数控机床故障诊断与维修实验报告（DOC）

数控机床故障诊断与维修#实验#（DOC） 《数控机床故障诊断与维修》实训报告 专 业: 班 级: 姓 名: 指 导 老 师: 1 实验二 实验名称: 数控系统的参考点 数控机床交流伺服驱动系统 实训目的: 1. 了解熟悉数控铣床工作台电气连接框图，及其回零的原理、条件、功能、部 位、过程及其连接关系 2.了解熟悉数控机床交流伺服驱动系统 3.了解机床回零的主要故障与主要分析 4.培养学生阅读技术资料能力、概括总结能力、勾画系统框图的能力 实训设备: 1(数控系统综合实验台 2(万用表一个 3(工具一套 2 实训记录 回参考点的目的 回参考点是数控机床的重要功能之一，能否正确地返回参考点，将会影响到零件的加工质量数控机床在接通电源后要做回参考点的操作，这是因为在机床断电后，就失去了对各坐标位置的记忆，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。所以在接通电源后，必须让各坐标轴回到机床一固定点上，这一固定点就是机床坐标系的原点或零点，也称机床参考点往往是由机床厂家在设计机床时就确定的，但这仅仅是机械意义上的。使机床回到这一固定的操作称回参考点或回零操作。在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标系也就确定了。 回 参考点的原理 按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种。一种为栅装 格法，另一种为磁开关法。数控机床多采用栅格法产生检测元件的回参考点信号。 栅格法中，按照检测元件测量方式的不同可以分为以绝对脉冲编码器方式回参考点和以增量脉冲编码器方式回参考点。在使用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，调试订 机床时第一次开机，通过参数设置配合机床回参考点操作调整到合适的参考点，只要绝对脉冲编码器的后备电池有效，此后每次开机，不必进行回参考点操作。在使用增量脉冲编码器线 的系统中，回参考点有两种模式:一种为开机后在参考点回零模式下各轴手动回原点，每一次开机后都要进行手动回原点操作。另一种为采用存储器模式，第一次开机手动回原点，以后均可用G代码指令回原点。 图2-3中采用FUNUC-0i系统数控铣 床为例，下面简要给出增量栅格法 返回参考点的原理和过程:(采用 方式二回参考点) 在图2-3中，快速进给速度参数、慢 速进给速度参数、加减速时间常数、 栅格偏移量等参数分别由数控系统 的相应参数设定。机床返回参考点 的操作步骤为: (1)将方式开关拔到“回参考点”档， 选择返回参考点的轴， 图2-3 增量栅格法返回参考点原理 按下该轴点动按钮，该轴以快速移 3 动速度(v)移向参考点。 1 (2)当与工作台一起运动的减速撞块压下减速开关触点时，减速信号由通(0N)转为断(OFF)状态，工作台进给会减速，按参数设定的慢速进给速度(v)继续移动。减速可削弱运动部件2 的移动惯量，使零点停留位置准确。 (3)栅格法是采用脉冲编码器上每转出现一次的栅格信号(又称一转信号PCZ)来确定参考点，当减速撞块释放减速开关，触点状态由断转为通后，数控系统将等待编码器上的第一个栅格信号的出现。该信号一出现，工作台运动就立即停止， 同时数控系统发出参考点返回完成信号，参考点灯亮，表明机床回该轴参考点成功。有的数控机床在减速信号由通(ON)转为断(OFF)后，减速向前继续运动，当又脱开开关后，轴的运动方向与机床会向相反的进给方向运动， 直到数控系统接受到第一个零点脉冲，轴停止运动。同时数控系统发出参考点返回完成信号，参考点灯亮，表明机床回该轴参考点成功。 回 参考点的方式 回参考点的方式将因数控系统的类型和机床生产厂家而异。一台FUNUC Oi系统数控铣床是采用增量栅格法来确定机床的参考点的。采用这种增量式检测装置的数控机床一般有以下四种回参考点的方式。 方 式 一 零脉冲方式 回参考点时,轴先以速度v向参考点快速移动,碰到参考点开关后,在减速信号的控制1 下,减速到速度v并继续前移，脱开挡块后，再找零标志。当轴到达测量系统零标志发出栅2 格信号时,速度即制动到零，然后再以v速度前移参考点偏移量而停止于参考点。如(图4-16) 2 4 方 式 二 “+-”方式 回参考点时，轴先以速度v快速向参考点移动，碰到参考点开关后速度制动到零，然1 后反向以速度v慢速移动，到达测量系统零标志产生栅格信号时，速度制动到零，再前移参2 考点偏移量而停止于参考点。如(图4-17) 装 方 式 三 “+-+”方式 回参考点时,轴先以速度v向参考点快速移动,碰到参考点开关后制动到零,再反向微1 订动直至脱离参考点开关，然后又沿原方向微动撞上参考点开关，并且以速度v慢速前移，到 2 达测量系统零标志产生栅格信号时,速度制动到零，再前移参考点偏移量。如(图4-18) 线 装 订 数控机床交流伺服驱动系统 线交流伺服驱动系统常见结构形式 伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号的反馈形式上，以带编码器的伺服电机为例， 常见的有以下几种结构形式。 1(转速反馈信号(与位置反馈信号处理分离) 2(位置处理和速度处理均在数控系统中完成 5 3(检测元件提供双重反馈信号 4(数字式伺服系统 交流伺服驱动原理 1(交流模拟伺服驱动原理 (1)正弦波与SPWM波形 (2)产生SPWM波形的原理 (3)SPWM变频器的主电路 6 交流进给伺服原理原理及接线图 IPM 三相220V 三相PMSM + 220V PG 单相开关电保护电路 驱动 单相220V 220V 源 光显示、按键 26LS耦 编码器 EPRO6 32 输入接口 MM FPGA DSP AD78 (ADSP21888 X25116C51) 光光光26LS 63 电平变50 5 8 耦 耦 耦 2 31 换 模拟接口 编码器 输出 输入 RS232串行接脉冲接口 输出信号 口 X轴伺服模块+T-SDMX Panasonic-XTCNA2AC SERVO DRIVE3X1mm BKR1L1SCN I/F2L2T+KA103L3+M-MX2K27K282X1mm BK100220A29SRV-ON4rAC SERVO MOTOR9CCWL220B1005t 松下伺服电机8CWL2 1.5米Rvv 4X1mm +E-WEPOX1(红)UXUX3PULS+6CP+U4PULS-CP-2(白或黄)VXMSVX5SIGN+PG7DIR+V3~6SIGN-DIR-3(黑)WXWX21OA+8A+W22OA-A-PE4(绿/黄)948OB+B+PE49OB-B-OZ+23Z+Z-24OZ-GND13,25GNDXS30数控装置CN SIGRvvp12X0.2 1.5米+E-WEPGXXS30接口24V红A7A7COM+粉红/A/A8X2035SRV-RDY+绿 BB9X21ALM+37蓝/B/B10GND黄Z17Z11橙10012/Z/Z41COM-RX17浅蓝RXSRV-RDY-34RX18紫RX+5V436ALM-白+5V0V2黑0VFGFG20 交流进给伺服驱动器主回路接线 7 五、实训总结 8 备注: 实训建议 评语 指导教师签名: 年 月 日 1、此表表头必须按此制作。 2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所 列内容仅供参考。该栏可以根据需要加页。 9