2024/4/1065圖2.31自動方式狀態(tài)圖2024/4/1066圖2.33程序管理器窗口2024/4/1067圖2.36模擬初始狀態(tài)2024/4/1068表2-1MDI鍵的說明未使用控制鍵未使用上檔鍵報警，系統(tǒng)操作區(qū)域（Shift+按鍵）信息鍵程序管理操作區(qū)域鍵無功能參數(shù)操作區(qū)域鍵報警應答鍵程序操作區(qū)域鍵菜單擴展鍵加工操作區(qū)域鍵返回鍵2024/4/1069表2-3編輯鍵盤上各鍵的作用2024/4/1070續(xù)表2-3編輯鍵盤上各鍵的作用ALT鍵翻頁鍵空格鍵光標鍵退格鍵刪除鍵選擇/轉換鍵插入鍵到行尾制表鍵字母鍵上檔鍵轉換對應字符回車輸入鍵2024/4/1071表2-4控制面板上各鍵的作用

Z軸增量選擇（步距）X軸無發(fā)光二極管的用戶定義鍵主軸反轉帶發(fā)光二極管的用戶定義鍵主軸停數(shù)控啟動主軸正轉數(shù)控停止手動數(shù)據(jù)輸入復位

2024/4/1072續(xù)表2-4控制面板上各鍵的作用主軸速度修調自動方式進給速度修調單段參考點緊急停止快速運行疊加Y軸JOG

2024/4/1073表2-5狀態(tài)區(qū)顯示單元的說明圖中元素顯示意義①當前操作區(qū)域，有效方式加工JOG；1INC、10INC、100INC、1000INC、VARINC（JOG方式下增量大?。㎝DAAUTOMATIC偏移量程序程序管理器系統(tǒng)報警G291標記的“外部語言”②報警信息行顯示以下內容:1.報警號和報警文本2.信息文本2024/4/1074續(xù)表2-5狀態(tài)區(qū)顯示單元的說明圖中元素顯示意義③程序狀態(tài)RESET程序中斷/基本狀態(tài)RUN程序運行STOP程序停止④自動方式下程序控制⑤路徑N：—NC內部“驅動器”D：—CF卡⑥NC信息⑦所選擇的零件程序（主程序）2024/4/1075表2-7自動方式菜單樹程序控制程序段搜索模擬程序修改程序測試計算輪廓自動縮放空運行進給啟動搜索到原點有條件停止不帶計算顯示跳過搜索斷點縮放+單一程序段搜索縮放—ROV有效刪除畫面光標粗細返回<<返回<<返回<<返回<<第3章數(shù)控系統(tǒng)的調試與維護

2024/4/1076數(shù)控系統(tǒng)的調試要從了解系統(tǒng)的硬件結構入手，進而熟練掌握參數(shù)配置、數(shù)據(jù)備份等內容。數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構多樣，包括的內容也較多，其中伺服驅動器是其中一個重要硬件結構。右圖為SIEMENS公司生產(chǎn)的SIMODRIVE611伺服驅動器實物圖。SIMODRIVE611是一種模塊化的伺服驅動器，可以實現(xiàn)多軸以及組合驅動的解決方案。該伺服驅動器由多個功能模塊組成。電源模塊可以提供最大120KW的總功率。功率模塊可以與任何電機配合。使用SIMODRIVE611插入式閉環(huán)控制單元，可以控制所有類型的電機。引例2024/4/1077第3章數(shù)控系統(tǒng)的調試與維護3.3數(shù)控系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)3.2SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)3.1FANUC數(shù)控系統(tǒng)調試與維護2024/4/1078

目前，F(xiàn)ANUC公司生產(chǎn)的數(shù)控裝置有F0/F10/F11/F12、F15、F16、F18系列。其中F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15的基礎上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位一體的CNC。3.1FANUC數(shù)控系統(tǒng)調試與維護2024/4/1079

數(shù)控機床一般由輸入輸出設備、數(shù)控裝置（CNC裝置）、伺服單元、驅動裝置（或稱執(zhí)行機構）、可編程控制器（PLC或稱PMC）及電氣控制裝置、輔助裝置、機床主體及測量裝置組成。2024/4/10803.1.1數(shù)控系統(tǒng)的結構

其中數(shù)控裝置即數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心，是由硬件和軟件兩大部分組成。數(shù)控裝置主要包括微處理器（CPU）、存儲器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)其他組成部分聯(lián)系的接口等。

