1-1系統(tǒng)不能正常工作故障診斷與維修

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.第2章 學習情境一系統(tǒng)不能工作故障診斷與維修21 數(shù)控系統(tǒng)概述2.1.11 數(shù)控系系統(tǒng)的基基本概念念數(shù)字控制（NNumeericcal Conntrool）技技術(shù)，簡簡稱數(shù)控控（NCC）技術(shù)術(shù)，是近近代發(fā)展展起來的的用數(shù)字字化信息息進行控控制的一一種自動動控制技技術(shù)。其其控制對對象可以以是各種種生產(chǎn)過過程，控控制參數(shù)數(shù)主要有有位移、速速度、溫溫度、流流量等。采用數(shù)控技技術(shù)的系系統(tǒng)稱為為數(shù)控系系統(tǒng)。根根據(jù)不同同的被控控制對象象，有各各種各樣樣的數(shù)控控系統(tǒng)。目目

2、前應(yīng)用用最廣泛泛的是機機械加工工行業(yè)中中各種機機床數(shù)控控系統(tǒng)。裝裝備了數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的機床床稱為數(shù)數(shù)控機床床，如數(shù)數(shù)控車床床、數(shù)控控銑床、數(shù)數(shù)控線切切割機床床、數(shù)控控加工中中心等。數(shù)字控制技技術(shù)的發(fā)發(fā)展是隨隨著數(shù)字字電子技技術(shù)的發(fā)發(fā)展而發(fā)發(fā)展起來來的。數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的硬件件基礎(chǔ)是是數(shù)字邏邏輯電路路，最初初的數(shù)控控系統(tǒng)是是由固定定的數(shù)字字邏輯電電路組成成的專用用硬件數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)，簡稱稱NC系系統(tǒng)。它它的柔性性差、功功能單一一，且成成本高，發(fā)發(fā)生故障障時維修修工作量量大，從從而限制制了它的的推廣和和應(yīng)用。隨隨著微電電子計算算機技術(shù)術(shù)的飛速速發(fā)展，出出現(xiàn)了采采用計算算機或微微型計算算機的數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)，由

3、硬硬件和軟軟件共同同完成數(shù)數(shù)控任務(wù)務(wù)，稱之之為計算算機數(shù)控控系統(tǒng)（CCompputeer NNumeericcal Conntrool），簡簡稱CNNC系統(tǒng)統(tǒng)。它具具有柔性性好、功功能強、可可靠性高高、易于于實現(xiàn)機機電一體體化，且且性價比比高等優(yōu)優(yōu)點。現(xiàn)現(xiàn)代數(shù)控控系統(tǒng)差差不多均均為計算算機數(shù)控控系統(tǒng)。由由此可知知，現(xiàn)代代數(shù)控設(shè)設(shè)備是集集微電子子技術(shù)、計計算機技技術(shù)、自自動控制制技術(shù)、精精密測量量技術(shù)和和機械傳傳動技術(shù)術(shù)為一體體的高度度智能化化的產(chǎn)品品。它使使得傳統(tǒng)統(tǒng)的制造造業(yè)發(fā)生生了質(zhì)的的變化，從從而實現(xiàn)現(xiàn)了加工工過程的的自動化化。2.1.22 數(shù)控系系統(tǒng)的組組成數(shù)控系統(tǒng)一一般由輸輸入/輸輸出

4、設(shè)備備、數(shù)控控裝置、主主軸和進進給驅(qū)動動控制裝裝置及可可編程序序控制器器組成，如如圖21所示示：圖21 數(shù)控系系統(tǒng)的組組成數(shù)控機床是是嚴格按按照外部部輸入的的加工程程序?qū)蛹庸みM行行加工的的。數(shù)控控加工程程序按零零件加工工順序記記載機床床加工所所需的各各種信息息，有零零件加工工的軌跡跡信息（如如幾何形形狀、幾幾何尺寸寸等）、工工藝信息息（如進進給速度度、主軸軸轉(zhuǎn)速等等）及開開關(guān)命令令（如換換刀、主主軸啟動動/停止止、冷卻卻液開/關(guān)等）數(shù)控裝置是是數(shù)控系系統(tǒng)的核核心。它它的主要要功能是是正確的的識別和和解釋數(shù)數(shù)控程序序，對分分析結(jié)果果進行各各種數(shù)據(jù)據(jù)計算和和邏輯判判斷處理理，完成成各種輸輸入、輸

5、輸出任務(wù)務(wù)。其形形式可以以是由數(shù)數(shù)字邏輯輯電路構(gòu)構(gòu)成的專專用硬件件數(shù)控裝裝置NCC，也可可以是計計算機數(shù)數(shù)控裝置置（CNNC）.其數(shù)控控功能由由硬件和和軟件共共同完成成。輸入/輸出出設(shè)備主主要用于于程序的的編制、存存儲、打打印、顯顯示等，常常用的輸輸入/輸輸出設(shè)備備還帶有有紙帶閱閱讀機、紙紙帶穿孔孔機或者者盒式磁磁帶錄音音機等，高高級的輸輸入/輸輸出設(shè)備備還包括括自動編編程機、CCAD/CAMM系統(tǒng)或或上位機機等。主軸和進給給驅(qū)動控控制裝置置位于數(shù)數(shù)控裝置置和機床床之間。主主軸驅(qū)動動裝置控控制主軸軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動，主主要由速速度控制制單元、主主軸電動動機組成成。而進進給驅(qū)動動裝置控控制機床床各坐

