数控机床控制系统检测与维护数控机床电气控制系统的调试和维修任务一数控机床电气系统总体结构及电气连接.ppt

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1、项目三 数控机床电气控制系统的调试和维修,任务一 数控机床电气系统总体结构及电气连接,设备,资料,CK6140数控车床 XH714立式加工中心,CK6140数控车床电气原理图 XH714立式加工中心电气原理图 日本FANUC 0MD简明调试手册,工作准备,任务引入和讨论,任务说明,数控机床电气控制系统的三大任务,1）坐标轴的运动控制 2）主轴运动的控制 3）辅助装置的控制,数控机床电气系统的总体结构,除了执行各种运动及功能指令外，能让数控机床的各运动部件能够准确地、协调有序地、安全地运行,必备知识,1数据的输入/输出装置,数控机床电气系统的总体结构,存储介质：ATA记忆卡，FLASH 卡、US

2、B 接口以及通信装置,2计算机数控系统,FANUC 0iMC,数控机床电气系统的总体结构,2计算机数控系统,FANUC 0iMD,数控机床电气系统的总体结构,有序地发出各种运动指令和各种机床功能的控制指令，以控制相应的执行机构，直至运动和功能结束。,3可编程逻辑控制器,数控机床电气系统的总体结构,使各种运动及功能指令能够准确地、协调有序安全地运行，同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC，使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令，如此实现对整个机床的控制。,4主轴和进给伺服驱动系统,数控机床电气系统的总体结构,实现速度、位置的闭环控制,6电器硬件电路,电器硬件电路的主要任务是控制各控制部

3、件、控制电路、执行电器的电源的通断。,数控机床电气系统的总体结构,电气系统的工作原理,数控系统的全部工作，实际上是按照程序指定的要求，控制电能的传输和变换，使数控机床的各个部件在这些受控电能的驱动下，按照程序指定的方式和步骤有条不紊地工作。 数控机床每个运动坐标的电气控制由电流（转矩）控制环、速度控制环和位置控制环串联组成。,Fanuc数控系统电源控制回路,供电方式采用模块化结构，由电源模块统一供电 ； 接通电源模块三相输入电源的接触器由数控系统控制。,电气系统的工作原理,电气系统对电源的要求,电源电压和频率,我国供电制式是380V，三相；交流220V，单相，频率为50Hz FANUC系统输入

4、电压为DC24V10，电流约7A。伺服和主轴电动机为AC200V）输入,电源电压的波动范围,一般数控系统允许电压在额定值的85%-110%之间波动 控制器采用24V直流供电，则正常工作电压可在18VDC到30VDC，,电气系统对电源的要求,推荐的CNC控制器供电顺序,电气系统对电源的要求,利用中间接触器线圈开断电磁力的不同，弥补系统电源的微量波动，以保证数控系统稳定的工作。,输入电源电压相序,输入的相序与数控机床要求的相序应一致。,电气系统对电源的要求,快速检验的方法：合上总电源开关后， 察看风扇的转动方向； 察看冷泵电机是否能冲出冷却水。,良好的接地,为了保护人身和设备的安全 为了保证设备的

5、正常工作 为了抑制噪声，电缆、变压器等的屏蔽层需接地，相应的接地称为屏蔽接地。,电气系统对电源的要求,FANUC 0i-C系列系统组成,系统与外部电源、显示单元及通信口的连接,FANUC 0i-MC电气系统的总体连接,系统与主轴的连接,FANUC 0i-MC电气系统的总体连接,FANUC i系列伺服 系统外形图,（电源+主轴+单轴伺服）,系统与进给伺服的连接,FANUC 0i-MC电气系统的总体连接,FANUC系统参数分类,系统参数,按功能划分，FANUC 0i系列共有43个大类的机床参数：如坐标系、加减速度控制、伺服驱动、主轴控制、固定循环、自动刀具补偿、基本功能等。,系统参数的数据形式,系