FANUC系統(tǒng)的典型構成如下：1．數(shù)控主板：用于核心控制、運算、存儲、伺服控制等。2．PLC板：用于外圍動作控制。3．I/O板：早期的I/O板用于數(shù)控系統(tǒng)和外部的開關信號交換。4．MMC板：人機接口板。5．CRT接口板：用于顯示器接口。另外，還提供其他一些可選板卡等。2024/4/1081本章以FANUC0iMateC為例來介紹FANUC數(shù)控系統(tǒng)的組成。FANUCSeries0iMate（系統(tǒng)配置圖見圖3.1）是高可靠性、高性能價格比的CNC。2004年4月在中國大陸市場推出的FANUC的0i-C/0iMate-CCNC系統(tǒng)是高可靠性、高性價比、高集成度的小型化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于16i/18i-B的技術設計的，代表了目前常用CNC的最高水平。使用了高速串行伺服總線（用光纜連接）和串行I/O數(shù)據(jù)口，有以太網(wǎng)口。

2024/4/1082用該系統(tǒng)的機床可以單機運行，也可以方便地入網(wǎng)用于柔性加工生產(chǎn)線。和0i-B一樣，有提高精度的先行控制功能（G05和G08），因此非常適合模具加工機床使用。1．系統(tǒng)總體見圖3.2所示：2．FANUC0iMateC系統(tǒng)的功能連接FANUC0iMateC系統(tǒng)結構與FANUC0iC系統(tǒng)基本相同，只是取消了擴展小槽功能板，如遠程緩沖器串行通信板DNC1/DNC2、數(shù)據(jù)服務器板、以太網(wǎng)功能板等。具體結構見圖3.3。2024/4/1083FAPTLADDER-Ⅲ是在Window95/98，Windows2000，WindowsXP環(huán)境下運行的FANUCPMC程序的系統(tǒng)開發(fā)軟件。1．新建梯形圖程序運行LADDER軟件，利用鼠標按下“File”菜單，選擇“NewProgram”（如圖3.4），出現(xiàn)如圖3.5所示畫面。然后，輸入程序名稱（例如pmc1）及PMC類型（比如FANUC0iMate系統(tǒng)PMC類型為PMC-SA1），確定后出現(xiàn)如圖3.6。即可編寫自己的程序。2024/4/10843.1.2PMC應用程序的調試2．調試PMC程序編輯好PMC程序后，在Tool中選擇Compile（如圖3.7所示）將該程序進行編譯成機器語言，如果沒有提示錯誤，則編譯成功，如果提示有錯誤，要退出修改后重新編譯，然后保存。3．利用M-CARD將編譯好的PMC程序傳到CNC中。當把計算機格式（PMC.LAD）的PMC轉換成M-CARD

格式的文件后，可以將其存儲到M-CARD上，通過M-CARD裝載到CNC中，而不用通過外部通訊工具（例如：RS-232-C或網(wǎng)線）進行傳輸。2024/4/1085(1)在LADDERⅢ軟件中打開要轉換的PMC程序。將該程序編譯成功后保存，再選擇File中的Export，出現(xiàn)圖3.8所示畫面。注意：如果要在梯形圖中加密碼，則在編譯的選項中點擊Option，選中“SettingofPassword”，按“Exec”輸入密碼即可，如圖3.9所示。（2）在選擇Export后，軟件提示選擇輸出的文件類型，選擇M-CARD格式，如圖3.9所示。確定M-CARD格式后，選擇下一步指定文件名，按照軟件提示的默認操作即可得到轉換了格式的PMC程序，注意該程序的圖標是一個Windows圖標（即操作系統(tǒng)不能識別的文件格式，只有FANUC系統(tǒng)才能識別）。轉換好的PMC程序即可通過存儲卡直接裝載到CNC中。2024/4/1086