6、標標軸的切切削進給給運動，主主要由位位置控制制單元、速速度控制制單元、進進給電動動機和測測量反饋饋單元組組成。可編程序控控制器也也位于數(shù)數(shù)控裝置置和機床床之間，它它和數(shù)控控裝置交交換控制制命令，主主要完成成機床主主軸的起起停、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速選擇擇、方向向控制、換換刀、冷冷卻液開開停、液液壓、氣氣動、潤潤滑系統(tǒng)統(tǒng)控制功功能及其其他機床床輔助功功能。其其形式有有內(nèi)裝型型和獨立立型。內(nèi)內(nèi)裝型PPLC從從屬于CCNC裝裝置，實實際上是是CNCC裝置帶帶有的PPLC功功能。而而獨立型型PLCC獨立于于CNCC裝置，能能獨立完完成規(guī)定定的控制制任務(wù)，是是通用型型PLCC。2.1.33 機床數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的工作作過程

7、數(shù)控系統(tǒng)的的工作過過程如圖圖222所示圖22 數(shù)控系系統(tǒng)的工工作過程程1.數(shù)據(jù)輸輸入輸入給數(shù)控控系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)有有零件加加工程序序、控制制參數(shù)和和補償數(shù)數(shù)據(jù)等。2.譯碼將零件加工工程序以以程序段段為單位位進行處處理，把把其中的的零件輪輪廓信息息及其他他輔助信信息解釋釋成計算算機能夠夠識別的的數(shù)據(jù)形形式，并并以一定定是數(shù)據(jù)據(jù)格式存存放在指指定內(nèi)存存中。3.預處理理CNC裝置置內(nèi)部數(shù)數(shù)據(jù)預處處理過程程指從數(shù)數(shù)控加工工程序輸輸入后到到插補前前的整個個過程。由由于在編編寫加工工程序時時，一般般不考慮慮刀具裝裝置或刀刀具的幾幾何尺寸寸等問題題，所以以數(shù)控裝裝置在根根據(jù)加工工程序進進行加工工之前，先先要進行

8、行一些數(shù)數(shù)據(jù)的預預處理。預預處理主主要包括括刀具補補償、進進給速度度處理、坐坐標轉(zhuǎn)換換等。（1）刀具具補償。包包括刀具具位置補補償、刀刀具長度度補償和和刀具半半徑補償償。其任任務(wù)是將將加工前前輸入的的實際刀刀具參數(shù)數(shù)計算在在內(nèi)，把把零件輪輪廓軌跡跡轉(zhuǎn)換成成刀具中中心軌跡跡。（2）進給給速度處處理。進進給速度度處理是是指根據(jù)據(jù)程序中中的指令令進給速速度和操操作面板板上的倍倍率旋鈕鈕的位置置，確定定實際加加工時刀刀具的移移動速度度，然后后通過軟軟件來計計算各運運動坐標標方向的的分速度度。同時時，由于于當機床床起動，停停止或加加工過程程中改變變進給速速度時，會會產(chǎn)生沖沖擊、失失步、超超程等問問題，還

9、還需要進進行自動動加/減減速處理理。（3）坐標標變換。每每臺機床床都設(shè)計計有一個個固定的的機械零零點。其其位置是是由機床床制造廠廠所確定定的。除除機床零零點外，每每臺機床床還設(shè)置置有一個個機床參參數(shù)考點點，以此此作為CCNC裝裝置的坐坐標計量量基準。同同時為了了編程和和加工方方便，還還設(shè)有工工件坐標標系。所所以在加加工前需需進行坐坐標變換換的處理理。4.插補數(shù)控裝置對對加工控控制信息息預處理理完畢后后，開始始逐段運運行加工工程序。插插不就是是根據(jù)曲曲線段已已知的幾幾何數(shù)據(jù)據(jù)及速度度信息，計計算出曲曲線段起起點、終終點之間間的一系系列中間間點，分分別向各各個坐標標發(fā)出方方向、大大小和速速度都確確

10、定的協(xié)協(xié)調(diào)的運運動序列列命令，通通過各個個軸運動動的合成成，產(chǎn)生生數(shù)控加加工程序序要求的的工件輪輪廓的刀刀具運動動軌跡。5.位置控控制在閉環(huán)控制制系統(tǒng)中中，在每每個采樣樣周期內(nèi)內(nèi)，將插插補計算算出的理理論位置置與實際際反饋位位置進行行比較，用用差值去去控制進進給電動動機，同同時還要要完成位位置增益益調(diào)整和和各坐標標方向的的誤差補補償。6.輸入/輸出處處理由數(shù)控裝置置發(fā)出的的開關(guān)命命令在系系統(tǒng)程序序控制下下，在各各加工程程序段插插補開始始前或完完成后，適適時輸出出給機床床控制器器。主要要處理數(shù)數(shù)控裝置置與機床床之間的的開關(guān)信信號。7.顯示在機床的運運行過程程中，數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)要隨時時監(jiān)視數(shù)數(shù)控機床

11、床的工作作狀態(tài)，通通過顯示示部件及及時向操操作者提提供系統(tǒng)統(tǒng)的工作作狀態(tài)和和故障情情況。2.1.44 數(shù)控系系統(tǒng)的分分類數(shù)控系統(tǒng)的的分類方方法很多多，下面面針對常常見的分分類方法法作一介介紹。1.按被控控機床運運動軌跡跡分類（1）點位位控制數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。這類類數(shù)控系系統(tǒng)控制制機床運運動部件件從一點點準確地地移動到到另一點點，在移移動過程程中不進進行加工工，因此此對兩點點間的移移動速度度和運動動軌跡沒沒有嚴格格要求。這這類數(shù)控控機床主主要有數(shù)數(shù)控鉆床床、數(shù)控控坐標鏜鏜床、數(shù)數(shù)控沖床床等。（2）直線線控制數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。這類類數(shù)控系系統(tǒng)不僅僅要控制制機床運運動部件件從一點點準確地地移動到到另一點點，

