數(shù)控維修技術(shù)講座

數(shù)控維修知識(shí)講座第1頁，共90頁。課程介紹

數(shù)控機(jī)床維修是數(shù)控機(jī)床應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課，主要介紹CNC機(jī)床的安裝工藝，機(jī)械調(diào)試及驗(yàn)收，CNC機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，典型CNC系統(tǒng)的原理、參數(shù)設(shè)置、PLC編程及接口，伺服及主軸的調(diào)整，數(shù)控機(jī)床常見故障的查找與維修方法等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生熟悉數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修技術(shù)，掌握數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)、保養(yǎng)和故障排除方法。第2頁，共90頁。課程學(xué)習(xí)內(nèi)容第一章概述第二章數(shù)控機(jī)床的組成第三章數(shù)控機(jī)床安裝及驗(yàn)收第五章典型數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第六章典型數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警與處理第七章數(shù)控機(jī)床維護(hù)與保養(yǎng)第四章數(shù)控機(jī)床的檢修方法第3頁，共90頁。第一章概述

數(shù)控機(jī)床是高度機(jī)電一體化的技術(shù)裝備，和普通機(jī)床相比也包括機(jī)械、電氣、液壓氣動(dòng)方面的故障，但電氣系統(tǒng)更為復(fù)雜，故障側(cè)重于電氣、機(jī)械、液壓等的交叉點(diǎn)。而且數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，給檢測和診斷帶來很大的困難。本章內(nèi)容1．?dāng)?shù)控機(jī)床的特點(diǎn)2．我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀3．加強(qiáng)數(shù)控維修的意義4．對(duì)數(shù)控維修人員的要求5．本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求第4頁，共90頁。1)40年代后期，由美國由美國北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司提出了數(shù)控機(jī)床構(gòu)想，設(shè)想通過控制機(jī)床的微小增量運(yùn)動(dòng)來加工機(jī)翼曲面即用記錄有坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)的穿孔卡來控制機(jī)床的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)曲線、曲面的加工。隨后美國空軍投入大量軍費(fèi)給MIT伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室。2)1952年MIT第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床樣機(jī)研制成功1953年開始應(yīng)用初步應(yīng)用MIT開發(fā)了APT編程系統(tǒng)3)飛機(jī)制造企業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床需求的發(fā)展起了推動(dòng)作用。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、大量復(fù)雜曲面形狀零件、產(chǎn)量小、轉(zhuǎn)型快，其生產(chǎn)特點(diǎn)決定了其急需NC設(shè)備，從而為數(shù)控機(jī)床的發(fā)展應(yīng)用提供了機(jī)遇。數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的歷史背景第5頁，共90頁。第一章概述１．?dāng)?shù)控機(jī)床的特點(diǎn)4).有利于實(shí)現(xiàn)管理和機(jī)械加工的自動(dòng)化。2).可以提高生產(chǎn)效率，一般可提高加工效率3－5倍；3).適合于復(fù)雜形狀零件加工；1).有利于提高加工精度，保證同批零件的一致性；優(yōu)點(diǎn)：第6頁，共90頁。缺點(diǎn)：1).設(shè)備造價(jià)昂貴，機(jī)時(shí)費(fèi)用高2).工作環(huán)境要求苛刻（溫度、濕度、灰塵等）3).操作、編程、維修保養(yǎng)人員素質(zhì)要求高第7頁，共90頁。第一章概述2．我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀起步年代：1958開始研制

目前生產(chǎn)能力：2001年國內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量已達(dá)1.8萬臺(tái).2011年國內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量已達(dá)近25萬臺(tái).國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)：。華中數(shù)控。航天數(shù)控。藍(lán)天數(shù)控。廣州數(shù)控

第8頁，共90頁。第一章概述3．加強(qiáng)數(shù)控維修的意義

。技術(shù)需要。市場需要。企業(yè)的效益需要第9頁，共90頁。第一章概述4．對(duì)數(shù)控維修人員的要求1)專業(yè)知識(shí)面要廣2)勤于學(xué)習(xí)，善于分析4)具有專業(yè)英語閱讀能力5)具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力3)重視經(jīng)驗(yàn)積累