參數(shù)在NC系統(tǒng)中用于設定數(shù)控機床及輔助設備的規(guī)格和內容，及加工操作所必需的一些數(shù)據(jù)。機床廠家在制造機床、最終用戶在使用過程中，通過參數(shù)的設定，來實現(xiàn)對伺服驅動、加工條件、機床坐標、操作功能、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴脑O定和調用。機床廠商和用戶在配備、使用FANUC系統(tǒng)時，根據(jù)具體的使用狀況，有大量的參數(shù)需要調整和設置。在使用和調整這些參數(shù)是有必要搞清楚這些參數(shù)的用途和設置方法。在下文中介紹一些有關FANUC系統(tǒng)參數(shù)的常識和一些常用參數(shù)。2024/4/10873.1.3數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)調試1．FANUC系統(tǒng)參數(shù)分類按照數(shù)據(jù)形式參數(shù)可以分為表3-1所示的類別；說明：（1）對于位型和位軸型參數(shù)，每個數(shù)據(jù)號由8位組成，每一位有不同的意義。（2）軸型參數(shù)允許參數(shù)分別設定給每個控制軸。（3）每個數(shù)據(jù)類型有一個通用的有效范圍，參數(shù)不同其數(shù)據(jù)范圍也不同。2024/4/10882．FANUC常見系統(tǒng)參數(shù)（1）控制軸①基本參數(shù)其中1020參數(shù)設定2024/4/1089參數(shù)號數(shù)據(jù)類型含義8130字節(jié)型可控制軸數(shù)1010字節(jié)型CNC可控制軸數(shù)1020字節(jié)軸型各軸的程序軸名稱1004位型最小設定單位軸名稱設定值軸名稱設定值軸名稱設定值軸名稱設定值X88U85A65E69Y89V86B66Z90W87C67②增量系統(tǒng)（編程移動量和刀具移動量）增量系統(tǒng)IS－A公制0.01mm增量系統(tǒng)IS－B公制0.001mm增量系統(tǒng)IS－C公制0.0001mm相關參數(shù)2024/4/1090參數(shù)號數(shù)據(jù)類型含義1004#1位型IS—C來選擇1006#3位軸型DIAx直徑編程（T系統(tǒng)）1004#7位型IPR可設置10倍指令單位0000#2位型INI公英制選擇③回轉軸（2）誤差控制①存儲型螺距誤差補償2024/4/1091參數(shù)號含義1006#1ROSx#0ROTx00直線軸01旋轉軸11260每轉移動量參數(shù)號數(shù)據(jù)類型含義3620字軸型位于參考點的螺補位置號3621字軸型螺補的最小位置號3622字軸型螺補的最大位置號3623字節(jié)軸型螺補的倍率因子3624雙字節(jié)軸型螺補的位置間隔②反向間隙補償（3）超程檢測①3004＃5OTH設為0檢測超程信號②軟限位2024/4/1092參數(shù)號數(shù)據(jù)類型含義1800＃4位型切削進給和快速移動分別指定反向間隙1851字軸型各軸的反向間隙補償值1852字軸型各軸快速移動的反向間隙補償值參數(shù)號數(shù)據(jù)類型參數(shù)含義1320字節(jié)軸型存儲式行程檢測1各軸正方向坐標值1321字節(jié)軸型存儲式行程檢測1各軸負方向坐標值1300＃0位型參數(shù)1322、1323設定的檢測區(qū)域的內側或外側為禁止區(qū)域1300＃6位型LZR：上電至返回參考點期間是否執(zhí)行存儲行程檢測1，通常設為1，表示不檢測（4）報警信號3111＃7NPA：產(chǎn)生報警時是否切換到報警信息畫面（5）JOG進給（6）手輪進給2024/4/1093參數(shù)號數(shù)據(jù)類型含義1423字軸型各軸JOG進給的速度1002＃0位型JOG手動快速和返回參考點時同時控制軸數(shù)；（0：1軸，1：3軸）參數(shù)號數(shù)據(jù)類型含義8131#0位型是否使用手輪進給7113字型手輪進給倍率（G019#5為1時）；1007114字型手輪進給倍率（G019#4、#5都為1，即×1000）7102位軸型手輪旋轉方向與軸進給方向一致7110字節(jié)型使用手輪的數(shù)量（7）手動返回參考點①有擋塊回參考點方式回參考點動作見圖3.10所示。②無擋塊回參考點方式無擋塊回參考點方式回參考點動作見圖3.11所示。2024/4/1094（8）柔性進給齒輪比對不同絲杠的螺距或機床運動有減速齒輪時，為使位置反饋脈沖數(shù)與指令脈沖數(shù)相同而設定進給齒輪比，由于是通過系統(tǒng)參數(shù)可以修改，所以又叫做柔性進給齒輪比。半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)：N/M=（伺服電動機一轉所需的位置反饋脈沖數(shù)/100萬）的約分數(shù)全閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)：N/M=（伺服電動機一轉所需的位置反饋脈沖數(shù)/電動機一轉分離型檢測裝置位置反饋的脈沖數(shù)）的約分數(shù)。