12、還要要控制兩兩相關(guān)點點之間的的移動速速度和軌軌跡。這這類數(shù)控控機床主主要有簡簡易數(shù)控控機床、數(shù)數(shù)控鏜銑銑床等。（3）輪廓廓控制數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。這類類數(shù)控系系統(tǒng)能夠夠同時對對兩個或或兩個以以上運動動坐標位位移及速速度進行行連續(xù)相相關(guān)的控控制，使使其合成成的平面面或空間間的運動動軌跡符符合被加加工工件件形狀的的要求。相相應(yīng)的數(shù)數(shù)控機床床主要有有數(shù)控車車床、數(shù)數(shù)控銑床床、數(shù)控控磨床、數(shù)數(shù)控電加加工機床床等。2.按控制制方式分分類（1）開環(huán)環(huán)控制數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。這類類系統(tǒng)不不帶位置置檢測裝裝置，CCNC裝裝置發(fā)出出的指令令信號流流是單向向的，往往往以步步進電動動機作為為驅(qū)動元元件，如如圖23所示示。CNN

13、C裝置置輸出的的指令進進給脈沖沖經(jīng)環(huán)形形分配器器和功率率放大后后驅(qū)動步步進電動動機轉(zhuǎn)動動，再經(jīng)經(jīng)機床傳傳動機構(gòu)構(gòu)（此輪輪箱、絲絲杠螺母母副等。）帶帶動工作作臺移動動。這種種機構(gòu)控控制簡單單、價格格低廉，且且調(diào)試維維修方便便，被廣廣泛應(yīng)用用于早期期的數(shù)控控裝置中中。圖23開開環(huán)控制制系統(tǒng)框圖圖（2）閉環(huán)環(huán)控制數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。這類類數(shù)控系系統(tǒng)帶有有位置檢檢測反饋饋裝置，以以直流或或交流電電動機為為驅(qū)動元元件。按按照位置置檢測裝裝置安裝裝位置的的不同，閉閉環(huán)控制制數(shù)控系系統(tǒng)又可可以進一一步分為為全閉環(huán)環(huán)、半閉閉環(huán)控制制數(shù)控系系統(tǒng)。1）全閉環(huán)環(huán)控制數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。位置置檢測裝裝置安裝裝在機床床工作臺臺上，

14、用用以檢測測機床工工作臺的的實際運運行位置置（直線線位移），并并將其與與CNCC裝置指指令位置置（或位位移）相相比較，用用差值進進行控制制。其控控制框圖圖如圖224所所示。圖24 全閉環(huán)環(huán)控制系系統(tǒng)框圖圖這類控制方方式的特特點是加加工精度度高，但但由于它它將絲杠杠螺母副副及機床床工作臺臺這些大大慣性環(huán)環(huán)節(jié)放在在閉環(huán)環(huán)環(huán)內(nèi)，因因為機械械傳動系系統(tǒng)的剛剛性不足足及反向向間隙等等各因素素的存在在，對系系統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)定性有有很大影影響，使使全閉環(huán)環(huán)控制系系統(tǒng)調(diào)試試比較復復雜。2)半閉環(huán)環(huán)控制數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。位置置檢測裝裝置安裝裝在電機機軸上或或絲杠的的一端，通通過角位位移的測測量間接接計算出出機床工工作臺的

15、的實際運運行位置置（直線線位移），然然后將其其與CNNC裝置置計算出出的指令令位置（或或位移）相相比較，用用差值進進行控制制。其控控制框圖圖如圖225所所示。這這種系統(tǒng)統(tǒng)環(huán)路不不包括機機械傳動動環(huán)節(jié)，機機械傳動動的精度度誤差將將影響到到被加工工工件的的精度，使使其控制制精度不不如全閉閉環(huán)控制制數(shù)控系系統(tǒng)，但但機械傳傳動帶來來的誤差差，可以以通過補補償?shù)姆椒椒ㄏ?，仍可可獲得滿滿意的精精度。因因此在實實際應(yīng)用用中，這這種方式式被廣泛泛采用。圖25 半閉環(huán)環(huán)控制系系統(tǒng)框圖圖3.按數(shù)控控系統(tǒng)功功能水平平分類按照數(shù)控系系統(tǒng)的功功能水平平，數(shù)控控系統(tǒng)可可分為經(jīng)經(jīng)濟型（低低檔型）、全全功能型型（中當當型

16、）和和高檔型型三種。但但不同時時期的劃劃分標準準不同。（1）經(jīng)濟濟型數(shù)控控系統(tǒng)。這這一檔次次的機床床通常采采用開環(huán)環(huán)控制方方式，進進給伺服服系統(tǒng)大大多使用用步進電電動機驅(qū)驅(qū)動，進進給分辨辨率為110umm，快速速進給速速度可達達10mm/miin，僅僅能滿足足一般精精度要求求的加工工。這種種系統(tǒng)功功能簡單單，價格格便宜，適適用于精精度要求求不高的的場合及及普通機機床的數(shù)數(shù)控化改改造。（2）全功功能型數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。這類類系統(tǒng)以以實用為為準，進進給分辨辨率為11um，快快速進給給速度可可達10020mm/miin。其其功能較較多，價價格適中中，適合合目前中中國的國國情，市市場份額額較大。（3）高檔

17、檔型數(shù)控控系統(tǒng)。指指加工復復雜形狀狀工件的的多軸控控制數(shù)控控機床，且且自動化化程度高高，具有有高度柔柔性，進進給分辨辨率為00.1uum，最最大快速速移動速速度可達達1000m/mmin或或更高。這這類系統(tǒng)統(tǒng)功能強強大，價價格昂貴貴。適合合于經(jīng)濟濟實力雄雄厚，生生產(chǎn)規(guī)模模大的企企業(yè)。2.1.55 數(shù)控系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展趨勢勢數(shù)控系統(tǒng)是是隨著數(shù)數(shù)控機床床的發(fā)展展而發(fā)展展起來的的。幾十十年來，數(shù)數(shù)控機床床的品種種、數(shù)量量、加工工范圍和和加工精精度等方方面取得得了驚人人的變化化，大規(guī)規(guī)模集成成電路和和微型計計算機的的發(fā)展和和完善，使使數(shù)控系系統(tǒng)的價價格逐年年下降，而而精度和和可靠性性則大大大提高。目目前