第10頁，共90頁?？傊龅剑阂嗫础嗫磾?shù)控資料多看各種技術(shù)圖紙多看外文要多問—多問專家多問操作者多問其他維修人員第11頁，共90頁。要多記—多記有關(guān)的各種參數(shù)多記液壓、機(jī)械狀態(tài)堅(jiān)持做工作筆記要多思—要開闊視野要知其他所以然考慮要領(lǐng)先一步第12頁，共90頁。要多練—要敢于動(dòng)手，善于動(dòng)手學(xué)會(huì)使用有關(guān)儀器進(jìn)行“小改小革”要自己動(dòng)手修板子第13頁，共90頁。第一章概述

盡管數(shù)控機(jī)床故障復(fù)雜，千變?nèi)f化，只要我們認(rèn)真對(duì)待，培養(yǎng)一支高素質(zhì)的機(jī)電一體化的維修隊(duì)伍，通過多看、多問、多思、多練、積累經(jīng)驗(yàn)，掌握維修技巧，融會(huì)貫通，我們一定能夠主要依靠自己的力量，把數(shù)控機(jī)床修好、用好、管好。第14頁，共90頁。第一章概述5．本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求。掌握數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識(shí)

機(jī)床安裝調(diào)試驗(yàn)收的的知識(shí)、驗(yàn)收機(jī)床精度的方法。。掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件知識(shí)、具有對(duì)典型數(shù)控系統(tǒng)故障進(jìn)行初步診斷及判斷的能力。

。熟悉數(shù)控機(jī)床維修的原則方法。第15頁，共90頁。第二章數(shù)控機(jī)床的組成1.數(shù)控機(jī)床的主要組成部分輸入輸出設(shè)備第16頁，共90頁。①幾何信息：確定加工零件的幾何形狀，如位移、圓心、曲面法矢量等.②輔助功能信息：說明加工條件，如刀具幾何參數(shù)、進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速、開關(guān)冷卻液、程序結(jié)束等.③準(zhǔn)備功能信息：說明插補(bǔ)類型、加工坐標(biāo)平面、實(shí)現(xiàn)刀具半徑補(bǔ)償?shù)?1)NC程序(控制介質(zhì)）：NC程序傳入NC機(jī)床的途徑:鍵盤手工敲入、穿孔紙帶、拷貝、I/O通訊接口第17頁，共90頁。①輸入裝置：接收外部的輸入程序并存儲(chǔ)②控制器：控制和協(xié)調(diào)數(shù)控裝置各部分協(xié)調(diào)工作③運(yùn)算器：接收控制信息，對(duì)集合信息進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算并向輸出裝置發(fā)出進(jìn)給脈沖④輸出裝置：將脈沖輸出給伺服系統(tǒng)2)數(shù)控裝置：由輸入裝置、控制器、運(yùn)算器和輸出裝置組成。第18頁，共90頁。

數(shù)控裝置工作流程示圖第19頁，共90頁。

不同的數(shù)控機(jī)床研制機(jī)構(gòu),生產(chǎn)了不同的數(shù)控系統(tǒng),即機(jī)床的同一運(yùn)動(dòng),由于其數(shù)控系統(tǒng)的不同,其程序控制代碼不同。世界上比較著名的數(shù)控系統(tǒng)有:現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的趨勢:統(tǒng)一、簡捷、可讀性強(qiáng)日本---FANUC系列數(shù)控系統(tǒng)德國---SIEMENS系列數(shù)控系統(tǒng)HEIDENHAIN系列數(shù)控系統(tǒng)中國---華中數(shù)控等數(shù)控系統(tǒng)第20頁，共90頁。3)伺服系統(tǒng)(數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置)工作過程：（弱電強(qiáng)電）脈沖信號(hào)伺服單元放大器電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作臺(tái)、主軸移動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置與機(jī)床本體間的傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié)，可以將來自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡做嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出符合圖紙的零件。第21頁，共90頁。