6、统参数,参数可以分为位型参数、位轴型参数和字节型参数： （1）对于位型和位轴型参数，每个数据号由8位组成，每一位有不同的意义。无效位在参数输入时应填补0。 （2）轴型参数允许参数分别设定给每个控制轴。 （3）每个数据类型有一个通用的有效范围，参数不同其数据范围也不同。,参数的含义,(1)位型数据（7位）,TVC: 是否进行TV检查 0:不进行 1：进行,系统参数-如何读参数说明书,系统参数-如何读参数说明书,参数的含义,(2)字节型数据,各类参数在数据设定方面的区别,（1）位型参数（归属于系统参数）,系统参数-参数设定,此类参数通过设定某bit位为“0”或“1”，选择或设定功能,各类参数在数据

7、设定方面的区别,（2）轴型参数（对每个控制轴单独设置）（归属系统参数）,系统参数-参数设定,各类参数在数据设定方面的区别,（3）位型和位轴型以外的数据。,系统参数-参数设定,主要是常用的工件坐标、刀具补偿、I/O选择等与操作和编程相关参数。 这类参数放置在【SETTING】（设置）功能键下。,系统参数修改开关的设定,系统参数的显示和修改,按【SETTING】,当PWM=“1”，系统出现“P/S报警100”，意为“允许参数写入,参数修改或设定完毕，务必关闭参数开关,任务实施,实现系统与各模块的连接； 实现系统与外部电源的连接,识读电路图-强电电路,任务实施,系统对通电顺序的要求,系统对电源的要求

8、,任务实施,系统输入电压为DC24V10，电流约7A。 伺服和主轴电动机为AC200V（不是220V，其他系统如0C系统，系统电源和伺服电源均为AC200V）输入,系统对通电顺序的要求,任务实施,电源接通顺序：,（1） 机床电源（200 V AC）； （2） 通过FANUC IO Link连接的从IO设备，电源为24 V DC； （3） 控制单元和CRT单元的电源（24 V DC）,电源关断顺序：,（1）通过FANUC IO Link连接的从IO设备，电源为24 V DC； （2）控制单元和CRT单元的电源（24 V DC）； （3）机床电源（200 V AC）,识读电路图-电源控制电路,任务

9、实施-读图,识读电路图-伺服系统电源控制电路,任务实施-读图,通电前的准备,连接检查,（1）检查所有外部电缆连接线是否连接可靠，控制系统各部件是否采用一点接地，接地是否可靠； （2）检查电源输入单元、伺服变压器、控制变压器的端子连接是否正确和紧固；,任务实施-通电,通电前的准备,重点部位检查,（3）确认输入电源电压、频率及相序。检查确认变压器的容量是否满足控制单元和伺服系统的电能消耗；检查电源电压波动范围是否在数控系统的允许范围之内；检查输入电源的相序。采用相序表或示波器检查输入电源相序。,（4）确认直流电源单元的电压输出端是否对地短路。在系统通电前，应用万用表检查系统提供电源的负载是否有对地

10、短路现象。,任务实施-通电,系统电源的接通,（1）拔掉 CNC 系统和伺服（包括主轴）单元的保险，给机床通电。,接通电源之后，首先检查数控柜中各个风扇是否旋转，借此也可确认电源是否接通。 检查各控制模块上的控制电压是否正常，各种直流电压是否在允许的波动范围之内。一般来说，对5v电源要求较高，波动范围在5，,（2）检查各输出电压正常，且无故障，则切断电源，装上保险后再次给机床和系统通电。,此时，系统会有# 401 等多种报警。这是因为系统尚未输入参数。,任务实施-通电,系统电源的接通,操作顺序： 系统和CRT电源接通按ON/OFF开关，接通系统电源； 伺服总电源的接通拉开急停开关，按机床启动按钮