18、，數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)在以下下方面有有較大的的發(fā)展空空間。1.開放式式數(shù)控系系統(tǒng)目前數(shù)控系系統(tǒng)正朝朝著開放放體系發(fā)發(fā)展。采采用專用用計算機機組成的的數(shù)控系系統(tǒng)，雖雖然可以以獲得很很高的性性能，如如多軸聯(lián)聯(lián)動，高高速、高高精度控控制，很很強大的的功能，如如圖形功功能、功功能以及及通信功功能。但但由于大大批量生生產(chǎn)和保保密的需需要，不不同的數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)生產(chǎn)廠廠家自行行設(shè)計其其硬件和和軟件，這這樣設(shè)計計出來的的專用系系統(tǒng)具有有不同的的軟硬件件模塊、不不同的編編程語言言、五花花八門的的人機界界面等，給給用戶帶帶來了使使用上的的復雜性性。為解解決專用用數(shù)控系系統(tǒng)所存存在的問問題，近近年來，西西方各工工業(yè)發(fā)達達國

19、家相相繼提出出了向規(guī)規(guī)范化、標標準化的的方向發(fā)發(fā)展，設(shè)設(shè)計出基基于PCC的開放放式數(shù)控控系統(tǒng)。2.自適應(yīng)應(yīng)控制系系統(tǒng)數(shù)控機床嚴嚴格按照照加工前前編制的的程序自自動進行行加工，切切削用量量是事先先選定的的。當出出現(xiàn)工件件加工余余量不一一致、材材料硬度度不一致致、刀具具變鈍、工工件變形形等問題題時，普普通數(shù)控控系統(tǒng)不不能及時時作出反反應(yīng)，可可能會造造成廢品品或事故故。自適適應(yīng)控制制系統(tǒng)能能利用各各種敏感感元件與與測量裝裝置，對對切削中中的某些些過程參參數(shù)（如如切削刀刀、轉(zhuǎn)矩矩、主軸軸溫度、變變形等）不不斷進行行測量，以以瞬間測測量結(jié)果果并參照照給定的的評價指指標或最最佳條件件，對當當時的切切削狀態(tài)

20、態(tài)作出判判斷，按按照一定定的處理理邏輯對對切削用用量進行行校正，使使切削過過程按預預定的目目標進行行。因此此，自適適應(yīng)控制制能充分分利用機機床和刀刀具提供供的加工工條件，提提高機床床的生產(chǎn)產(chǎn)效率和和加工精精度，減減少廢品品，降低低加工成成本。目前，計算算機數(shù)控控裝置為為自適應(yīng)應(yīng)控制提提供了物物質(zhì)條件件，只要要在傳感感器檢測測技術(shù)方方面有所所突破，數(shù)數(shù)控機床床的自適適應(yīng)能力力必將大大大提高高。3.計算機機群控系系統(tǒng)為了提高數(shù)數(shù)控機床床的生產(chǎn)產(chǎn)率，可可用一臺臺大型通通用計算算機直接接監(jiān)控數(shù)數(shù)臺數(shù)控控機床，形形成分布布式數(shù)字字控制DDNC（DDisttribbuteed NNumeericcal C

21、onntrool）系系統(tǒng)。DDNC原原來是直直接數(shù)字字控制（DDireect Nummeriicall Coontrrol）的的英文縮縮寫，表表示用計計算機直直接控制制多臺機機床組成成的制造造系統(tǒng)，也也稱群控控系統(tǒng)。根根據(jù)機床床群與計計算機連連接的方方式不同同，又分分為間接接型、直直接型和和計算機機網(wǎng)絡(luò)型型。間接型DNNC是使使用主計計算機控控制每臺臺數(shù)控機機床，加加工程序序全部存存放在主主計算機機內(nèi)。加加工工件件時，由由計算機機將加工工程序分分送到每每臺數(shù)控控機床的的數(shù)控裝裝置中，每每臺數(shù)控控機床仍仍保留插插補運算算等控制制功能。直接型DNNC的機機床群中中每臺機機床不再再安裝數(shù)數(shù)控裝置置，

22、機床床控制器器由伺服服驅(qū)動電電路和操操作面板板組成。加加工過程程所需要要的插補補運算功功能全部部集中由由主計算算機完成成。這種種系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)的任何何一臺數(shù)數(shù)控機床床都不能能脫離主主計算機機單獨工工作。計算機網(wǎng)絡(luò)絡(luò)DNCC，該系系統(tǒng)使用用計算機機網(wǎng)絡(luò)協(xié)協(xié)調(diào)各臺臺數(shù)控機機床工作作，最終終可以將將該系統(tǒng)統(tǒng)與整個個工業(yè)控控制計算算機聯(lián)成成網(wǎng)絡(luò)，形形成一個個較大的的、完整整的制造造系統(tǒng)。4.柔性制制造系統(tǒng)統(tǒng)（FMMS）柔性制造系系統(tǒng)是一一種把自自動化加加工設(shè)備備、物流流自動化化處理和和信息自自動化融融為一體體的智能能化加工工系統(tǒng)。進進入200世紀880年代代后，柔柔性制造造系統(tǒng)得得到了迅迅速發(fā)展展。柔性制造