2024/4/10953．參數(shù)顯示的操作步驟參數(shù)顯示的步驟請參照2.1.6小節(jié)中介紹。2024/4/1096參數(shù)號數(shù)據(jù)類型含義2084字軸型柔性進給齒輪比（分子）2085字軸型柔性進給齒輪比（分母）相關參數(shù)：

本節(jié)以FANUC0iMate系統(tǒng)為例分別介紹利用這兩種方法進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與恢復操作過程。1．使用存儲卡進行數(shù)據(jù)備份和恢復（1）系統(tǒng)進入BOOTSYSTEM界面進行系列備份和恢復（2）使用M-CARD分別備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)（3）使用存儲卡備份梯形圖在MDI面板上按下system鍵，然后依次按下PMC鍵、擴展鍵、I/O鍵，進入如下畫面。2024/4/10973.1.4系統(tǒng)數(shù)據(jù)恢復與備份

2．使用外接PC進行數(shù)據(jù)的備份與恢復使用外接PC進行數(shù)據(jù)備份與恢復，是一種非常普遍的做法。這種方法比前面一種方法用的更多，在操作上也更為方便。3．系統(tǒng)數(shù)據(jù)的發(fā)送（CNC到PC的數(shù)據(jù)傳送）把系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機中，首先計算機側就緒，然后CNC系統(tǒng)執(zhí)行操作。4．系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收（PC到CNC的數(shù)據(jù)傳送）把計算機中備份中備份好的機床數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)時，首先CNC系統(tǒng)側就緒，然后計算機執(zhí)行操作。2024/4/10981．FANUC-0i常見報警及處理方法（1）P/S00#報警（2）PS/100#報警（3）P/S101#報警（4）P/S85~87串行接口故障（5）ALM910/911RAM奇偶校驗報警（6）手動及自動均不能運行

2024/4/10993.1.5報警、故障分析、處理（7）不能JOG操作運行（8）不能自動運行（9）系統(tǒng)ROM奇偶校驗錯誤報警#900的處理方法（10）系統(tǒng)動態(tài)存儲器DRAM奇偶校驗錯誤報警#912-919(11)靜態(tài)存儲器SRAM發(fā)生ECC錯誤報警#935(12)系統(tǒng)926（伺服串行總線報警）2024/4/10100

SIEMENS802D系統(tǒng)雖屬于低檔系統(tǒng)，但是基本上已經(jīng)是標準的數(shù)控系統(tǒng)，最適合于數(shù)控車床、銑床、磨床和帶小型刀庫的數(shù)控加工中心的配套及改造。3.2SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)2024/4/10101

1、硬件組成

圖3.32為802D硬件組成圖。2、PROFIBUS總線連接SIEMENS802D是基于PROFIBUS總線的數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)提供PROFIBUS的插頭和電纜，插頭應按照圖3.33連接。PROFIBUS的連接請參照圖3.34。2024/4/101023.2.1SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)的結構

1．PLC應用程序子程序庫中可提供的子程序見表3-18。2．PLC用戶程序的調試2024/4/101033.2.2802D數(shù)控系統(tǒng)PLC調試3.2.3802D數(shù)控系統(tǒng)驅動器的調試當PLC應用程序正確無誤后，即可進入驅動器的調試。2024/4/101042024/4/10105

3.2.4802D數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)及調試1、802D數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)簡介SIEMENS802D的系統(tǒng)參數(shù)分為兩大類：機床數(shù)據(jù)和設定數(shù)據(jù)。機床數(shù)據(jù)的設置與調整在數(shù)控機床的調試、維修過程中經(jīng)常用到。機床數(shù)據(jù)涉及的方面較多，如軸數(shù)據(jù)、驅動數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)、優(yōu)化數(shù)據(jù)、回參考點數(shù)據(jù)等。2、存取保護級SIEMENS802D具有一套恢復數(shù)據(jù)區(qū)的保護級概念。保護級從0到7，其中0是最高級，7是最低級。