11、；,任务实施-通电,通用系统参数设置,1核对系统功能参数,任务实施-参数设置,核对随机参数表中99009999号间的参数，即系统功能参数，又称密级参数,2设置系统的参数,（1）设置参数PRM3190 bit6=1，使系统使用中文显示方法； （2）设置参数PRM1010和PRM8130，设置CNC系统控制的轴数以及系统的总控制轴数。数控车床设定为2、数控铣床设定为3；,通用系统参数设置,2设置系统的参数,任务实施-参数设置,（3）控制轴参数设置。 PRM 1010为CNC控制轴数；PRM1020编程坐标轴号设置（X轴为88，Y轴为89，Z轴为90，U轴为85，V轴为86，W轴为87，A轴为65，

12、B轴为66，C轴67，E轴为69）； 1022基本坐标系中各轴的属性设置（0代表既不是基本3轴，也不是其平行轴；1-X轴；2-Y轴；3-Z轴；5-X轴的平行轴；6-Y轴的平行轴；7-Z轴的平行轴。）； PRM 1023各轴的伺服轴号，一般伺服轴号与控制轴号的设定值相同，即设为1、2、3。,MDI工作方式,报警,时间,系统通电后报警显示,系统的自检功能,数控系统起动时，从通电开始，系统内部诊断程序就自动执行诊断。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件。 只有当全部项目都确认正确无误之后，整个系统才能进入正常运行的准备状态。 一旦某一项目检查未通过，系统就立即中止诊断，且显示滞留于未完成的诊

13、断项目的序号，并显示报警信息。此时启动诊断过程不能结束，系统无法投入运行。,FANUC-0i-MC系统通电后显示912号报警，系统不能启动,故障现象：,常见故障处理及诊断实例,配置FANUC-0i-MC系统的日本KT610B-01型数控火焰切割机，每次系统通电后，CRT显示“SYSTEM ERROR 901”，系统无法进入正常工作。,根据显示的故障报警信息，查阅维修手册，可知故障报警912913号为存储器类故障，912号的报警内容为SRAM（静态RAM）的奇偶错误。,技术准备：,FANUC-0i-MC系统通电后显示912号报警，系统不能启动,系统原理：,在FANUC的系统中,存储卡中RAM的数

14、据在读写过程中,都具有奇偶校验检查电路。一旦出现写入的数据和读出的数据的检验位不符时,就会发生奇偶校验报警。ALM912和ALM913分别提示低字节和高字节的报警。,故障分析：,常见故障处理及诊断实例,从硬件方面考虑，引起该报警的原因可能是存储器本身故障、存储器充电电池及其电路故障、线缆连接与接触性故障。 从软件方面考虑，则可能是存储器内存混乱或未进行初始化。,FANUC-0i-MC系统通电后显示912号报警，系统不能启动,现场调查：,常见故障处理及诊断实例,通过询问操作人员了解到，设备使用过程中未出现突然停电事故，且机床处于正常使用期，相关硬件出现故障的可能性较小。因此，初步判断引起故障最可

15、能的原因为软件故障。,FANUC-0i-MC系统通电后显示912号报警，系统不能启动,诊断和维修的步骤：,常见故障处理及诊断实例,1. 按照先软后硬的原则，调出系统的参数画面，发现参数混乱。 2. 备份系统的有关参数、宏指令程序及加工程序。 3. 按照说明书所述步骤对存储器进行初始化操作； 4. 将备份的系统参数等数据重新输入系统。,系统运行检验,重新输入机床参数和程序后，系统恢复正常。,学生实施,归纳总结,任务完成情况,存在的问题分析,解答和演示,检查与评价,任务二 进给伺服系统的连接调试与维修,任务说明,完成进给伺服系统的电气连接和系统调试。,在调速范围内，要求速度均匀、稳定，低速时无爬行