23、系系統(tǒng)由三三個基本本部分組組成：加加工子系系統(tǒng)、柔柔性子系系統(tǒng)、物物流子系系統(tǒng)、信信息流子子系統(tǒng)。（1）加工工子系統(tǒng)統(tǒng)。該系系統(tǒng)由各各種加工工單元、柔柔性制造造單元、加加工中心心、數(shù)控控機床及及各種自自動清洗洗、檢測測和裝配配機組成成，是FFMS的的基礎(chǔ)部部分。加加工子系系統(tǒng)內(nèi)的的加工機機床除具具有自動動化加工工功能外外，還應(yīng)應(yīng)具有與與外界進進行物流流和信息息交換的的功能。既既能將損損壞和磨磨損的刀刀具清理理出機床床刀庫，又又能將新新刀具裝裝入機床床刀庫待待用；既既能將加加工好的的工件送送出機床床的加工工位置，又又能將待待加工工工件送到到加工位位置并定定位夾緊緊。（2）物流流子系統(tǒng)統(tǒng)。該系系統(tǒng)

24、由自自動搬運運車、各各種輸送送機構(gòu)、機機器人、工工件裝卸卸站、工工件存儲儲工位、刀刀具輸入入輸出站站、刀庫庫等構(gòu)成成。物流流子系統(tǒng)統(tǒng)在計算算機的控控制下自自動完成成刀具和和工件的的輸送工工作。在在FMSS內(nèi)的加加工機床床必須具具有與上上一級計計算機進進行信息息交換的的能力，即即數(shù)控機機床能接接收上一一級計算算機送了了的加工工程序和和各種命命令，同同時向上上一級計計算機反反饋各種種機床狀狀態(tài)信號號和檢測測信號。（3）信息息流子系系統(tǒng)。由由主計算算機、分分級計算算機及其其接口、外外圍設(shè)備備和各種種控制裝裝置的硬硬件和軟軟件組成成。信息息流子系系統(tǒng)的主主要功能能是實現(xiàn)現(xiàn)各子系系統(tǒng)之間間的信息息聯(lián)系，

25、對對系統(tǒng)進進行管理理，確保保系統(tǒng)的的正常工工作。對于FMSS，計算算機系統(tǒng)統(tǒng)一般分分為三級級。第一一級為主主計算機機，又稱稱管理計計算機，管管理計算算機根據(jù)據(jù)調(diào)度作作業(yè)命令令或根據(jù)據(jù)現(xiàn)場反反饋信號號（如故故障、報報警等信信號）運運行“作業(yè)調(diào)調(diào)度軟件件”，實現(xiàn)現(xiàn)各種工工況的作作業(yè)調(diào)度度計劃，并并對下一一級計算算機發(fā)出出相應(yīng)的的控制指指令；第第二級為為過程控控制計算算機，包包括計算算機群控控（DNNC）刀刀具管理理計算機機和工件件管理計計算機，其其作用是是接受主主計算機機的指令令，根據(jù)據(jù)指令對對下屬設(shè)設(shè)備實施施具體管管理；第第三級由由各設(shè)備備的控制制計算機機構(gòu)成，實實現(xiàn)具體體的程序序動作。5.計算

26、機機集成制制造系統(tǒng)統(tǒng)(CIIMS)制造技術(shù)的的發(fā)展不不能局限限在車間間制造過過程的自自動化，而而要全面面實現(xiàn)從從生產(chǎn)決決策、產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計直到銷銷售的整整個生產(chǎn)產(chǎn)過程的的自動化化，并把把它們集集成為一一個完整整的生產(chǎn)產(chǎn)系統(tǒng)計算算機集成成制造系系統(tǒng)（CCIMSS）。CIMS的的主要特特征是集集成化智智能化。集集成化反反映了自自動化的的發(fā)展，把把系統(tǒng)的的空間擴擴展到市市場、產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計、加工工制造、檢檢驗、銷銷售以及及用戶服服務(wù)等全全部過程程；而智智能化則則體現(xiàn)了了自動化化的程度度，即不不僅涉及及物料流流的自動動化，還還包括了了信息流流的自動動化。22 廣廣州GSSK9880TDD數(shù)控系系統(tǒng)2.2.

27、11 GSKK9800TD數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)簡介廣州數(shù)控研研制的新新一代普普及型車車床CNNC GGSK9980TTD是GSKK9800TA的的升級產(chǎn)產(chǎn)品，采采用了332位高高性能CCPU和和超大規(guī)規(guī)模可編編程器件件FPGGA，運運用實時時多任務(wù)務(wù)控制技技術(shù)和硬硬件插補補技術(shù)，實實現(xiàn)m級精度度運動控控制和PPLC邏邏輯控制制。GSSK9880TDD型號的意義如下下：1.產(chǎn)品技技術(shù)特點點： （1）X、ZZ二軸聯(lián)聯(lián)動、m級插插補精度度，最高高速度116米/分（可可選配330米/分） （2）內(nèi)置置式PLLC，可可實現(xiàn)各各種自動動刀架、主主軸自動動換檔等等控制，梯梯形圖可可編輯、上上傳、下下載；II/O口口

28、可擴展展（選配配功能） （3）具有有螺距誤誤差補償償、反向向間隙補補償、刀刀具長度度補償、刀刀尖半徑徑補償功功能 （4）采用用S型、指指數(shù)型加加減速控控制，適適應(yīng)高速速、高精精加工 （5）具有有攻絲功功能，可可車削公公英制單單頭/多多頭直螺螺紋、錐錐螺紋、端端面螺紋紋，變螺螺距螺紋紋（6）螺紋紋退尾長長度、角角度和速速度特性性可設(shè)定定，高速速退尾處處理 （7）集成成中文、英英文顯示示界面，由由參數(shù)選選擇 （8）零件件程序全全屏幕編編輯，可可存儲661444KB、3384個個零件程程序 （9）提供供多級操操作密碼碼功能，方方便設(shè)備備管理 （10）支支持CNNC與PPC、CCNC與與CNCC間雙向

