數(shù)控機床安裝調(diào)試與維修技術(shù)項目

1、訓(xùn)練樣題浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、 設(shè)備及工藝過程描述 本裝置由fanuc 0I-MATE-TC數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服模塊、變頻調(diào)速模塊、冷卻控制模塊、刀架控制模塊、變壓器、網(wǎng)孔板、其它輔助功能模塊等組成，機械裝置包括十字滑臺。工作目標(biāo)是：在規(guī)定時間內(nèi)，根據(jù)任務(wù)書的要求，以現(xiàn)場操作的方式，完成數(shù)控車床的電氣設(shè)計、電路連接、十字滑臺的機械裝配、參數(shù)設(shè)置及機電系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、PLC的調(diào)試、數(shù)控功能調(diào)試。二、 需要完成的工作任務(wù)1.電路設(shè)計、設(shè)備安裝和電路連接(1)根據(jù)任務(wù)書要求，設(shè)計一臺數(shù)控車床的電氣控制電路。(2)根據(jù)器件安裝布局圖，完成本裝置變頻器、伺服驅(qū)動器、電器元件等的安裝工作，安裝在裝置背面的網(wǎng)孔板

2、上。(3)根據(jù)提供的電路圖和由學(xué)生自行設(shè)計的電路圖，按照給定的I/O分配表及接口說明，連接伺服驅(qū)動模塊、變頻調(diào)速模塊、刀架控制模塊、冷卻控制模塊等電路。2.按照機械裝配工藝，完成十字滑臺的機械裝配和調(diào)試。3.參數(shù)設(shè)置、PLC的調(diào)試(1)根據(jù)現(xiàn)場提供的數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、驅(qū)動器等技術(shù)手冊，查找并確定需要設(shè)定的數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)、變頻器參數(shù)、伺服驅(qū)動器參數(shù)，記錄于附錄的參數(shù)設(shè)置表中。(2)按照參數(shù)設(shè)置表中的參數(shù)，完成數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、驅(qū)動器模塊參數(shù)設(shè)置。(3)訓(xùn)練裝置配備基本的PLC程序，根據(jù)任務(wù)書的的功能要求及系統(tǒng)的故障診斷，編寫調(diào)試PLC程序、調(diào)整參數(shù)設(shè)置并完成數(shù)控車床的調(diào)試。(4)調(diào)試完成后，備份數(shù)

3、據(jù)。4.編制數(shù)控功能測試程序。三、 具體的工作要求任務(wù)1：電路設(shè)計根據(jù)數(shù)控車床功能和端子排接口定義（表1、表2、表3）及I/O定義（表4），完成數(shù)控車床主軸與刀架電路設(shè)計，分別繪制于附錄的專用頁中。并修改原有圖紙的錯誤。表1端子排（一）接口定義序號名稱定義序號名稱定義1U51控制變壓器TC2輸出25QD啟動按鈕NO觸點2W51控制變壓器TC2輸出26QD啟動按鈕NO觸點3TZ停止按鈕NC觸點27U11伺服變壓器TC1輸出4TZ停止按鈕NC觸點28V11伺服變壓器TC1輸出5U10伺服變壓器TC1輸入29W11伺服變壓器TC1輸出6V10伺服變壓器TC1輸入30U12X軸驅(qū)動器電源7W10伺服變

4、壓器TC1輸入31V12X軸驅(qū)動器電源8U50控制變壓器TC2輸入32W12X軸驅(qū)動器電源9W50控制變壓器TC2輸入33U12Z軸驅(qū)動器電源1024V刀架霍爾開關(guān)電源+34V12Z軸驅(qū)動器電源110V刀架霍爾開關(guān)電源-35W12Z軸驅(qū)動器電源12P24數(shù)控系統(tǒng)電源+36U22主軸電機13M0數(shù)控系統(tǒng)電源-37V22主軸電機1424V開關(guān)電源DC24V38W22主軸電機150V開關(guān)電源0V39U31刀架電機16T1刀架刀位140V31刀架電機17T2刀架刀位241W31刀架電機18T3刀架刀位342U41冷卻電機19T4刀架刀位443V41冷卻電機2024V開關(guān)電源DC24V44W41冷卻電機

