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文件名称: 数控机床维修技术与典型实例.pdf

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详细说明：数控机床维修技术与典型实例pdf,数控机床维修技术与典型实例htp// ww shukongcn com数控中国论坛 33故障的综合分析与处理 331手动操作不能进行…………………………… …64 3.32手轮操作不能进行…… 333同步进给不能进行……… 334自动工作不能进行…………………………67 335主轴旋转不正常 33.6回参考点位置不正确……… 69 3.4电源模块的原理与维修… …71 第4章伺服驱动系统的维修……………73 4.16RA26系列直流伺服驱动……… …74 41.16RA26系列伺服驱动的结构与连接 174 4.1.2直流伺服驱动器的设定与调整…………16 41.3直流伺服驱动器的故障诊断与维修 ……7 4.14直流伺服电机的故障诊断与维修 80 4.1.5直流伺服驱动系统的综合调试 42610系列交流模拟伺服驱动· 42.1610系列伺服驱动器的结构与原理…………………84 42.2610系列伺服驱动器的连接………………87 423610系列伺服驱动器的设定与调整 42.4610系列伺服驱动的故障综合诊断与维修 94 4.3611A系列交流模拟伺服驱动…… 97 43.16l1A系列伺服驱动的结构与组成…………………97 动的连接…… 43.3611A伺服驱动的设定与调整…… 在a,,,,,,,,,,,·,, 4.34611A系列伺服驱动的故障综合诊断与维修……………107 第5章主轴驱动系统的维修…… …110 51650系列主轴驱动 …110 511650系列主轴驱动的原理与结构…………………… …110 51.2650系列主轴驱动的连接… …114 513650系列主轴驱动的设定与调整 118 514650主轴驱动故障诊断与维修…… …………122 52611A系列主轴驱动………………………………130 521611A系列主轴驱动的结构与连接……… …130 522611A系列主轴驱动的故障诊断与维修… …135 第6章810系统故障维修实例 139 61CNC故障维修实例……………………………139 611CNC不能正常工作的故障维修… …139 61.2手动、回参考点不正常的故障维修 …143 61.3软件引起的故障维修 6.14自动运行不正常的故障维修 151 htp// ww shukongcn com数控中国论坛 62伺服驱动故障维修实例………………154 6.2.1直流伺服驱动故障维修……………………………………………………154 62.2交流伺服驱动故障维修… 57 63主轴驱动系统故障维修实例… 63.1650主轴驱动故障维修 ,,,,,,,,,干, 162 632611A主轴驱动故障维修……………………………………………166 63.3主轴定位故障维修……………………… …………168 64机械部件故障维修实例… ……169 64.1进给系统故障维修…………… …169 642主轴系统故障维修 ………………172 643自动换刀故障维修……………………………173 下篇802系统维修技术与实例第7章 SIEMENS802SC系统维修技术 …176 71技术特点与基本结构连接 ……………………………176 711 SIEMENS802系列系统的技术特点与基本结构……… …176 7.12 SIEMENS802SC的基本结构与连接………… 180 72根据报警显示的故障维修……………………………88 721NCK报警的处理… ……18 722PLC报警处理…………… 7.2,3 SIEMENS802SC报警总览…… 200 73机床参数的设定与调整………………………28 第8章802D系统维修技术 ……1214 81技术特点与基本结构连接……… …214 8.1.1技术特点………………… …214 812基本结构与部件说明 ……………214 81.3系统的连接…… …………216 82CNC调整与设定………… ……220 821CNC的调试………… 20 822机床参数…………… …………1223 8.3根据报警显示的故障的维修……………223 83.1基本报警说明 … 230 83,2常见报警总览…………………… ……1234 833故障的综合分析与处理…………………………………………………………245 84无报警显示的故障的维修 47 841根据报警指示灯状态的故障维修 ………247 84.2根据IO信号状态的故障维修……………………… …248 第9章802步进驱动与交流模拟伺服驱动的维修… ………………250 91 STEPDRIVE C/C步进驱动 250 http://wshukongcn.com数控中国论坛 91,1 STEPDRIVE C/C步进驱动的结构与组成 250 91,2 STEPDRIVE C/C步进驱动的连接 …………253 913 STEPDRIVE C/C步进驱动的调整与维修……………………………26 9.2 Baseline系列交流伺服驱动 ……257 