29、向通訊，CCNC軟軟件、PPLC程程序可通通訊升級級 （11）安安裝尺寸寸、電氣氣接口、指指令系統(tǒng)統(tǒng)、操作作顯示界界面與9980TTA兼容容 2技術(shù)規(guī)規(guī)格如表211所示：表21 GSKK9800TD技技術(shù)規(guī)格格一覽表表運動控制控制軸：22軸（X、Z）；同同時控制制軸（插插補軸）：2軸（X、Z）插補功能：X、Z二軸直直線、圓圓弧插補補位置指令范范圍：-99999.999999999.9999mmm；最最小指令令單位：0.0001mmm電子齒輪：指令倍倍乘系數(shù)數(shù)12555，指令令分頻系系數(shù)12555速度：最高高160000mmm/分鐘（可可選配3300000mmm/分鐘） 快速倍率：F0、25%、

30、50%、1000%四級級實時調(diào)調(diào)節(jié)速度：最高高80000mmm/分鐘（可可選配1150000mmm/分鐘）或或5000mm/轉(zhuǎn)（每每轉(zhuǎn)進給給） 進給倍率：01500%十六六級實時時調(diào)節(jié)速度：012660mmm/分鐘鐘十六級級實時調(diào)調(diào)節(jié)手輪進給：0.0001、0.001、0.1mmm三檔檔加減速：快快速移動動采用SS型加減減速，切切削進給給采用指指數(shù)型加加減速指令28種G指指令：GG00、G011、G022、G033、G044、G288、G322、G333、G344、G400、G411、G422、G500、G655、G700、G711、G722、G733、G744、G755、G766、G900、

31、G922、G944、G966、G977、G988、G999，宏指指令G665可完完成277種算術(shù)術(shù)、邏輯輯運算及及跳轉(zhuǎn)螺紋加工攻絲功能；單頭/多頭公公英制直直螺紋、錐錐螺紋、端端面螺紋紋；變螺螺距螺紋紋。螺紋紋退尾長長度、角角度和速速度特性性可設(shè)定定，高速速退尾處處理；螺螺紋螺距距：0.00115000mm或或0.006254400牙牙/英寸主軸編碼器器：編碼碼器線數(shù)數(shù)可設(shè)定定（100050000p/r）編碼器與主主軸的傳傳動比：（12555）：（112555）精度補償反向間隙補補償：（X、Z軸）02.000mm螺距誤差補補償：XX、Z軸各2555個補補償點，每每點補償償量：0.2255mmm

32、補償倍倍率刀具補償：32組刀刀具長度度補償、刀刀尖半徑徑補償（補補償方式式C） 對刀方式：定點對對刀、試試切對刀刀 刀補執(zhí)行方方式：移移動刀具具執(zhí)行刀刀補、坐坐標偏移移執(zhí)行刀刀補M 指令特殊M指令令（不可可重定義義）：MM02、M300、M988、M999、M90000M99999 其它M指令由由PLCC程序定定義、處處理標準PLCC程序已已定義的的M指令：M000、M033、M044、M055、M088、M099、M100、M111、M122、M133、M322、M333、M411、M422、M433、M444T指令最多32個個刀位（T01T32），換刀控制時序由PLC程序?qū)崿F(xiàn)。使用排刀時，

33、刀位數(shù)設(shè)為1，PLC不進行換刀控制。標準PLC程序適配28工位電動刀架，正轉(zhuǎn)選刀、反轉(zhuǎn)鎖緊。主軸轉(zhuǎn)速控控制轉(zhuǎn)速開關(guān)量量控制模模式：SS指令令由PLLC程序序定義、處處理，標標準PLLC程序序S1、S2、S3、S4直接接輸出，S0關(guān)閉S1、S2、S3、S4的輸出轉(zhuǎn)速模擬電電壓控制制模式：S指令給給定主軸軸每分鐘鐘轉(zhuǎn)速或或切削線線速度（恒恒線速控控制），輸輸出010VV電壓給給主軸變變頻器，主主軸無級級變速，支支持四檔檔主軸機機械檔位位PLC功能能9種基本指指令、223種功功能指令令，二級級PLCC程序，最最多50000步步，每步步處理時時間2s，第1級程序序刷新周周期8mms，可可提供梯梯形圖編

34、編輯軟件件，PLLC程序序通訊下下載 集成機床面面板：441點輸輸入（按按鍵）、42點輸出（LED） 基本I/OO：16點輸輸入/116點輸輸出（可可選配擴擴展I/O：16點輸輸入/116點輸輸出） 顯示界面顯示器：33202400點陣、55.7”單色液晶顯示器（LCD），CCFL背光 顯示方式：中文或或英文界界面由參參數(shù)設(shè)置置，可顯顯示加工工軌跡圖圖形 程序編輯程序容量：61444KBB、最多多3844個程序序,支持用用戶宏程程序調(diào)用用，子程程序四重重嵌套 編輯方式：全屏幕幕編輯，支支持相對對坐標、絕絕對坐標標和混合合坐標編編程 通訊CNC與PPC機、CNNC與CNCC雙向傳傳送程序序、參數(shù)

35、數(shù)，支持持系統(tǒng)軟軟件、PPLC程程序串行行口下載載升級 適配驅(qū)動脈沖+方向向信號輸輸入的DDA988系列數(shù)數(shù)字式交交流伺服服或DYY3系列列步進驅(qū)驅(qū)動裝置置 2.2.22 GSKK9800TD連連接1.GSKK9800TD的的操作面面板如圖圖266所示，接口連線如圖27所示：圖26 GSKK9800TD操操作面板板圖圖27 GSKK9800TD接接口連線線示意圖圖接口說明 電源源盒：采采用GSSK-PPB電源源盒，提提供+55V、+24VV、+112V、-12VV、GNND電源源 濾波波器（選選配）：輸入端端為交流流2200V電源源輸入，PPE端接接地，輸輸出端接接GSKK-PBB電源盒盒的L