機(jī)床本體主要由床身、導(dǎo)軌、各運(yùn)動(dòng)部件、工作臺(tái)、刀庫、排屑器等組成。4)機(jī)床本體

機(jī)床本體指的是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械構(gòu)造實(shí)體。它與普通機(jī)床的差別，主要是機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和功能部件要求更高。第22頁，共90頁。5)檢測裝置

在機(jī)床的坐標(biāo)軸中安裝有編碼器、光柵尺等來實(shí)時(shí)監(jiān)測運(yùn)動(dòng)部分的位移量,并與理論值比較,以確定需補(bǔ)充的運(yùn)動(dòng)脈沖量。第23頁，共90頁。數(shù)控機(jī)床工作流程第24頁，共90頁。數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成

?。。〉?5頁，共90頁。操作面板它是操作人員與數(shù)控裝置進(jìn)行信息交流的工具組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計(jì)算機(jī)鍵盤一樣）和顯示器它是數(shù)控機(jī)床特有部件。數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第26頁，共90頁?？刂平橘|(zhì)與輸入輸出設(shè)備控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行交互裝置。數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備同PC機(jī)。

數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第27頁，共90頁。通訊現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)除采用輸入輸出設(shè)備進(jìn)行信息交換外，一般都具有用通訊方式進(jìn)行信息交換的能力。它們是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技術(shù)。采用的方式有：串行通訊（RS-232等串口）、自動(dòng)控制專用接口和規(guī)范（DNC方式，MAP協(xié)議等）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（internet，LAN等）。

數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第28頁，共90頁。

CNC裝置(CNC單元)組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件。作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件。

數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第29頁，共90頁。顯卡CPU卡軸卡CPU卡電源背景燈電源CPU顯卡電源

數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第30頁，共90頁。

伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸電機(jī)進(jìn)給伺服模塊：進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給電機(jī)

數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第31頁，共90頁。

測量裝置位置和速度測量裝置。以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。（光柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器、磁柵尺）作用保證靈敏、準(zhǔn)確地跟蹤C(jī)NC裝置指令

數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第32頁，共90頁。

數(shù)控機(jī)床的控制除了對(duì)坐標(biāo)軸的進(jìn)給進(jìn)行位置伺服控制外，還需要對(duì)機(jī)床的主軸、刀具和各種開關(guān)信號(hào)進(jìn)行控制。如主軸的正、反轉(zhuǎn)，起動(dòng)和停止，刀具交換，工件夾緊、松開，工作臺(tái)交換以及切削液的開、關(guān)和潤滑系統(tǒng)的啟動(dòng)等進(jìn)行順序控制。順序控制的信息主要是開關(guān)量信號(hào)，如控制開關(guān)、行程開關(guān)、壓力開關(guān)和溫度開關(guān)等輸入元件輸入的信號(hào)和繼電器、接觸器、電磁閥等輸出元件所需要的輸出信號(hào)。在數(shù)控機(jī)床上用可編程控制器完成這一控制任務(wù)。

數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第33頁，共90頁。

PLC、機(jī)床I/O電路和裝置用于完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)順序動(dòng)作的I/O控制，它由硬件和軟件組成。

機(jī)床I/O電路和裝置：實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路；數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第34頁，共90頁。

機(jī)床本體機(jī)床：數(shù)控機(jī)床的主體，是實(shí)現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。組成：由主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)工件自動(dòng)交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。

數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成第35頁，共90頁。三、伺服驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)伺服驅(qū)動(dòng)控制原理機(jī)床工作臺(tái)（包括轉(zhuǎn)臺(tái)）的進(jìn)給是用伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的，，而且電機(jī)多數(shù)都是用永磁式同步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠直接連接，這樣由于傳動(dòng)鏈短，運(yùn)動(dòng)損失小，且反應(yīng)迅速，因此可獲得高精度。

機(jī)床的進(jìn)給伺服屬于位置控制伺服系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)裝置接受數(shù)控系統(tǒng)輸出的速度控制信號(hào)，輸出電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

第36頁，共90頁。三、伺服驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)由于驅(qū)動(dòng)裝置用于對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度控制，故有時(shí)也稱驅(qū)動(dòng)裝置為速度控制單元；又因?yàn)轵?qū)動(dòng)裝置是伺服系統(tǒng)中的功率放大部分，故又可稱驅(qū)動(dòng)裝置為伺服驅(qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)裝置中功率器件的作用就是將控制信號(hào)進(jìn)行功率放大，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目的。