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3、機床數(shù)據(jù)生效方式修改過的機床數(shù)據(jù)必須激活才能生效。802D系統(tǒng)會在數(shù)據(jù)的右邊顯示激活方式。激活方式的級別是通過它們的優(yōu)先級來排列的。4、總線參數(shù)配置SINUMERIK802D是通過現(xiàn)場總線PROFIBUS和外設模塊（如驅動器和輸入輸出模塊等）進行通信的，PROFIBUS的配置是通過通用參數(shù)MD11240來確定的。5、驅動器模塊定位數(shù)控系統(tǒng)與驅動器之間通過總線連接，系統(tǒng)根據(jù)下列參數(shù)與驅動器建立物理聯(lián)系(見表3-21)：2024/4/10107

6、位置控制使能系統(tǒng)出廠設定各軸均為仿真軸，既系統(tǒng)不產(chǎn)生指令輸出給驅動器，也不讀電機的位置信號。按表3-23設定參數(shù)可激活該軸的位置控制器，使坐標軸進入正常工作狀態(tài)。7、機械傳動系統(tǒng)配比參數(shù)機械傳動系統(tǒng)配比參數(shù)是數(shù)控系統(tǒng)計算運動位置的依據(jù)。由于數(shù)控機床的運動是利用滾珠絲杠的螺旋原理將伺服電機的旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動的，因此對于采用電機測量系統(tǒng)的位置控制，數(shù)控系統(tǒng)檢測的是伺服電機的角位置，將角位置換算成直線位置需要依據(jù)機械傳動系統(tǒng)配比參數(shù)，如表3-24所示。2024/4/101088、速度參數(shù)的設定①進給軸速度的設定

表3-25列出的是進給軸相關的速度參數(shù)。另外，數(shù)控系統(tǒng)還可以通過用戶操作界面隨時設定速度。②主軸速度的設定主軸速度的設定與進給軸速度的設定原理基本相同。只是主軸可能有五檔速度，每檔位都有該檔的最高速度、最低速度和該檔的速度限制。從圖3.40中可以看出，各檔速度范圍允許疊加，同時可以看到主軸相關參數(shù)名和參數(shù)說明。2024/4/101099、回參考點相關機床數(shù)據(jù)參考點是確定機床坐標原點的基準，而且還是軸的軟限位和各種誤差補償生效的條件。如果采用帶絕對值編碼器的伺服電機，機床的坐標原點是在機床調試時設定的。由于成本的原因，大多數(shù)機床采用增量型編碼器的伺服電機。采用增量編碼器時，必須進行回參考點的操作，數(shù)控系統(tǒng)才能找到參考點，從而確定機床各軸的原點，所以在數(shù)控機床上電后的第一個必要執(zhí)行的操作任務就是返回機床各軸的參考點。2024/4/10110

3.2.5數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與恢復

在系統(tǒng)調試完畢后進行數(shù)據(jù)備份是十分重要的。SIEMENS802D提供了多種數(shù)據(jù)備份的方法。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可在系統(tǒng)內部備份，可在PC卡上備份，也可在計算機的硬盤上備份。1、數(shù)據(jù)備份1)數(shù)據(jù)內部備份2)數(shù)據(jù)外部備份2、數(shù)據(jù)恢復1)計算機數(shù)據(jù)恢復2)PC卡數(shù)據(jù)恢復2024/4/10111

3.2.6數(shù)控系統(tǒng)的報警

通常數(shù)控系統(tǒng)的報警分為系統(tǒng)報警和用戶報警兩大類。系統(tǒng)報警是數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)其診斷功能對硬件、功能、參數(shù)、用戶零件程序的故障、錯誤等做出的信息提示。用戶報警是機床制造廠的設計部門，利用數(shù)控系統(tǒng)提供的工具，根據(jù)機床設計的診斷功能對相關的機床電氣故障、動作錯誤等做出的信息提示。

表3-27列出了SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)的報警分類，關于報警的詳細解釋可以參閱西門子的報警診斷說明手冊。

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床控制系統(tǒng)的核心。數(shù)控系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)是為了盡可能地延長系統(tǒng)的使用壽命，保持機床的加工精度，提高機床的穩(wěn)定性和可靠性，防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生。數(shù)控系統(tǒng)日常的維護與保養(yǎng)主要包括：數(shù)控系統(tǒng)的使用檢查和數(shù)控系統(tǒng)的日常維護。3.3數(shù)控系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)2024/4/101122024/4/101133.3.1數(shù)控系統(tǒng)的使用檢查

