数控机床分类和处理故障方法.ppt

数控机床的构成与特点从控制过程分为：*全闭环控制（用于高精度机床）光栅尺/感应同步器反馈*半闭环控制（用于一般数控机床）编码器/旋转编码器反馈 *开环控制（用于经济型机床）机械+数控+液压+光学反馈为半闭环控制系统的结构原理图。图3-2 半闭环控制系统结构原理图 采用半闭环控制系统的数控机床，电气控制与机械传动间有明显的分界，因此调试维修与故障诊断较方便且机械部分的间隙摩擦死区刚度等非线性环节都在闭环以外，因此系统的稳定性较好。伺服电机和光电编码器通常做成一体，电动机和丝杠间可以直接联接或通过减速装置联接；位置检测单位和实际最小移动单位间的匹配，可以通过数控系统的参数（电子齿轮比）进行设置。它具有传动系统简单、结构紧凑、制造成本低、性能价格比高等特点，从而在数控机床上得到广泛应用。如图半闭环控制系统的结构原理图。图3-3 全闭环控制系统结构原理图 采用闭环控制系统的数控机床的特点是：机床移动部件上直接安装有直线位移检测装置，检测装置检测最终位移输出量。实际位移值被反馈到数控装置或伺服驱动中，它可以直接与输入的指令位移值进行比较，用误差进行控制，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上说，对于这样的闭环系统，其运动精度仅取决于检测装置的检测精度，它与机械传动的误差无关，显然，其精度将高于半闭环系统。而且它可以对传动系统的间隙、磨损自动补偿，其精度保持性要比半闭环系统好得多。图为全闭环控制系统的结构原理图。由于闭环控制系统的工作特点，它对机械结构以及传动系统的要求比半闭环更高，传动系统的刚度、间隙、导轨的爬行等各种非线性因素将直接影响系统的稳定性，严重时甚至产生振荡。解决以上问题的最佳途径是采用直线电动机作为驱动系统的执行器件。采用直线电动机驱动，可以完全取消传动系统中将旋转运动变为直线运动的环节，大大简化机械传动系统的结构，实现了所谓的“零传动”。它从根本上消除了传动环节对精度、刚度、快速性、稳定性的影响，故可以获得比传统进给驱动系统更高的定位精度、快进速度和加速度。数控机床的构成与特点滚珠丝杠 Ball Screw 直线导轨 Linear Guide 镶钢贴塑导轨 Plastic Guide刀库 ATCAutomatically Tools Change换刀机械手 Robot 交换工作台 APCAutomatically Pallet Change 直线电机 Linear Motor力矩电机 Synchronous Built-in Servo Motor 高速电主轴 High Speed Spindle新技术的应用维修任务对最终用户的要求由于现在的数控机床的维修专业性要求强主要表现在：数控系统专用总线，专用LSI 专用数字驱动模块及伺服电机 机械部件模块化、标准化、专业化 软件平台兼容性差、专用语言 APT、G代码、ASCII 码等 机床参数和数据唯一性 系统参数、螺距误差补偿、宏变量等所以现场维修人员的主要工作不是“修复”的概念而是及时准确的判断出故障点！确定维修方向：故障资料电气强电弱电机械机械液压数控机床维修的基本判断故障属于哪里类的问题机、电、液判断故障性质2.2.确定确定“责任责任”归属归属6.6.正确备份、保留数据正确备份、保留数据机械故障联系机床厂家或机修人员电器故障联系数控厂家或电器人员接口故障一般接口由硬件（接口电路、电磁阀、接近开关、继电器、以及PLC/PMC程序组成）数控机床维修过程中应注意的事项 由于机床数据存储在RAM或FLASH中，数据的保存依靠电池或硬件载体，所以维修过程中数据有易失性。不同版本、规格的备件替代时一定要得到原厂商的技术确认，否则易造成更严重的损坏。经过系统维修后，机床原点、工件坐标系、宏变量有可能丢失或变更，一定要和操作人员确认，否则容易产生机床的误动作。由于数控机床采用滚珠丝杠，没有自锁特性，一般机床重力轴附有制动器，有的在电机侧、有的是外部液压锁紧，处理不当时会造成危险。5.5.高速电主轴和激光器等特殊附件应该在专业人员高速电主轴和激光器等特殊附件应该在专业人员 指导下维修指导下维修电气维修中的细分主控制器，CPU、内存轴卡、PMC程序等3.3.Interface Interface 及外围电路及外围电路 I/O模块、PMC程序 电磁阀、接近开关 继电器等 伺服放大器、GBIT驱动、脉冲位置编码器基本诊断方式1.现象观察现象观察 根据现场情况判断故障性质根据现场情况判断故障性质2.2.显示器报警显示显示器报警显示 各类数控系统在电源和总线能够工作的前提下，可以显示各类数控系统在电源和总线能够工作的前提下，可以显示内部故障报警提示内部故障报警提示 在硬件上有相应的在硬件上有相应的LEDLED灯或是七段显示管反映设备运行状态灯或是七段显示管反映设备运行状态 通过通过PMCPMC诊断画面分析外部电路情况诊断画面分析外部电路情况现场维修准备1.1.技术资料技术资料维修说明书、强电图、PMC梯形图或语序表测量电压、线路的通断、晶体管的电阻等备份数据、PLC程序在线测试用替代法排除故障1.1.特点：特点：FANUC数控系统 的维修 伺服驱动 的维修 伺服电机的维修对于数控系统和接口电路的责任分界上，我公司承接除数控系统以外的电气故障维修根据用户的委托可以承担现场的故障判断