第37頁，共90頁。

對(duì)進(jìn)給伺服的要求不只是靜態(tài)特性，如：停止時(shí)的定位精度、穩(wěn)定度。更重要的是進(jìn)給的伺服剛性好，響應(yīng)性快，運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性好，分辨率高。這樣才能高速、高精度地加工出表面光滑的高質(zhì)量工件第38頁，共90頁。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件。數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)電機(jī)的常用種類如下圖所示：三、伺服驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)第39頁，共90頁。

伺服系統(tǒng)-執(zhí)行機(jī)構(gòu)（步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

是一種將脈沖信號(hào)變成角位移的電動(dòng)機(jī)。角位移與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比。主要用于開環(huán)控制方式，沒有反饋機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較簡單。三、伺服驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)第40頁，共90頁。

伺服系統(tǒng)-執(zhí)行機(jī)構(gòu)（直流伺服電動(dòng)機(jī)）直流伺服電動(dòng)機(jī)

具有轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、良好的調(diào)速性能等很多優(yōu)點(diǎn)。但是它存在一些固有的缺點(diǎn)，例如其電刷和換向套易磨損，需經(jīng)常維護(hù)，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的直流伺服電動(dòng)機(jī)主要是永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)。三、伺服驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)第41頁，共90頁。

伺服系統(tǒng)-執(zhí)行機(jī)構(gòu)（進(jìn)給電動(dòng)機(jī)）交流伺服電動(dòng)機(jī)其應(yīng)用已成了當(dāng)今數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流。交流電動(dòng)機(jī)的速度控制應(yīng)用最多的是變頻調(diào)速。一般采用先將交流電源變?yōu)橹绷?，再變?yōu)榭晒┙o電動(dòng)機(jī)的可調(diào)壓、可調(diào)頻的交流電。三、伺服驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)第42頁，共90頁。

伺服系統(tǒng)-執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主軸電動(dòng)機(jī)）主軸電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)交流主軸電動(dòng)機(jī)采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。總體結(jié)構(gòu)由定子及轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子上有固定的三相繞組，轉(zhuǎn)子鐵心上開有許多槽，每個(gè)槽內(nèi)裝有一根導(dǎo)體，所有導(dǎo)體兩端短接在端環(huán)上，如果去掉鐵心，轉(zhuǎn)子繞組的形狀像一個(gè)鼠籠，所以叫做籠型轉(zhuǎn)子。三、伺服驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)第43頁，共90頁。伺服系統(tǒng)-執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主軸驅(qū)動(dòng)形式）主軸驅(qū)動(dòng)形式目前主要有兩種驅(qū)動(dòng)形式，一是主軸電動(dòng)機(jī)帶齒輪換檔變速，以增大傳動(dòng)比，放大主軸功率，滿足切削加工的需要；二是主軸電動(dòng)機(jī)通過同步齒形帶或皮帶驅(qū)動(dòng)主軸，該類主軸電動(dòng)機(jī)又稱寬域電動(dòng)機(jī)或強(qiáng)切削電動(dòng)機(jī)，具有恒功率、調(diào)速比大等特點(diǎn)。采用強(qiáng)切削電動(dòng)機(jī)后，由于無需機(jī)械變速，主軸箱內(nèi)省卻了齒輪和離合器，主軸箱實(shí)際上成為了主軸支架，簡化了主傳動(dòng)系統(tǒng)。三、伺服驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)第44頁，共90頁。四、數(shù)控機(jī)床的分類

按進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型分類按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無位置測量裝置可分為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。第45頁，共90頁。開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)沒有位置測量裝置，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率f脈沖個(gè)數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大四、數(shù)控機(jī)床的分類第46頁，共90頁。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置(常用伺服電機(jī))或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋四、數(shù)控機(jī)床的分類第47頁，共90頁。全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖的虛線所示，直接對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋四、數(shù)控機(jī)床的分類第48頁，共90頁。