為了避免數(shù)控系統(tǒng)在使用過程中發(fā)生一些不必要的故障，數(shù)控機床的操作人員在操作使用數(shù)控系統(tǒng)以前，應當仔細閱讀有關操作說明書，詳細了解所用數(shù)控系統(tǒng)性能，熟練掌握數(shù)控系統(tǒng)和機床操作面板上各個按鍵、按鈕和開關的作用以及使用注意事項。一般來說，數(shù)控系統(tǒng)在通電前后要進行檢查。1．數(shù)控系統(tǒng)在通電前的檢查2．數(shù)控系統(tǒng)在通電后的檢查2024/4/101143.3.2數(shù)控裝置的日常維護與保養(yǎng)CNC系統(tǒng)的日常維護保養(yǎng)主要包括以下幾個方面：1．制定并且嚴格執(zhí)行CNC系統(tǒng)的日常維護規(guī)章制度2．應盡量少開數(shù)控柜門和強電柜門3．定時清理數(shù)控裝置的散熱通風系統(tǒng)，以防數(shù)控裝置過熱4．定期檢查和更換直流電機電刷5．經(jīng)常監(jiān)視CNC裝置用的電網(wǎng)電壓6．存儲器用電池的定期檢查和更換7．CNC系統(tǒng)長期不用時的維護8．備用印刷線路板的維護9．CNC系統(tǒng)發(fā)生故障時的處理2024/4/10115圖3.1FANUC0iMateC系統(tǒng)配置2024/4/10116圖3.2FANUC0iMateC系統(tǒng)總連圖2024/4/10117圖3.3FANUC0iMateC主板接口布置圖2024/4/10118圖3.4創(chuàng)建新程序2024/4/10119圖3.5選擇合適的PMC類別圖3.6創(chuàng)建新程序成功2024/4/10120圖3.7編譯PMC程序2024/4/10121圖3.8導出程序2024/4/10122圖3.9設置密碼選項畫面

2024/4/10123圖3.10有擋塊模式回參考點動作2024/4/10124圖3.11無擋塊模式回參考點動作2024/4/10125圖3.32802D硬件組成圖2024/4/10126圖3.33插頭連接2024/4/10127圖3-2插頭連接圖3.34PROFIBUS連接參照圖2024/4/10128圖3.40主軸各檔速度設定2024/4/10129第一擋第二擋第一擋低速MD35120[1]第一擋高速MD35110[1]第二擋低速MD35120[2]第三擋低速MD35120[3]第二擋高速MD35110[2]第五擋第四擋低速MD35120[4]第五擋低速MD35120[5]第三擋高速MD35110[3]第四擋高速MD35110[4]第五擋高速MD35110[5]第三擋第四擋主軸轉速表3-1FANUC系統(tǒng)參數(shù)類型列表2024/4/10130數(shù)據(jù)形式數(shù)值備注位型0或1位軸型字節(jié)型-128`127或0~256有些參數(shù)中不使用符號字節(jié)軸型字型-32768~3276或0~65535有些參數(shù)中不使用符號字軸型雙字型-99999999~99999999雙字軸型表3-18子程序說明SBR子程序名說明32PLC_INI系統(tǒng)初始化33EMG_STOP急停處理(包括電源饋入模塊的上電下電時序控制)34MCP_802D傳送802DMCP的I/O信號至信號接口V1000xxxx和V1100xxxx35SPD_OVR主軸倍率碼生成(二進制碼或格林碼)37MCP_SIMUMCP仿真38MCP_NCKMCP信號送至NCK39HANDWHL根據(jù)HMI在數(shù)控機床坐標系(MCS)或工件坐標系(WCS)選擇手輪40AXES_CTL各坐標軸的使能控制(包括硬限位，參考點和抱閘釋放等控制)43MEAS_JOG手動刀具測量(只適用于數(shù)控車床)44COOLING冷卻液控制45LUBRICAT定時定量潤滑控制46TURRET1數(shù)控車床刀架控制1(4或6工位霍爾元件轉塔刀架)47TURRET2數(shù)控車床刀架控制2(編碼器定位的轉塔刀架，如肖特公司刀架)48TOOL_DIR判別刀架轉動方向49MGZ_INI刀庫表初始化50MGZ_SRCH搜索刀具63TOGGLE觸發(fā)式開關K1～K6；延時開關K7，K8表3-21驅動器模塊定位參數(shù)數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名值數(shù)據(jù)說明30110CTRLOUT_MODULE_NR[0]*定義速度給定端口(軸號)30220ENC_MODULE_NR[0]*定義位置反饋端口(軸號)表3-23位置控制使能參數(shù)數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名值數(shù)據(jù)說明30130CTRLOUT_TYPE1控制給定輸出類型30240ENC_TYPE1編碼器反饋類型表3-24機械傳動比參數(shù)數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名單位值數(shù)據(jù)說明31030LEADSCREW_PITCHmm*絲杠螺距31050DRIVE_AX_RATIO_DENUM[0…5]—*電機端齒輪齒數(shù)(減速比分子)31060DRIVE_AX_RATIO_NOMERA[0…5]—*絲杠端齒輪齒數(shù)(減速比分母)表3-25進給軸相關的速度參數(shù)數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名單位值數(shù)據(jù)說明32000MAX_AX_VELOmm/min*軸最高速度32010JOG_VELO_RAPIDmm/min*軸快速點動速度32020JOG_VELOmm/min*軸正常點動速度36200AX_VELO_LIMITmm/min*軸速度限制