16、。,伺服系统的工作原理,进给伺服系统是以机床移动部件位置为控制量的自动控制系统,进给伺服系统的分类,开环 闭环 半闭环 混合控制闭环（双闭环）,进给伺服系统的控制参数,1一般参数的设定,（1）倍频数与分辨率 （2）正负向存储行程极限 （3）间隙与螺距误差 （4）快速移动速度与最大切削进给速度 （5）机床参考点的坐标值 （6）到位范围,进给伺服系统的控制参数,2位置控制的增益设定,3升降速参数,进给伺服系统的控制参数,4返回参考点参数,（1）快速寻找粗定位开关方向与速度Fa （2）低速寻找栅格零点c的速度Fb,FANUC系统伺服放大器的分类,交流伺服放大器,伺服单元 （SVU）,系列伺服单元,伺

17、服单元,具有串行数字接口,（JS1B）,具有伺服总线接口,（COP10A/COP10B）,具有I/O Link接口,（JD1A/JD1B）,伺服模块 （SVM）,i伺服单元,具有伺服总线接口,（COP10A/COP10B）接口,具有I/O Link接口,（JD1A/JD1B）,系列伺服模块,i系列伺服模块,FANUC 伺服驱动系统,FANUC伺服系统参数的设置,伺服参数初始化,FANUC伺服系统的控制软件存储在控制系统的FROM存储器中，包括了FANUC所有电机型号和规格的伺服数据。,在伺服初次通电调试时，需要确定各伺服轴电机的规格，将相应的伺服数据写入数据存储器，以便之后系统能进行实时运算控

18、制。,FANUC 0i伺服参数设置页面,FANUC伺服系统参数的设置,任务实施,根据原理图，完成电器连接 检查确保接线正确后，通电，设置伺服参数,伺服放大器与伺服电机的连接,任务实施,基本参数设定（FSSB）,任务实施-参数设置,伺服放大器设置,轴设置完成画面,#7（OVL）：伺服过载报警（实际为伺服过热报警）,#6（LV）： 伺服低电压报警,#5（OVC）：伺服过电流报警,#4（HCA）：伺服异常电流报警,#3（HVA）：伺服高电压报警,#2（DCA）：伺服放电电路报警,#1（FBA）：伺服断线报警,#0（OFA）：伺服溢出报警,ALM1报警诊断号,有关“伺服单元未准备好”报警信息,伺服系统

19、常见故障及诊断实例,故障现象：,一台FANUC 0M系统的加工中心，机床起动后，在自动方式运行下，CRT显示401号报警。,分析与处理过程：,报警的含义 ：,轴伺服驱动器的VRDY信号断开，即驱动器未准备好。,（1）检查L/M/N轴的伺服驱动器，发现驱动器的状态指示灯PRDY、VRDY均不亮； （2）检查伺服驱动器电源ACl00V、ACl8V均正常； （3）测量驱动器控制板上的辅助控制电压，发现24 V，15 V异常。,有关“伺服单元未准备好”报警信息（续）,故障处理,仔细检查输入电源，发现X 轴伺服驱动器上的输入电源熔断器电阻大于2 M，远远超出规定值。 机床断电；更换熔断器；机床重新通电。

20、,再次测量直流辅助电压24 V，15 V恢复正常，状态指示灯PRDY、VRDY均恢复正常，重新运行机床，401号报警消失。,检验,伺服系统常见故障及诊断实例,过热类报警,过载报警检测电路,伺服系统常见故障及诊断实例,当进给运动的负载过大、频繁正反向运动，以及进给传动润滑状态和过载检测电路不良时，都会引起过载报警。,伺服电动机过热报警的原因及实际处理方法,1.机械传动故障引起电动机的过载，如电动机与丝杠连接故障、滚珠丝杠与滚珠之间故障等。 2.伺服电动机本身故障引起电动机过载,如伺服电动机绝缘不良(匝间短路)、三相电流不平恒及电动机热敏电阻不良等。 3.伺服电动机过载检测参数不良,进行伺服电动机