36、、NN端 XSS30：X軸，115芯DD型孔插插座，連連接X軸軸驅(qū)動器器 XSS31：Z軸，115芯DD型孔插插座，連連接Z軸軸驅(qū)動器器 XSS32：編碼器器，155芯D型型孔插座座，連接接主軸編編碼器 XSS36：通訊，99芯D型型孔插座座，連接接PC機機RS2232接接口 XSS37：變頻器器，9芯芯D型針針插座，連連接變頻頻器 XSS38：手輪，99芯D型型針插座座，連接接手輪 XSS39：輸出11，255芯D型型孔插座座，CNNC信號號輸出到到機床的的接口 XSS40：輸入11，255芯D型型針插座座，CNNC接收收機床信信號的接接口 XSS41：輸入22，255芯D型型針插座座，擴展

37、展輸入信信號的接接口 XSS42：輸出22，255芯D型型孔插座座，擴展展輸出信信號的接接口2.電源接接口連接接GSK9880TDD采用GSSK-PPB電源源盒，共共有四組組電壓：+5VV（3A）、+112V（1A）、-112V（0.55A）、+224V（0.55A），共共用公共共端COOM（0V）。GSSK9880TDD出廠時時，GSSK-PPB電源源盒到GGSK9980TTD XXS2接接口的連連接已完完成，用用戶只需需要連接接2200V交流流電源。 GSK-PB電源盒到GSK980TD XS2接口的連接如下圖28所示：圖28 GSKK9800TD電電源連接接圖3干擾及及其預防防干擾是造成

38、成數(shù)控系系統(tǒng)“軟”故障且容易易被忽視視的一個個重要的的方面。消消除系統(tǒng)統(tǒng)的干擾擾可以從從下述幾幾個方面面著手： 正確連連接機床床、系統(tǒng)統(tǒng)的地線線 數(shù)控機機床必須須采用點點接地法法，切不不可為了了省事，在在機床的的各部位位就近接接地，造造成多點點接地環(huán)環(huán)流。接接地線的的規(guī)格定定要按系系統(tǒng)的規(guī)規(guī)定，導導線線徑徑必須足足夠大。在在需要屏屏蔽的場場合必須須采用屏屏蔽線。屏屏蔽地必必須按系系統(tǒng)要求求連接，以以避免千千擾。數(shù)控機床對對接她的的要求通通常較高高，車間間、廠房房的進線線必須有有符合數(shù)數(shù)控機床床安裝要要求的完完整接地地網(wǎng)絡(luò)。它它是保證證數(shù)控機機床安全全、可靠靠運行的的前提條條件，必必須引起起足夠

39、的的重視。 防止強強電干擾擾數(shù)控機機床強電電柜內(nèi)的的接觸器器、繼電電器等電電磁部件件都是干干擾源交交流接觸觸器的頻頻繁通/斷、交交流電動動機的頻頻繁起動動、停止止，主問問路與控控制回路路的布線線不合理理都可可能使CCNC的的控制電電路產(chǎn)生生尖峰脈脈沖、浪浪涌電壓壓等干擾擾，影響響系統(tǒng)的的正常工工作。因因此，對對電磁干干擾必須須采取以以下措施施，予以以消除。1）在交流流接觸器器線圈的的兩端、交交流電動動機的三三相輸出出端上并并聯(lián)RCC吸收器器。2）在直流流接觸器器或直流流電磁閥閥的線圈圈兩端，加加入續(xù)流流二極管管。3）CNCC的輸入入電源線線間加入入浪涌吸吸收器與與濾波器器。4）伺服電電動機的的

40、三相電電樞線采采用屏蔽蔽線。通過以上辦辦法一般般可有效效抑制干干擾，但但要注意意的是：杭千擾擾器件應(yīng)應(yīng)盡可能能靠近干干擾源其其連接線線的長度度原則上上不應(yīng)大大于200厘米。 抑制或或減小供供電線路路的干擾擾，特別別在某些些電力不不足或頻頻率不穩(wěn)穩(wěn)的場合合，如電電壓的沖沖擊、欠欠壓、頻頻率和相相位漂移移等。波形的的失真、共模噪噪聲及常常模噪聲聲也將影影響系統(tǒng)統(tǒng)的正常常工作，應(yīng)盡可能減小線路上的此類干擾。防止供電線線路干擾擾的具體體措施一一般有以以下幾點點：1）對于電電網(wǎng)電壓壓波動較較大的地地區(qū)，應(yīng)應(yīng)在輸入入電源上上加裝電電子穩(wěn)壓壓器。2）線路的的容量必必須滿足足機床對對電源容容量的要要求。3）避

41、免數(shù)數(shù)控機床床和電火火花設(shè)備備頻繁起起動、停停止的大大功率設(shè)設(shè)備共用用同一干干線。4）安裝數(shù)數(shù)控機床床時應(yīng)盡盡可能遠遠離中頻頻爐、高高頻感應(yīng)應(yīng)爐等變變頻設(shè)備備。2.3 數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的具體體電路控控制2.3.11數(shù)控系系統(tǒng)電源源連接控制制1數(shù)控系系統(tǒng)電源源連接控控制數(shù)控系統(tǒng)的的電源連連接控制制如圖229所所示：圖29 數(shù)控系系統(tǒng)電源源連接圖圖2數(shù)控系系統(tǒng)連接接原理分分析三相電源LL1、LL2、LL3經(jīng)過過空氣開開關(guān)QFF0輸出出，作為為機床電電氣控制制系統(tǒng)的的總電源源。其中中相線LL3通過過熔斷器器FU11、繼電電器KAA0的觸觸點連接接到開關(guān)關(guān)電源的的電源輸輸入端LL上，零零線N、地地線PEE