表3-27報警號范圍NC報警HMI報警/信息000000～009999一般報警100000～100999主系統(tǒng)010000～019999通道報警101000～101999診斷020000～029999坐標軸/主軸報警102000～102999維修030000～099999功能報警103000～103999機床060000～064999SIEMENS循環(huán)報警104000～104999參數(shù)065000～069999用戶循環(huán)報警105000～105999編程PLC報警/信息106000～106999存儲400000～499999一般報警107000～107999OEM700000～799999用戶范圍110000～110999保留——120000～120999保留第4章伺服數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維護2024/4/10137主軸速度誤差過大報警：主軸速度誤差過大報警的檢出，是反映實際檢測到的主軸電機速度與M03或M04中給定的速度指令值相差過大。這個報警也是FANUC系統(tǒng)常見的報警之一，主要引起原因是主軸速度反饋裝置或外圍負載的問題。如下圖所示為主軸電機速度反饋和分離編碼器聯(lián)接結構。請從速度檢測角度分析報警產(chǎn)生的原因及其解決方法。引例2024/4/10139第4章伺服數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維護4.1伺服系統(tǒng)概述

4.2主軸驅動系統(tǒng)的故障分析與維護

4.3進給伺服系統(tǒng)的故障分析與維護

4.4SIEMENS802D伺服驅動系統(tǒng)

4.5位置檢測系統(tǒng)的故障分析與維護4.6常用位置檢測元件

4.7檢測器件的常見故障及維修

4.8檢測器件常見故障維修實例分析

4.9檢測器件日常維護保養(yǎng)

數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是機床主體和數(shù)控裝置（CNC）的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機床的重要組成部分，是關鍵部件，故稱伺服系統(tǒng)為數(shù)控機床的三大組成部分之一。伺服系統(tǒng)包括伺服驅動、伺服控制、檢測及反饋等環(huán)節(jié)，它接受來自數(shù)控裝置（CNC系統(tǒng)）的指令信號，經(jīng)過放大和轉換，驅動機床執(zhí)行件跟隨指令脈沖運動，實現(xiàn)預期的運動，并保證動作的快速和準確。根據(jù)應用場合和對控制性能要求的不同，伺服系統(tǒng)具有多種不同的結構形式。按照系統(tǒng)的構造特點，大體上可以將其分為四種基本結構類型，即：開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、全閉環(huán)伺服系統(tǒng)和混合閉環(huán)伺服系統(tǒng)。4.1伺服系統(tǒng)概述2024/4/101401．開環(huán)伺服系統(tǒng)開環(huán)伺服系統(tǒng)是一種沒有位置反饋的位置控制系統(tǒng)。它的伺服機構按照指令裝置發(fā)出來的位置移動指令，驅動機械作相應的運動，但并不對機械的實際位移量或轉角進行檢測，從而也無法將其與指令值進行比較。它的位置控制精度只能靠伺服機構本身的傳動精度來保證。早期簡易型的數(shù)控機床的進給驅動位置伺服系統(tǒng)，常采用步進電動機為主要部件的開環(huán)位置伺服系統(tǒng)，結構如圖4.1所示。2024/4/101412．半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)與開環(huán)位置伺服系統(tǒng)不同，半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)是具有位置檢測和反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。它的位置檢測器與伺服電機同軸相連，可通過它直接測出電動機軸旋轉的角位移，進而推知當前執(zhí)行機械（如機床工作臺）的實際位置。由于位置檢測器不是直接裝在執(zhí)行機械上，位置閉環(huán)只能控制到電機軸為止，所以被稱為半閉環(huán)，它只能間接的檢知當前的位置信息，且難以隨時修正、消除因電動機軸后傳動鏈誤差引起的位置誤差。數(shù)控機床進給驅動最常用的半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)如圖4.2所示。2024/4/101423.全閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)全閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)典型構成方法如圖4.3所示。它將位置檢測器件直接安裝在機床工作臺上，從而可以獲取工作臺實際位置的精確信息，通過反饋閉環(huán)實現(xiàn)高精度的位置控制。從理論上說，這是一種最理想的位置伺服控制方案。但是，在實際的數(shù)控機床系統(tǒng)中卻極少采用全閉環(huán)結構方案。