21、参数初始化设定.,伺服放大器过热报警的原因及实际处理方法,1.伺服放大器散热条件变差,如散热风扇不良、通风道不畅通。 2.放大器伺服过载检测电路不良，如放大器过热监控电路和热敏电阻不良（可以用同等规格放大器对调法进行判别） 3.系统伺服软件不良及伺服轴板不良（伺服初始化操作）。,可以少量运动且电动机发热的故障维修,伺服系统常见故障及诊断实例,故障现象：,开机后，X、Y轴工作正常，但手动移动Z轴，发现在较小的范围内，Z轴可以运动，但继续移动Z轴，系统出现伺服报警。,确定故障部位(1) 机电隔离：,松开伺服电动机与丝杠的连接，并再次开机试验，发现故障现象不变，故确认报警是由于电气控制系统的不良引起

22、的。 检查电机制动器测量制动器电源；制动器动作单独检测。,可以少量运动且电动机发热的故障维修,伺服系统常见故障及诊断实例,确定故障部位(2)部件交换：,利用同规格的X轴电动机在机床侧进行互换试验（仅交换电缆），发现工作时的故障现象不变，从而排除了伺服电动机本身的原因。 对X、Z轴的驱动器进行互换试验，即：将X轴驱动器与Z伺服电动机连接，Z轴驱动器与X轴电动机连接。经试验发现故障转移到了X轴，Z轴工作恢复正常。,可以少量运动且电动机发热的故障维修,伺服系统常见故障及诊断实例,故障分析：,根据试验结果，确认以下几点： （1）机床机械传动系统正常，制动器工作良好。 （2）数控系统工作正常；因为当Z轴

23、驱动器带X轴电动机时，机床无报警。 （3）Z轴伺服电动机工作正常；因为将它在机床侧与X轴电动机互换后，工作正常。 （4）Z轴驱动器工作正常；因为通过X驱动器（无故障）在电柜侧互换，控制Z轴电动机后，同样发生故障。,确认故障是由于Z轴伺服电动机的电缆连接引起的。,可以少量运动且电动机发热的故障维修,伺服系统常见故障及诊断实例,故障处理和维修：,仔细检查伺服电动机的电缆连接，发现该机床在出厂时电动机的电枢线连接错误，即：驱动器的L/M/N端子未与电动机插头的A/B/C连接端一一对应，相序存在错误。,重新连接后，通电检测，故障消失，Z轴可以正常工作。,修复检测：,任务三 主轴伺服系统的连接调试与维修

24、,任务说明,根据电气原理图，完成主轴伺服控制的电气连接； 检查接线确保正确后，通电，设置参数并调试,任务说明,主轴控制的要求,调速范围宽； 无级调速 ； 恒功率范围宽； 加减速时间短 ； 准停控制精度高； C轴的控制功能,主轴电动机结构,必备知识,主轴伺服电机外形,FANUC系统主轴模块,系列,模块,系列,主轴电动机,i系列 主轴电动机,i/is系列主轴电动机,i/系列模块,放大器,i系列模块,必备知识,主轴电动机特性曲线,必备知识,低速时保持横转矩，高速时保持横功率的特性,主轴的分段无级调速及控制,必备知识,齿轮变速与无级调速相结合 ，同时满足低速转矩和最高主轴转速的要求。,分段无级调速,齿

25、轮自动换档变速,齿轮自动变速的功能由M功能实现（生产厂家设定，PLC实现），如M41-M44； 数控系统参数区设置M41-M44四档对应的最高主轴转速； 数控系统根据当前给出的S指令值，判断应处的转速档，经过PLC处理输出控制更换相应的齿轮档，主轴电机旋转速度所对应的模拟电压则由数控装置输出。,M41对应的主轴最高转速为1000r/min； M42对应的主轴电动机最高转速为3500r/min,必备知识-主轴的分段无级调速及控制,磁传感器准停,主轴准停控制,磁发体与磁传感器在主轴上的位置,磁传感器准停控制系统构成,编码器主轴准停控制,主轴准停控制,准停角度可在CNC系统中由参数设定。,准停控制相