按工藝用途分類切削加工類：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、FMC等。成型加工類：數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)等。特種加工類：數(shù)控線切割機(jī)、電火花加工機(jī)、激光加工機(jī)等。其它類型：數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、機(jī)器人等。四、數(shù)控機(jī)床的分類第49頁，共90頁。按控制功能分類點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)僅能實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)；對(duì)軌跡不作控制要求；運(yùn)動(dòng)過程中不進(jìn)行任何加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機(jī)。四、數(shù)控機(jī)床的分類第50頁，共90頁。輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)具有控制幾個(gè)進(jìn)給軸同時(shí)諧調(diào)運(yùn)動(dòng)(坐標(biāo)聯(lián)動(dòng))，使工件相對(duì)于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。四、數(shù)控機(jī)床的分類第51頁，共90頁。

按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分，2軸聯(lián)動(dòng)（平面曲線）3軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面，球頭刀）4軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）5軸聯(lián)動(dòng)及6軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）。聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復(fù)雜。四、數(shù)控機(jī)床的分類第52頁，共90頁。五、數(shù)控加工原理數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程圖3數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程譯碼刀補(bǔ)處理插補(bǔ)處理PLC控制進(jìn)給伺服系統(tǒng)切削運(yùn)動(dòng)、機(jī)床I/O裝置成形運(yùn)動(dòng)加工程序第53頁，共90頁。加工程序：語法正確、語意正確；國際標(biāo)準(zhǔn)它主要包括：X、Y、Z等坐標(biāo)值；進(jìn)給速度F；主軸轉(zhuǎn)速S；G代碼；M代碼；刀具號(hào)T；子程序處理和循環(huán)調(diào)用處理等數(shù)據(jù)或標(biāo)志的存放順序和格式。準(zhǔn)備功能：G代碼，使數(shù)控機(jī)床準(zhǔn)備好某種運(yùn)動(dòng)方式的指令；輔助功能：M代碼，用于數(shù)控機(jī)床開關(guān)量的控制；五、數(shù)控加工原理第54頁，共90頁。

刀補(bǔ)處理(計(jì)算刀具中心軌跡)用戶零件加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數(shù)控機(jī)床在加工過程中控制的是刀具中心軌跡，因此在加工前必須將零件輪廓變換成刀具中心的軌跡。刀補(bǔ)處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的程序。零件輪廓與刀具中心軌跡五、數(shù)控加工原理第55頁，共90頁。插補(bǔ)概念：在數(shù)控加工時(shí)，數(shù)控裝置需要在規(guī)定加工輪廓的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間進(jìn)行中間點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算，然后按計(jì)算結(jié)果向各坐標(biāo)軸直線插補(bǔ)圓弧插補(bǔ)分配適量的脈沖數(shù)，從而得到相應(yīng)軸方向上的數(shù)控運(yùn)動(dòng)。這種坐標(biāo)點(diǎn)的“密化計(jì)算”稱作插補(bǔ)。完成插補(bǔ)運(yùn)算的裝置稱為插補(bǔ)器。插補(bǔ)類型:直線(一次);圓弧(二次)；空間樣條曲線(三次)五、數(shù)控加工原理第56頁，共90頁。

機(jī)床坐標(biāo)系是指用于確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離的坐標(biāo)系。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是一個(gè)笛卡爾直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，相對(duì)于每個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)為A、B、C。笛卡爾直角坐標(biāo)系五、數(shù)控加工原理第57頁，共90頁。臥式數(shù)控車床1）車床坐標(biāo)系第58頁，共90頁。當(dāng)Z軸水平時(shí)，沿主軸向工件看，X軸的正方向指向右邊。2）銑、鉆、鏜床坐標(biāo)系臥式升降臺(tái)數(shù)控銑床第59頁，共90頁。

對(duì)于單立柱機(jī)床，從工作臺(tái)向立柱方向看，X軸的正方向指向右邊。立式升降臺(tái)數(shù)控銑床第60頁，共90頁。

參考點(diǎn)