5、210V開關(guān)電源0V45QDL啟動按鈕燈(DC42V)2224V開關(guān)電源DC24V46QDL啟動按鈕燈(DC42V)230V開關(guān)電源0V47TZL停止按鈕燈(DC42V)2424V3X軸CX29的NO端48TZL停止按鈕燈(DC42V)表2端子排（二）接口定義序號名稱定義序號名稱定義1Vout主軸模擬量輸出電壓130VZ正限位傳感器電源-2GND主軸模擬量輸出地14ZL+Z正限位傳感器輸出324VZ參考點傳感器電源+1524VX正限位傳感器電源+40VZ參考點傳感器電源-160VX正限位傳感器電源-5Z0Z參考點傳感器輸出17XL+X正限位傳感器輸出624VZ負(fù)限位傳感器電源+1824VX參考

6、點傳感器電源+70VZ負(fù)限位傳感器電源-190VX參考點傳感器電源-8ZL-Z負(fù)限位傳感器輸出20X0X參考點傳感器輸出9YL三色燈（黃）電源2124VX負(fù)限位傳感器電源+10GL三色燈（綠）電源220VX負(fù)限位傳感器電源-11RL三色燈（紅）電源23XL-X負(fù)限位傳感器輸出120V三色燈公共端2424VZ正限位傳感器電源+表3 繼電器模組接口定義：序號名稱定義序號名稱定義11NO-207NC21NCX負(fù)限位217C開關(guān)電源24V31C開關(guān)電源24V228NO刀位242NO-238NC52NCZ參考點248C開關(guān)電源24V62C開關(guān)電源24V259NO刀位373NO-269NC83NCX正限位

7、279C開關(guān)電源24V93C開關(guān)電源24V2810NO-104NO-2910NC刀位4114NCZ負(fù)限位3010C開關(guān)電源24V124C開關(guān)電源24V31+24V開關(guān)電源24V135NO-32A1X正限位傳感器輸入145NCX參考點33A2X參考點傳感器輸入155C開關(guān)電源24V34A3X負(fù)限位傳感器輸入166NO-35A4Z正限位傳感器輸入176NCZ正限位36A5Z參考點傳感器輸入186C開關(guān)電源24V37A6Z負(fù)限位傳感器輸入197NO刀位1表4I/O接口定義：序號名稱功能定義序號名稱功能定義1X8.0X正限位21Y8.4三色燈-黃2X8.1Z正限位22Y8.5三色燈-綠3X參考點23Y

8、8.6三色燈-紅4Z參考點24X軸原點燈（面板）5X負(fù)限位 25Z軸原點燈（面板）6Z負(fù)限位 26刀架正轉(zhuǎn)7過載信號27Y9.4刀架反轉(zhuǎn)8急停報警28Y9.5照明9X10.2刀位12910X10.3刀位23011X10.0刀位33112X10.1刀位43213冷卻電機過載3314冷卻液低于下限3415潤滑電機過載3516潤滑液低于下限3617Y8.0主軸正轉(zhuǎn)3718Y8.1主軸反轉(zhuǎn)3819Y8.2冷卻3920Y8.3潤滑40根據(jù)提供的數(shù)控車床器件安裝布局圖（圖1），將變頻器、伺服驅(qū)動器、交流接觸器、繼電器、斷路器等電氣部件安裝在裝置背面的網(wǎng)孔板上。圖1 器件安裝布局圖任務(wù)3：電路連接根據(jù)提供的

9、電路圖和由學(xué)生自行設(shè)計的電路圖，按照給定的I/O分配表及接口說明（表1、表2、表3、表4），連接伺服驅(qū)動模塊、變頻調(diào)速模塊、刀架控制模塊、冷卻控制模塊等電路。具體工作任務(wù)如下：(1)根據(jù)附錄1中的電氣原理圖（圖號SW-01）和端子排接口定義（表1、表3），連接數(shù)控車床開關(guān)電源供電部分的控制電路（啟動、停止）和主電路。(2)根據(jù)附錄1中的電氣原理圖（圖號SW-03）和端子排接口定義（表1、表2、表3、表4）,連接X、Z軸伺服驅(qū)動控制電路和主電路。(3)根據(jù)附錄1中的自行設(shè)計的電氣原理圖和端子排接口定義（表1、表2、表3、表4）,連接變頻器控制電路和主電路，其中主軸編碼器電纜直接連接到數(shù)控系統(tǒng)接口