26、关信号和动作时序,准停命令信号：ORT； 准停完成应答信号：ORE,主轴准停控制,准停步骤,数控系统执行M19或M19 S*，将M19指令信号送至可编程控制器； 可编程控制器经译码送出控制信号使主轴驱动进入伺服状态，同时数控系统控制主轴电动机降速并寻找零位脉冲C，然后进入位置闭环控制状态，使主轴定位于指令位置；,例如：M03 S1000主轴以1000r/min正转 M19 ；主轴准停于缺省位置。 M19 S100 ；主轴准停在100处。 S1000 ；主轴再次以1000r/min速度正转。 M19 S200 ；主轴准停至200处。,主轴准停控制,FANUC主轴伺服的连接,串行主轴信号连接,FA

27、NUC串行主轴的的工作过程,CNC侧输出主轴速度指令（M03/M04 S），通过接口JA41将数据以串行数据方式传送给主轴驱动单元，同时主轴伺服受控于外围的PLC信号，如I/O信号，这些I/O信号最终控制主轴的启、停。 任何一个环节出现问题，都可能导致主轴停止旋转。,JA7A,任务实施,根据原理图完成电气连接,动力电源线、信号电缆线、外围控制线的连接,检查接线，确保正确后，通电调试。,主轴参数设置,任务实施,主轴驱动装置可以根据电机的特性自动确定所需要的控制与调节参数（如电压、电流、转速、PWM载频等），以实现驱动装置与电机之间的最佳匹配及系统的最优控制。 这些参数由生产厂家通过试验与测试得到

28、，并被事先保存在主轴驱动装置的存储器中，通过串行主轴的初始化操作，便可以使电机匹配参数自动生效。,FANUC 0i mate C 串行主轴参数设置过程,任务实施,在4133#参数中输入电机代码,4019#7设定为“1”,断电再上电,手动设置反馈装置参数、齿轮换档参数、主轴速度箝制参数、主轴准停参数,主轴不转故障维修,常见故障处理及诊断实例,故障现象：,一台配置FANUC 0MD的立式加工中心，机床主轴在自动及MDI方式下均不旋转，CRT上无报警信息，主轴伺服单元上也无报警。,故障分析：,（1）根据机床电气原理图，查得主轴正转输入地址为X4.3，主轴正转输出地址为Y48.2。利用CRT显示梯形图

29、，找到Y48.2所在的支路。根据故障现象，初步判断故障原因应是主轴旋转的条件未满足。 （2）依据梯形图查找发现G120.5无输入，进一步查找发现定位销插入信号X22.4有输入，造成Y48.2无输出。,主轴不转故障维修,常见故障处理及诊断实例,拆开主轴箱发现，定位销上的挡块松动。,处理办法：调整挡块位置并固定,任务四 数控机床辅助功能的装调和维修,任务说明,以FANUC 0i matc C 7125加工中心圆盘刀库换刀为例，学习换刀动作执行过程，借此理解机床I/O电路的作用和调试要求，最终达到能够检查和排除机床外围故障目的。,了解数控系统对辅助动作进行顺序控制的工作原理,数控机床辅助功能的装调和

30、维修,数控机床的PLC功能,数控机床PLC的作用,在数控机床运行过程中，PLC根据CNC内部标志以及机床的各控制开关、检测元件、运行部件的状态，按照程序设定的控制逻辑对诸如刀库运动、换刀机构、冷却液等的运行进行控制，同时还包括主轴驱动和进给伺服驱动的使能控制和机床报警处理等。,PLC 、CNC 、外围信号间的关系,NC侧,MT侧,数控机床的PLC,数控机床PLC的分类,内装式,独立式,数控机床的PLC,PLC和外部信息的交换,机床至PLC （外部输入）,输入：按钮、行程开关、接触器/继电器触点、传感器的检测输入； 连接形式：sink（汇点输入，又称负端共用输入）； Source（源端输入，又称