921 Baseline系列伺服驱动的结构与组成………………257 922 Baseline伺服驱动的连接 …260 9.23 Baseline伺服驱动的调整…… …265 92.4 Baseline系列伺服驱动的故障综合诊断与维修……………267 第10章6UUe交流数字伺服驱动的维修 269 10.161U/Ue系列驱动的结构与组成…… …269 10.1.161UUe驱动的结构与特点 …269 10.1261UUe系列驱动的基本组成 ,,+,果, 271 10.261Ue系列驱动器的连接 275 1021电源模块的连接… ………275 1022驱动模块的连接 277 10.3611U系列驱动的连接……… 284 104611UUe系列驱动的设定与调整………88 104161U/Ue系列驱动的设定与调整……288 104261UUe常用的设定与调整参数说明 ………291 104.3611U/Ue常用的设定与调整步骤 …293 10.4461UJUe驱动模块、电机、编码器代码… 293 1045利用 Simo comU软件的优化…… ………296 10.5611UUe系列驱动的故障诊断与维修 297 10.5161UUe驱动器的状态显示… …297 10.52611UUe驱动器常见故障的排除 …………… 298 10.5.3611U/Ue驱动器报警总览 ……………………299 第11章802系统故障维修实例…… …308 1.1802系统的基本调试步骤 308 1.11驱动器的设定与安装 ,,,着着,,, …308 111.2CNC的初始化 …,…309 11.1.3基本机床数据的设定………… 112802C/S系统故障维修实例……… …315 12.1开机常见故障维修…… …315 112.,2常见位置监控故障维修 …319 11.2.3常见设定调整故障维修…………322 l124主轴与换刀故障维修…… 325 1.2.5操作、编程类故障维修…………¨¨¨ …329 113802D系统故障维修实例… …31 113,1IO模块故障维修… …………………332 113.2干扰类故障维修…………………………… …33 量tt// ww shukongcn com数控中国论坛 1133操作、编程类故障维修 335 113.4驱动器故障维修… ……336 114机械部件故障维修实例 …37 114.1安装调整故障维修…………………………337 114.2部件干涉、损坏故障维修……………339 http://wshukongcn.com数控中国论坛第1章维修基础 11数控机床的基本概念 1.1.1数控技术与数控机床数控技术,简称数控( Numerical Control-NC)是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制,因此,也可以称为计算机数控( Computerized Numerical Control-CNO) 为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制,必须具备相应的硬件和软件。用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体称为数控系统(№ umerical Control System),数控系统的核心是数控装置( Numerical Controller)。采用数控技术进行控制的杋床,称为数控机床(NC机床)。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品,是现代制造技术的基础。机床控制也是数控技术应用最早、最广泛的领域,因此,数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。数控机床种类繁多,有钻铣镗类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加工类和其他特殊用途的专用数控机床等等,凡是采用了数控技术进行控制的机床统称NC机床。带有自动刀具交换装置( Automatic Tool Changer -ATO)的数控机床(带有回转刀架的数控车床除外)称为加工中心( Machine Center--MC)。它通过刀具的自动交换,可以一次装、夹完成多工序的加工,实现了工序的集中和工艺的复合。从而缩短了辅助加工时间,提高了机床的效率,减少了零件安装、定位次数,提高了加工精度。加工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。在加工中心的基础上,通过增加多工作台(托盘)自动交换装置( Auto Pallet Changer APC)以及其他相关装置而组成的加工单元称为柔性加工单元( Flexible Manufacturing Cell-- FMC)。FMC不仅实现了工序的集中和工艺的复合,而且通过工作台(托盘)的自动交换和较完善的自动检测、监控功能,可以进行一定时间的无人化加工,从而进一步提高了设备的加工效率。FMC既是柔性制造系统的基础,又可以作为独立的自动化加工设备使用,因此其发展速度较快。