10、。(4)根據(jù)附錄1中的電氣原理圖自行設(shè)計的限位、回零及急?？刂圃韴D和端子排接口定義（表1、表2、表3、表4），連接限位、參考點、急?？刂齐娐?。(5)根據(jù)附錄1中的電氣原理圖（圖號SW-06）和端子排接口定義（表1、表2、表3、表4），連接三色燈電路、電子手輪電路。(6)根據(jù)附錄1中的自行設(shè)計的電氣控制原理圖和端子排接口定義（表1、表2、表3、表4），連接電動刀架主電路和控制電路。(7)根據(jù)附錄1中的電氣原理圖（圖號SW-08）和端子排接口定義（表1、表2、表3、表4），連接冷卻電機主電路和控制電路。任務(wù)4：十字滑臺的安裝與調(diào)試根據(jù)提供的電機、聯(lián)軸器、電機支座、軸承支座、直線導(dǎo)軌、滑塊、等高塊

11、、滾珠絲杠、螺母、螺母支座、軸承、運動平臺等，其中滾珠絲杠、軸承已裝成組件，要求學(xué)生根據(jù)安裝裝配工藝要求和提供的零部件進一步自行完成十字滑臺的裝配。底座已經(jīng)安放型材桌面上，圖2是裝配完成后的效果圖。注：裝配要求導(dǎo)軌、滾珠絲杠平行度誤差小于3絲；十字滑臺兩根滾珠絲杠垂直度誤差小于3絲；工作臺面的平面度誤差小于5絲。圖2任務(wù)5：參數(shù)設(shè)置、PLC的調(diào)試(1)將需要設(shè)定變頻器的參數(shù)記錄于附錄4的表格中。(2)將需要設(shè)定伺服驅(qū)動器的參數(shù)記錄于附錄5的表格中。(3)將需要設(shè)定的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)記錄于附錄6的表格中。(4)將需要設(shè)定的數(shù)控系統(tǒng)X和Z軸參數(shù)記錄于附錄7表格中，要求最大軸速度3500mm/min

12、，點動速度3000mm/min，點動快速速度3500 mm/min。(5)將需要設(shè)定的數(shù)控系統(tǒng)主軸參數(shù)記錄于附錄9的表格中，要求點動速度500rpm，最大轉(zhuǎn)速1400rpm。5.2功能參數(shù)設(shè)置，根據(jù)參數(shù)表設(shè)置數(shù)控系統(tǒng)變頻器、伺服驅(qū)動器的參數(shù)。5.3數(shù)控車床PLC程序編制與調(diào)試（在提供的基本程序上修改）(1)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)指標(biāo)修改PLC程序。(2)編寫主軸控制程序。(3)編寫冷卻控制程序(4)將編寫好的PLC程序傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)，并完成PLC程序的調(diào)試。任務(wù)6：數(shù)控功能測試與編制數(shù)控功能測試程序(1) 在手動（JOG）模式下按主軸正轉(zhuǎn)鍵，主軸以500rpm的速度按順時針方向旋轉(zhuǎn)（從正面看）；按主軸反

13、轉(zhuǎn)鍵，主軸以500rpm的速度按逆時針方向旋轉(zhuǎn)（從正面看）；按主軸停止鍵，主軸停止。(2) 在手動輸入（MDA）模式下，運行M03S*，主軸以指令速度正轉(zhuǎn)運行，運行M04S*，主軸以指令速度反轉(zhuǎn)運行，運行M05，主軸停止。(3) 調(diào)整主軸編碼器反饋速度在500-700轉(zhuǎn)速段與主軸指令速度匹配。(1)在手動（JOG）模式下，按一下?lián)Q刀控制按鍵，電動刀架正轉(zhuǎn)到下個刀位，然后反轉(zhuǎn)鎖緊。(2)在手動輸入（MDA）模式下，輸入T0*,電動刀架換刀到指定刀位（4個刀位）。(1)在手動（JOG）模式下，按一下冷卻系統(tǒng)功能按鍵，冷卻系統(tǒng)啟動，再次按一下，冷卻系統(tǒng)停止。(2)在手動輸入（MDA）模式下，運行M0