31、正端共用输入） 表示符号（地址符号）：X， 如X0.2 （字节.位）,数控机床的PLC,有一些地址的信号意义由FANUC软件定义，用于专门的用途，如X轴参考点减速信号（*DECX）X1009.0,PLC和外部信息的交换,PLC至机床,数控机床的PLC-机床侧输出,输出：继电器输出-交直流通用、驱动能力强响应速度慢（10ms）； 晶体管输出-适用于直流，响应速度快（0.2ms），驱动电流小 连接形式：汇点输出和源输出 表示符号：Y，如Y1.4 （字节.位）,除部分固定地址由CNC厂家设定好外，输入X、输出Y的信号通常由PLC编程人员设定,PLC和外部信息的交换,CNC至PLC,数控机床的PLC-

32、CNC输出,PLC输入：由CNC直接送入PLC的寄存器中 ；反映CNC运行状态的标 志，表明CNC正处于某一状态 表示符号：F， 如：AL（F1.0）：报警状态；MV（F10.2）：进给轴移动中,由CNC厂家确定，PLC编程者只可使用，不可改变和增删， 如，SA：伺服准备完毕信号。 地址： F0.6,PLC和外部信息的交换,PLC至CNC,数控机床的PLC-PLC-CNC,PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC厂家确定，PLC编程者只可使用，不可改变和增删。 如， *SP：进给暂停信号，低电平有效。 地址：G08.5 *ESP：急停信号，低电平有效， 地址：G08.4,PLC输出至CNC：由

33、开关量信号或寄存器完成 表示符号：G,其他接口信号标识及用途,数控机床的PLC,常用PMC逻辑,取信号上升沿的正逻辑和负逻辑,数控机床的PLC,正逻辑：,负逻辑：,常用PMC逻辑,取信号下降沿的正逻辑和负逻辑。,数控机床的PLC,正逻辑：,负逻辑：,常用PMC逻辑,信号触发接通/ 关断逻辑,数控机床的PLC,信号Y12.0在每次接通信号X17.0时交替接通和关断,刀具自动交换控制,刀具的选择,刀库中刀具及刀座编号,系统数据区中的刀具表,为了缩短选刀时间，不管是顺序选刀方式还是随机选刀方式，刀库均按最短路径原则所确定的旋转方向转动到目标位置。,刀具的识别,对刀具的识别，实质上转变为对刀套位置的识

34、别,刀具自动交换控制,刀库旋转，每个刀座通过换刀位置时，安装在此处的开关或传感器可以产生一个脉冲信号送至PLC，作为计数脉冲。 在PLC内部设置一个刀座位置计数器，当刀库正转时，每转过一个刀位，产生的脉冲信号即使该计数器递增计数；反之，则使计数器递减计数。 T指令中给定的刀具号在表中的表序号，即是新刀具在刀库中的位置，也就是刀库旋转的目标位置。,刀具交换及刀号数据表的修改,刀具自动交换控制,换刀过程中与主轴相关的动作及控制,主轴的准停 刀具的夹紧和放松,12、13部分分别为刀具放松检测开关和刀具夹紧检测开关，用于自动换刀过程中刀具放松和夹紧步骤的信号反馈。,圆盘式刀库换刀流程,自动换刀装置的电

35、气控制,输入信号使用到的检测元件,圆盘式自动换刀控制中检测开关位置示意图,换刀控制的直流、交流控制回路,换刀控制的输入、输出信号,信号的PLC地址,插头针脚号,信号公共端,识读电气原理图,任务实施,识读电气原理图,任务实施,识读电气原理图,任务实施,识读电气原理图,任务实施,识读电气原理图,任务实施,刀库的调试,主轴定向的调试,任务实施,1）在MDI方式下执行G91G49G30Z0M19，使主轴准停； 2）按下急停按钮，手动将圆盘刀库逐渐靠近主轴 3）用手转动主轴，将主轴上的刀具驱动槽与刀库上驱动块对齐； 4）依次按【SYSTEM】软键【诊断】，输入445，按软键【SEARCH】，显示诊断画面