為建立機(jī)床坐標(biāo)系，在機(jī)機(jī)床上專門設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)。通過回參考點(diǎn)命令，使機(jī)床進(jìn)行回參考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，使機(jī)床各坐標(biāo)軸回到基準(zhǔn)點(diǎn)并定位，以參考點(diǎn)為基準(zhǔn)建立機(jī)床坐標(biāo)系。第61頁，共90頁。工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸與機(jī)床坐標(biāo)系相應(yīng)坐標(biāo)軸平行，方向一致；工件坐標(biāo)系的建立應(yīng)遵循一定的規(guī)則；機(jī)床零點(diǎn)工作零點(diǎn)y0x0x2y2xy第62頁，共90頁。第三章數(shù)控機(jī)床安裝及驗(yàn)收第63頁，共90頁。第四章數(shù)控機(jī)床的檢修方法第64頁，共90頁。一、診斷常用的儀器儀表及工具1.儀器儀表萬用表—可測電阻、交、直流電壓、電流指針式：有測量過程數(shù)字式：直接讀數(shù)相序表—可檢查直流驅(qū)動(dòng)裝置輸入電流的相序示波器—檢查信號(hào)波形鉗形電流表—不斷線檢測電流2.工具“+”、“一”螺絲刀、鉗子、鑷子、烙鐵等第65頁，共90頁。二、診斷用技術(shù)資料數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家必須向用戶提供安裝、使用、維修有關(guān)的技術(shù)資料，主要有：數(shù)控機(jī)床電氣使用說明書數(shù)控機(jī)床電氣原理圖數(shù)控機(jī)床電氣連接圖數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡圖數(shù)控機(jī)床參數(shù)表數(shù)控機(jī)床PLC控制程序第66頁，共90頁。數(shù)控系統(tǒng)操作手冊(cè)數(shù)控系統(tǒng)編程手冊(cè)數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊(cè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用說明書

數(shù)控機(jī)床的技術(shù)資料對(duì)故障分析與診斷非常重要，必須認(rèn)真仔細(xì)地閱讀，并對(duì)照機(jī)床實(shí)物，做到心中有數(shù)。一旦機(jī)床發(fā)生故障，再進(jìn)行分析的同時(shí)查閱資料。第67頁，共90頁。三故障處理

1、故障軟故障—由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當(dāng)引起（在使用初期發(fā)生較多，不熟悉）硬故障—由數(shù)控機(jī)床（控制、檢測、驅(qū)動(dòng)、液氣、機(jī)械裝置）的硬件失效引起

2、故障處理對(duì)策除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機(jī)床的電源。應(yīng)保持故障現(xiàn)場。第68頁，共90頁。

從機(jī)床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動(dòng)裝置報(bào)警燈等方面進(jìn)行檢查。可按系統(tǒng)復(fù)位鍵，觀察系統(tǒng)的變化，報(bào)警是否消失。如消失，說明是隨機(jī)性故障或是由操作錯(cuò)誤引起的。如不能消失，把可能引起該故障的原因羅列出來，進(jìn)行綜合分析、判斷，必要時(shí)進(jìn)行一些檢測或試驗(yàn)，達(dá)到確診故障的目的。第69頁，共90頁。復(fù)位后，故障不能消失，可從以下幾方面進(jìn)行調(diào)查：1.檢查機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)機(jī)床故障時(shí)的運(yùn)行方式CRT顯示的內(nèi)容（報(bào)警信號(hào)和報(bào)警號(hào)）驅(qū)動(dòng)裝置、變頻器等顯示的報(bào)警指示故障時(shí)軸的定位誤差刀具軌跡是否正常輔助機(jī)能的運(yùn)行狀態(tài)第70頁，共90頁。2.檢查加工程序及操作情況是否為新編制的加工程序刀具補(bǔ)償指令及補(bǔ)償量是否正確故障是否與換刀有關(guān)故障是否與進(jìn)給速度有關(guān)操作者的情況（新手）3.檢查系統(tǒng)的輸入電壓輸入電壓的波動(dòng)，電壓值是否在正常范圍附近有否使用大電流的裝置第71頁，共90頁。4.檢查環(huán)境狀態(tài)CNC周圍的溫度狀況控制柜熱交換器、軸流風(fēng)扇工作情況系統(tǒng)周圍的振動(dòng)情況附近有否高頻干擾源5.檢查機(jī)床狀況熔絲是否已熔斷故障前是否修理過機(jī)床或設(shè)置過參數(shù)機(jī)床是否已調(diào)整好第72頁，共90頁。在運(yùn)行過程中是否改變過工作方式機(jī)床是否正處于急停、鎖住狀態(tài)速度倍率開關(guān)是否設(shè)為零進(jìn)給保持按鈕是否被按下間隙補(bǔ)償量是否合適機(jī)床各信號(hào)電纜有否破損信號(hào)線和電源線是否分開走線屏蔽線接地是否正確第73頁，共90頁。四數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法一、診斷步驟和要求