14、9，冷卻系統(tǒng)啟動，運行M08，冷卻系統(tǒng)停止。(1) 在參考點（REF）模式下，利用減速開關(guān)， X、Z軸沿正方向回參考點，該軸顯示參考點標(biāo)志，同時坐標(biāo)值清零。(2) 在手動（JOG）模式下，按X或Z軸方向鍵，車床X或Z軸以3000mm/min的進給速度移動。(3) 在手動（JOG）模式下，同時按X或Z方向鍵和快速疊加鍵，車床X或Z軸以3500mm/min的進給速度快速移動。(4) 在手動（JOG）模式下，移動X、Z軸到極限位置，系統(tǒng)出現(xiàn)對應(yīng)的硬限位報警。(5) 根據(jù)硬限位位置進行軟限位參數(shù)調(diào)試，要求軟限位提前硬限位5mm觸發(fā)。(6) 手輪功能調(diào)試：順時針轉(zhuǎn)動手輪，進給軸沿正方向移動；逆時針轉(zhuǎn)動手

15、輪，進給軸沿負(fù)方向移動。(7) 絲杠螺距、傳送比、反向間隙補償?shù)葏?shù)調(diào)試。6.5 完成PLC程序、試車數(shù)據(jù)備份。6.6 編制數(shù)控功能測試程序。根據(jù)零件圖（圖3）及假定的工藝條件，要求學(xué)生自行編制數(shù)控功能測試程序，并自動運行程序，通過十字滑臺、主軸電機、冷卻電機的動作過程，測試整機功能。要求進給切削時開啟冷卻功能。假定工藝條件：工件材質(zhì)為45#鋼，毛坯為直徑55mm，長100mm的棒料；刀具選用（假定各刀具刀偏為零）：1號端面刀加工工件端面，2號端面外圓刀粗加工工件輪廓，3號端面外圓刀精加工工件輪廓，4號外圓螺紋刀加工螺距為mm的單頭螺紋。圖3四、 注意事項1進行電氣接線時，注意交流接觸器及繼電

16、器線圈端子的定義，不要接錯，否則極易燒壞器件。2學(xué)生應(yīng)在試卷指定頁內(nèi)完成數(shù)控車床電路設(shè)計圖；并在指定頁記錄數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、伺服驅(qū)動器的參數(shù)。3學(xué)生提交最終的PLC程序和系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)，存放在“D:2009數(shù)控機床維修XX”文件夾下(XX:工位號)。學(xué)生的試卷用工位號標(biāo)識，不得寫上姓名或與身份有關(guān)的信息（訓(xùn)練時每組發(fā)放兩套試題，學(xué)生將所有答案集中寫在其中一套上并在試卷的封面標(biāo)明“答卷”，兩套試題一并收回）。4訓(xùn)練中如出現(xiàn)下列情況時另行扣分：（1）調(diào)試過程中，由于撞擊造成十字滑臺不能正常工作的扣15分。（2）學(xué)生認(rèn)定器件有故障可提出更換，經(jīng)教師測定器件完好時每次扣3分，器件確實損壞酌情補時。5.由于錯誤接線等原因造成數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服電機及驅(qū)動器、變頻器、變壓器、主軸電機、電動刀架、冷卻電機、直流電源損壞的，直接取消訓(xùn)練資格。附錄1：電氣控制原理圖附錄4：變頻器主要參數(shù)設(shè)置記錄表序號參數(shù)號設(shè)定值序號參數(shù)號設(shè)定值128229330431532633734835936103711381239134014411542164317441845194620472148224923502451255226532754附錄5：交流伺服驅(qū)動器主要參數(shù)設(shè)置記錄表序