2024/4/101434.混合閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)對有的執(zhí)行機械（如重型機床工作臺），位置伺服系統(tǒng)采用半閉環(huán)結構雖然容易整定，但很難補償其機械傳動部分引起的位置誤差，使位置控制精度不能達到要求的指標；采用全閉環(huán)結構系統(tǒng)又很難整定，系統(tǒng)閉環(huán)后因環(huán)內多種非線性因素誘發(fā)的振蕩很難消除。于是人們提出系統(tǒng)中同時存在半閉環(huán)和全閉環(huán)。如圖4.4所示。2024/4/101444.2主軸驅動系統(tǒng)的故障分析與維護

隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的主軸驅動已不能滿足要求。現(xiàn)代數(shù)控機床對主傳動提出了更高的要求：1.調速范圍；2.主軸的旋轉精度和運動精度；3.數(shù)控機床主軸的變速是依指令自動進行的，要求能在較寬的轉速范圍內進行無級調速，并減少中間傳遞環(huán)節(jié)，簡化主軸箱；

2024/4/101454.2.1數(shù)控機床對主軸驅動系統(tǒng)的要求4.要求主軸在整個范圍內均能提供切削所需功率，并盡可能在全速度范圍內提供主軸電動機的最大功率，即恒功率范圍要寬；5.要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加減速控制，即要求具有四象限驅動能力，并且加減速時間短；6.為滿足加工中心自動換刀以及某些加工工藝的需要，要求主軸具有高精度的準停控制；7.在車削中心上，還要求主軸具有旋轉進給軸（C軸）的控制功能。2024/4/10146為滿足數(shù)控機床對主軸驅動的要求，主軸電動機必須具備下述功能：①輸出功率大。②在整個調速范圍內速度穩(wěn)定，且恒功率范圍寬。③在斷續(xù)負載下電動機轉速波動小，過載能力強。④加速時間短。⑤電動機溫升低。⑥振動、噪聲小。⑦電動機可靠性高，壽命長，易維護。⑧體積小、質量輕。2024/4/101474.2.2主軸驅動裝置的特點1．直流主軸驅動裝置直流主軸電動機的結構與永磁式伺服電動機不同，要求能輸出大的功率，所以一般是他磁式。為縮小體積，改善冷卻效果，以免電動機過熱，常采用軸向強迫風冷或采用熱管冷卻技術。2．交流主軸驅動裝置①交流異步伺服系統(tǒng)②交流同步伺服系統(tǒng)2024/4/10148

當主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常有三種表現(xiàn)形式：CRT或操作面板上顯示報警內容或報警信息；在主軸驅動裝置上用報警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅動裝置的故障；主軸工作不正常，但無任何報警信息。主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：(1)過載(2)主軸不能轉動(3)主軸轉速異?；蜣D速不穩(wěn)定(4)主軸振動或噪聲太大(5)主軸加/減速時工作不正常2024/4/101494.2.3主軸伺服系統(tǒng)故障診斷

(6)外界干擾(7)主軸速度指令無效(8)主軸不能進行變速(9)主軸只能單向運行或主軸轉向不正確(10)螺紋加工出現(xiàn)“亂牙”故障(11)主軸定位點不穩(wěn)定或主軸不能定位2024/4/10150

模擬量控制的主軸驅動裝置常采用變頻器實現(xiàn)控制。數(shù)控車床主軸驅動以及普通機床的改造中多采用變頻器控制。作為主軸驅動裝置用的變頻器種類很多，下面以日立變頻器為例進行介紹。圖4.5所示為日立變頻器的實物圖。1．變頻器接線端子及連接2．SJ100變頻器面板操作3．變頻器常見功能參數(shù)2024/4/101514.2.4FANUC系統(tǒng)模擬量主軸驅動裝置與維護4．