36、； 5）将诊断数据DGN NO.445的值赋予参数PRM4077（主轴定向角度偏置）。 6）将刀库移回退出，装上主轴端面键。,常见故障处理及诊断,PLC和外围线路的关系,机床侧的手动操作信号和状态检测信号通过外围线路才能传递给PLC，作为PLC的输入信号； PLC的输出信号也需要经过外围线路的转换才能实现对外部设备动作的控制。 与PLC相关的外围线路中，每一路信号都有一个PLC地址与其对应,数控机床PLC相关故障的特点及表现形式,数控机床PLC相关故障的特点,一般不应该怀疑其PLC程序的正确性 ； 通常问题出在PLC相关接口的外部强电回路，或是PLC的I/O硬件端口,数控机床PLC相关故障的特

37、点及表现形式,数控机床PLC故障的表现形式,通过指示灯或报警文本显示故障报警； 有故障显示，但不反映故障的真正原因； 没有任何提示。,数控机床PLC相关故障诊断的步骤,确认PLC的运行状态,定位不正常输出的原因,查找故障点,确保将PLC设定为自动启动状态；否则PLC不会运行，所有的外部动作都不会执行,数控PLC属顺序控制，确定与故障相关的可能动作，及其PLC输出信号。,从PLC输出点开始检查 对应该动作的PLC端口是否有输出信号，依检查结果查强电回路或PLC程序。,根据报警号诊断故障,数控机床PLC故障诊断方法,故障现象：,在自动运行状态下进行加工生产时，显示器屏幕上突然出现“1010空气压力

38、异常”报警。,技术准备：,查阅该机床维修手册，知”报警发生的原因是进入机床的压缩空气压力未能达到机床的要求；根据建议检查压缩空气的压力，符合要求。,根据报警号诊断故障,故障分析：,数控机床PLC故障诊断方法,查阅电气图纸得知，压缩空气压力是由一只压力开关（地址是X2.3）进行检测的，正常情况下，压力开关的触点闭合，状态为“1”；当压力低于0.4 MPa时，压力开关的触点便断开，状态为“0”，在屏幕上即报出错误代码和报警信息。 压缩空气的压力正常，而屏幕出现压力异常报警，初步判断可能是压力检测开关出现问题。,故障处理：,检查压缩空气的压力检测开关，发现故障，并予以更换，重新通电，故障排除。,根据

39、动作顺序诊断故障,数控机床PLC故障诊断方法,故障现象：,斗笠式圆盘刀库，刀库进入后，动作中止，报警。,故障分析：,根据控制对象的工作原理,数控机床PLC故障诊断方法,故障现象：,一台配备FANUC 0T系统的某数控车床，当用脚踏尾座开关，使套筒顶尖顶紧工件时，系统产生“液压系统压力异常”报警。,故障分析：,根据图纸检查下列各信号状态： 脚踏向前开关输入X0.42的状态 ； 脚踏尾座转换开关输入X17.3的状态； 润滑油供给液位开关输入X17.6的状态； 脚踏向前输出Y49.0；,根据控制对象的工作原理,数控机床PLC故障诊断方法,更换新的压力继电器，调整压力触点，使其在向前脚踏开关动作后接通并保持到压力取消。,故障处理：,根据PLC的I/O状态诊断故障,数控机床PLC故障诊断方法,在数控机床中，输入输出信号的传递，一般要通过PLC的I/O接口来实现，因此一些故障会在PLC的I/O接口通道上反映出来。 如果不是数控系统硬件故障，可以不必查看梯形图和有关电路图，而是通过查询PLC的I/O接口状态，就可找出故障原因。 熟悉控制对象的PLC的I/O正常状态，有利于快速判断故障原因。,