故障檢測（確定有否故障）1.故障診斷故障判斷（確定故障性質(zhì)）故障定位（確定故障部位）2.故障診斷要求：故障檢測方法簡便有效使用的診斷儀器少而實(shí)用故障診斷的所需的時(shí)間盡可能短第74頁，共90頁。二、常用故障診斷方法1.直觀法（望聞問切）問—機(jī)床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看—CRT報(bào)警信息、報(bào)警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開裂、保護(hù)器脫扣、觸點(diǎn)火花等聽—異常聲響（鐵芯、欠壓、振動(dòng)等）聞—電氣元件焦糊味及其它異味摸—發(fā)熱、振動(dòng)、接觸不良等第75頁，共90頁。2.CNC系統(tǒng)的自診斷功能開機(jī)自診斷—系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電后動(dòng)執(zhí)行對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、總線和I/O等模塊及功能板、CRT、軟盤等外圍設(shè)備進(jìn)行功能測試，確定主要硬件能正常工作。運(yùn)行中的故障信息提示—發(fā)生故障在CRT上報(bào)警信息，查閱維修手冊(cè)確定故障原因及排除方法。（不唯一，信息豐富則準(zhǔn)確）二、常用故障診斷方法第76頁，共90頁。3.數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT上顯示故障報(bào)警信息，而且還能以多頁“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息接口檢查參數(shù)檢查二、常用故障診斷方法第77頁，共90頁。接口檢查—系統(tǒng)與機(jī)床、系統(tǒng)與PLC、機(jī)床與PLC的輸入/輸出信號(hào)，接口診斷功能可將所有開關(guān)量信號(hào)的狀態(tài)顯示在CRT上，“1”表示通，“0”表示斷。

利用狀態(tài)顯示可以檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號(hào)輸出到機(jī)床側(cè)，機(jī)床側(cè)的開關(guān)信號(hào)是否已輸入到系統(tǒng)，從而確定故障是在機(jī)床側(cè)還是在系統(tǒng)側(cè)。

第78頁，共90頁。參數(shù)檢查數(shù)控機(jī)床的機(jī)床參數(shù)是經(jīng)一系列的試驗(yàn)和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機(jī)床正常運(yùn)行的保證。包括有增益、加速度、輪廓監(jiān)控及各種補(bǔ)償值等。當(dāng)機(jī)床長期閑置不用或受到外部干擾會(huì)使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生數(shù)據(jù)混亂，機(jī)床將不能正常工作。此時(shí)，可調(diào)出機(jī)床參數(shù)進(jìn)行檢查、修改或傳送。二、常用故障診斷方法第79頁，共90頁。4.報(bào)警指示燈顯示故障除CRT軟報(bào)警外，還有許多“硬件”報(bào)警指示燈，分布在電源、主軸驅(qū)動(dòng)、伺服驅(qū)動(dòng)、I/O裝置上，由此可判斷故障的原因。5.備板置換法（替代法）用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板。（故障被排除或范圍縮小）

注意：斷電狀態(tài)下/選擇開關(guān)/跨線一致二、常用故障診斷方法第80頁，共90頁。6、將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。系統(tǒng)X驅(qū)動(dòng)Y驅(qū)動(dòng)X電機(jī)Y電機(jī)二、常用故障診斷方法第81頁，共90頁。7、敲擊法數(shù)