42、分別連連接到開開關(guān)電源源的L、NN上，形形成2220V的的交流電電壓供開開關(guān)電源源使用并并提供保保護接地地。2.3.22 數(shù)控系系統(tǒng)上電電控制1數(shù)控系系統(tǒng)上電電控制數(shù)控系統(tǒng)的的上電控控制如圖圖2110所示示：圖2100 數(shù)控控系統(tǒng)上上電控制制圖2、數(shù)控系系統(tǒng)上電電工作過過程三相電源其其中L11、L22兩相通通過FUU1、FFU2輸輸入到變變壓器TTC2，經(jīng)經(jīng)過TCC2降壓壓后形成成1100伏交流流電壓供供給控制制電路。起動時按下下啟動按按紐SBB2S，控控制電源源從一號號線SB11按紐五號號線中間繼繼電器KKA00號號線變壓器器TC22形成回回路，KKA0得得電并自自鎖KA00常開觸觸電閉合合

43、（圖一一）開關(guān)電電源得電電開關(guān)關(guān)電源輸輸出224V、+12VV、-112V、+5V直直流電壓壓供給數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)控控系統(tǒng)得得電并處處于待機機狀態(tài)。停止時按下下停止按按紐SBB1一號線線與三號號觸點斷斷開控制電電路電源源回路斷斷開KA00失電KAA0常開開觸點打打開開關(guān)電電源斷電電數(shù)控控系統(tǒng)斷斷電數(shù)控系系統(tǒng)處于于停止狀狀態(tài)。2.4 系系統(tǒng)不能能正常工工作故障障診斷與與維修實實例分析析2.4.11 典型型故障分分析例1 故障障現(xiàn)象：數(shù)控系系統(tǒng)不能能工作故障分析與與處理：按下起起動按紐紐SB22數(shù)控系系統(tǒng)不能能起動，經(jīng)經(jīng)檢查發(fā)發(fā)現(xiàn)按下下SB22時中間間繼電器器KA00不能吸吸合，用用萬用表表電壓檔檔

44、測試一一號線與與0號線線，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)沒有1110VV控制電電壓，切切斷空氣氣開關(guān)QQF0，取取下熔斷斷器FUU5用萬萬用表電電阻檔測測量，發(fā)發(fā)現(xiàn)熔斷斷器開路路，檢查查控制電電路沒有有發(fā)現(xiàn)元元器件損損壞和電電路短路路現(xiàn)象，更更換熔斷斷器FUU5后上上電，電電路正常常故障排排除。例2 故障障現(xiàn)象：數(shù)控系系統(tǒng)不能能自鎖故障分析與與處理：按下起起動按紐紐SB22數(shù)控系系統(tǒng)能上上電起動動，松開開起動按按紐SBB2系統(tǒng)統(tǒng)斷電。用用萬用表表電壓檔檔測試零零號線與與五號線線,按下下起動按按紐SBB2控制制電路有有1100V電壓壓，松開開SB22控制電電壓斷開開。斷電拆開中中間繼電電器KAA0檢查查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)連接三三

45、號線與與五號線線的觸點點已經(jīng)燒燒毀，更更換中間間繼電器器KA00上電測測試，系系統(tǒng)上電電并能自自鎖，故故障排除除。例3 故障障現(xiàn)象：數(shù)控系系統(tǒng)花屏屏故障分析與與處理：按下起起動按紐紐SB22數(shù)控系系統(tǒng)能上上電起動動并能通通過自檢檢，但是是數(shù)控系系統(tǒng)屏幕幕圖案字字符顯示示零亂，用用萬用表表交流電電壓檔測測試開關(guān)關(guān)電源電電壓輸入入端，電電壓正常常，檢查查接地線線也正常常，用萬萬用表直直流電壓壓檔測試試開關(guān)電電源輸出出端，發(fā)發(fā)現(xiàn)224V電電壓波動動，更換換開關(guān)電電源系統(tǒng)統(tǒng)上電測測試，故故障排除除。例4 故障障現(xiàn)象：數(shù)控系系統(tǒng)不能能上電故障分析與與處理：按下起起動按紐紐SB22數(shù)控系系統(tǒng)不能能起動，經(jīng)

46、經(jīng)觀察中中間繼電電器KAA0已經(jīng)經(jīng)吸合，用用萬用表表交流電電壓檔測測試開關(guān)關(guān)電源輸輸入端，發(fā)發(fā)現(xiàn)沒有有電壓，測測試熔斷斷器FUU0輸入入端電壓壓正常，斷斷開電源源取下熔熔斷器用用萬用表表電阻檔檔測試，發(fā)發(fā)現(xiàn)熔斷斷器燒毀毀。再用用萬用表表電阻檔檔測試開開關(guān)電源源輸入端端，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有短路路現(xiàn)象，打打開開關(guān)關(guān)電源檢檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)電源濾濾波電容容已擊穿穿，更換換電容上上電測試試，系統(tǒng)統(tǒng)正常，故故障排除除。例5 故障障現(xiàn)象：數(shù)控機機床不能能車螺紋紋故障分析與與處理：開機測測試，數(shù)數(shù)控機床床不能車車螺紋而而其它功功能正常常，檢查查程序和和系統(tǒng)參參數(shù)均正正常，打打開數(shù)控控系統(tǒng)檢檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)系統(tǒng)II/O接接口板有有元器件件燒毀跡跡象，更更換I/O接口口板上電電測試，故故障排除除。2.4.22 其