在FMC和加工中心的基础上,通过增加物流系统、工业机器人以及相关设备,并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理,这样的制造系统称为柔性制造系统( Flexible Manufacturing System--FMS)。FMS不仅可以进行长时间的无人化,而且可以实现多品种零件的全部加工或部件装配,实现了车间制造过程的自动化,它是一种高度自动化的先进制造系统。 htp// ww shukongcn com数控中国论坛随着科学技术的发展,为了适应市场需求多变的形势,对现代制造业来说,不仅需要发展车间制造过程的自动化,而且要实现从市场预测、生产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的全面自动化。将这些要求综合,构成的完整的生产制造系统,称为计算机集成制造系统( Computer Integrated Manufacturing System-CMS)。CⅠMS将一个工厂的生产、经营活动进行了有机的集成,实现了更高效益、更高柔性的智能化生产,是当今自动化制造技术发展的最高阶段。 1.1.2数控机床及其组成 1.数控系统的基本组成数控系统是所有数控设备的核心。数控系统的主要控制对象是坐标轴的位移(包括移动速度、方向、位置等),其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序。因此,作为数控系统的最基本组成应包括:程序的输入输出装置、数控装置、伺服驱动这三部分 (1)输入输出装置输入输出装置的作用是进行数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入输出。键盘和显示器是任何数控设备都必备的最基本输入/输出装置。此外,根据数控系统的不同,还可以配光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。作为外围设备,计算机是目前常用的输入输出装置之 (2)数控装置数控装置是数控系统的核心。它由输入输出接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成。数控装置的作用是将输入装置输入的数据,通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译运算和处理,并输出各种信息和指令,以控制机床的各部分进行规定的动作。在这些控制信息和指令中,最基本的是坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移量指令, 它经插补运算后生成,提供给伺服驱动,经驱动器放大,最终控制坐标轴的位移。它直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。此外,根据系统和设备的不同,在数控机床上,还可能有主轴的转速、转向和起、停指令,刀具的选择和交换指令,冷却、润滑装置的起、停指令,工件的松开、夹紧指令,工作台的分度等辅助指令。在基本的数控系统中,它们是通过接口,以信号的形式提供外部辅助控制装置,由辅助控制装置对以上信号进行必要的编译和逻辑运算,放大后驱动相应的执行元件,带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。 NC与CNC分别是数控( Numerical Control)与计算机数控( Computerized Numerical Control)的常用英文缩写。由于现代数控都采用了计算机控制,因此,可以认为NC和CNC 的含义完全等同。在工程应用上,使用场合的不同,NC(CNC)通常有三种不同的含义:在广义上代表一种控制技术——数控技术;在狭义上代表一种控制系统的实体—数控系统; 此外,还可以代表一种具体的控制装置——数控装置。 (3)伺服驱动伺服驱动通常由伺服放大器(也称驱动器、伺服单元)和执行机构等部分组成。在数控机床上,目前一般都采用交流伺服电动机作为执行机构;在先进的高速加工机床上,已经开始使用直线电机。另外,在20世纪80年代以前生产的数控机床上,也有采用直流伺服电机的情况:对于简易数控机床,步进电机也可以作为执行元件。伺服放大器的形式决定于执行 htt// vr shukongcn cam数控中国论坛元件,它必须与驱动电机配套使用 SV是伺服驱动( Servo drive,简称伺服)的常用英文缩写。按日本Js标准规定的术语, 它是“以物体的位置、方向、状态等作为控制量,追踪目标值的任意变化的控制机构”。简言之,它是一种能够自动跟随目标位置等物理量的控制装置。在数控机床上,伺服驱动的作用主要有两个方面:一是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行;二是使坐标轴按照数控装置给定的位置定位。伺服驱动的控制对象通常是机床坐标轴的位移和速度;执行机构是伺服电机或步进电机;对输入指令信号进行控制和功率放大的部分常称为伺服放大器(也称驱动器、放大器、伺服单元等),它是伺服驱动的核心。伺服驱动不仅可以和数控装置配套使用,还可以单独作为一个位置(速度)随动系统使用,故也常称为伺服系统。在早期的数控系统上,位置控制部分一般与CNC制作成一体, 伺服驱动只进行速度控制,因此,伺服驱动又常被称为速度控制单元。 (4)其他随着数控技术的发展和机床性能水平的提高,为了满足不同机床的控制要求,常用的、较为先进的数控系统,一般都带有内部可编程控制器作为机床的辅助控制装置。可编程序控制器( Programmable Controller)英文缩写为PC。随着个人计算机的日益普及,为了避免和个人计算机(也称PC机)混淆,在数控机床上,一般都将可编程序控制器称为可编程序逻辑控制器( Programmable Logic Controller-PLC)或可编程序机床控制器 ( Programmable Machine Controller-PMC),因此,在数控机床上PC、PLC、PMC具有完全相同的含义。 PLC具有响应快,性能可靠,使用方便,编程和调试容易等特点,并可直接驱动部分机床电器,因此,被广泛用来作为数控设备的辅助控制装置。目前,大多数数控系统都带有内部PLC,用于处理数控机床的辅助指令,从而大大简化了机床的辅助控制装置。此外,在很多场合,通过PLC的轴控制模块、定位模块等特殊功能模块,还可以直接利用PLC,实现点位控制、直线控制以及简单的轮廓控制,组成数控专用机床或数控生产线。此外,在金属切削机床上,主轴驱动装置也可以成为数控系统的一个部分;在闭环数控机床上,测量检测装置也是数控系统必不可少的。对于先进的数控系统,有时甚至采用计算机作为系统的人机界面和数据的管理、输入输出设备,从而使数控系统的功能更强、性能更完善总之,数控系统的组成决定于控制系统的性能和设备的具体控制要求,其配置和组成具有很大的区别,除加工程序的输入输出装置、数控装置、伺服驱动这三个最基本的组成部分外,还可能有更多的控制装置。 2.数控机床的基本组成数控机床是最典型的数控设备。为了了解数控机床的基本组成,首先需要分析数控机床加工零件的工作过程。在数控机床上,为了进行零件的加工,可以按如下步骤进行: ①根据被加工零件的图样与工艺方案,用规定的代码和程序格式,将刀具的移动轨迹、加工工艺过程、工艺参数、切削用量等编写成数控系统能够识别的指令形式,即编写加工程序 ②将所编写的加工程序输入数控装置。 ③数控装置对输入的程序(代码)进行译码、运算处理,并向各坐标轴的伺服驱动装 htp// ww shukongcn com数控中国论坛置和辅助机能控制装置发出相应的控制信号,以控制机床各部件的运动。 ④在运动过程中,数控系统需要随时检测机床的坐标轴位置、行程开关的状态等,并与程序的要求相比较,以决定下一步动作,直到加工出合格的零件。 ⑤操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态进行观察、检查,必要时还需要对机床动作和加工程序进行调整,以保证机床安全、可靠地运行。由此可知,作为数控机床的基本组成,它应包括:输入输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体等部分,如图1-1.1所示。输入辅助控制装置加工程序输出装置数控装置机床本体伺服驱动反馈装置图1-1.1数控机床的组成反馈装置是闭环(半闭环)数控机床的检测环节,其作用是检测数控机床坐标轴的实际位置和移动速度,并反馈到数控装置或伺服驱动中,构成闭环调节系统。检测装置的安装、检测信号反馈的位置,决定于数控系统的结构型式,伺服电机内装式脉冲编码器、测速机以及直线光栅都是NC机床常用的检测器件。由于先进的伺服都采用了数字式伺服驱动技术(称为数字伺服),伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接,反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接,并通过总线传送到数控装置的。只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动(称为模拟伺服)时,反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。辅助控制装置的主要作用是根据数控装置输出主轴的转速、转向和启停指令,刀具的选择和交换指令,冷却、润滑装置的启停指令,工件和机床部件的松开、夹紧工作台转位等辅助指令所提供的信号,以及机床上检测开关的状态等信号,将其进行必要的编译、逻辑运算和放大后驱动相应的执行元件,带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。它通常由PLC和强电控制回路构成,PLC在结构上可以与CNC一体化(内置式的PLC), 也可以是相对独立(外置式的PLC)的。机床本体与传统的机床基本相同,也是由主传动系统、进给传动系统、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等部分组成。但为了满足数控的要求, 充分发挥机床性能,它在总体布局、外观造型、传动系统结构、刀具系统以及操作性能方面都已发生了很大的变化。 12数控机床维修的基本要求数控机床是一种综合应用了计算机、自动控制、精密测量和机床设计等先进技术的典型

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