FANUC-0i系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障診斷與分析開題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙共9頁(yè)第1頁(yè)一、前言（一）課題題目FANUC-0i系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障診斷與分析（二）課題來(lái)源自選課題（三）課題類型基礎(chǔ)研究性（四）課題意義及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析數(shù)控機(jī)床的回參考點(diǎn)操作是數(shù)控機(jī)床控制操作中最重要的功能環(huán)節(jié)之一。能否正確返回到參考點(diǎn)，將會(huì)直接影響到零件的加工質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床的各種刀具補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償、軸向補(bǔ)償以及其他精度補(bǔ)償措施能否發(fā)揮正確作用將完全取決于數(shù)控機(jī)床能否回到正確的參考點(diǎn)位置。1、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展目前，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其加工柔性好，精度高，生產(chǎn)效率高，具有很多的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，數(shù)控系統(tǒng)正向以下幾個(gè)方向發(fā)展。1）高速化和高精度化為實(shí)現(xiàn)高速化和高精度化，今后數(shù)控技術(shù)的發(fā)展如下：裝訂線畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙共9頁(yè)第2頁(yè)使伺服電動(dòng)機(jī)的位置環(huán)、速度環(huán)的控制實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，以達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)的高速、高精度控制采用現(xiàn)代控制理論，減少滯后量提高跟隨精度。采用高分辨率的位置編碼器。現(xiàn)代高分辨率位置編碼器絕對(duì)位置的測(cè)量可達(dá)163840脈沖/轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)多種補(bǔ)償功能，提高數(shù)控機(jī)床的加工精度和動(dòng)態(tài)特性。2)智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成，為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等。簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國(guó)的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國(guó)的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC)日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng))；德國(guó)西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。裝訂線畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙共9頁(yè)第3頁(yè)2、回參考點(diǎn)的原理按機(jī)床檢測(cè)元件檢測(cè)原點(diǎn)信號(hào)方式的不同，返回機(jī)床參考點(diǎn)的方法有兩種。一種為柵格法，另一種為磁開關(guān)法。數(shù)控機(jī)床多采用柵格法產(chǎn)生檢測(cè)元件的回零信號(hào)。1）柵格法數(shù)控機(jī)床按照控制理論可分為閉環(huán)、半閉環(huán)和開環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)裝有檢測(cè)最終直線位移的反饋裝置；半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置測(cè)量裝置安裝在伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上或絲桿的端部，即反饋信號(hào)取自角位移；開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)不帶位置檢測(cè)反饋裝置、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)通常利用位移檢測(cè)反饋裝置（脈沖編碼器或光柵尺）進(jìn)行回零定位，即柵格法回零；開環(huán)系統(tǒng)則需另外加裝檢測(cè)元件，通常利用磁感應(yīng)開關(guān)同零定位，即磁開關(guān)法回零。無(wú)論采用哪種回零操作，為保證準(zhǔn)確定位，在到達(dá)零點(diǎn)之前，數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)必須自動(dòng)減速，因此在多數(shù)數(shù)控機(jī)床上安裝減速撞塊及相應(yīng)的檢測(cè)元件。柵格法中，按照檢測(cè)元件測(cè)量方式的不同可以分為以絕對(duì)脈沖編碼器方式歸零和以增量脈沖編碼器方式歸零。在使用絕對(duì)脈沖編碼器作為測(cè)量反饋元件的系統(tǒng)中，調(diào)試機(jī)床時(shí)第一次開機(jī)后，通過(guò)參數(shù)設(shè)置配合機(jī)床回零操作調(diào)整到合適的參考點(diǎn)，只要絕對(duì)脈沖編碼器的后備電池有效，此后每次開機(jī)，不必進(jìn)行回參考點(diǎn)操作。在使用增量脈沖編碼器的系統(tǒng)中，回參考點(diǎn)有兩種模式。一種為開機(jī)后在參考點(diǎn)回零模式下各軸手動(dòng)回原點(diǎn)，每一次開機(jī)后都要進(jìn)行手動(dòng)回原點(diǎn)操作。另一種為采用存儲(chǔ)器模式，第一次開機(jī)手動(dòng)回原點(diǎn)，以后均可用G代碼指令回原點(diǎn)。參考文獻(xiàn)42）磁開關(guān)法磁開關(guān)法是在機(jī)械本體上安裝磁鐵及磁感應(yīng)原點(diǎn)開關(guān)或者接近開關(guān)，當(dāng)磁感應(yīng)原點(diǎn)開關(guān)或接近開關(guān)檢測(cè)到原點(diǎn)信號(hào)后，進(jìn)給電機(jī)立即停止，該停止點(diǎn)被認(rèn)作為原點(diǎn)。磁開關(guān)法常用于開環(huán)系統(tǒng)，由于開環(huán)系統(tǒng)沒(méi)有位移檢測(cè)反饋裝置脈沖編碼器或光柵尺，所以不會(huì)產(chǎn)生柵格信號(hào)，通常利用磁感應(yīng)開關(guān)回零定位。3、數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的發(fā)展數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)、電、光、氣一體化高新技術(shù)的結(jié)晶。電氣復(fù)雜，管路交叉林立。數(shù)控系統(tǒng)五花八門，故障現(xiàn)象也各不相同，特別是大、重型數(shù)控機(jī)床，價(jià)格昂貴，以數(shù)百萬(wàn)美金計(jì)。安裝調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)（幾個(gè)月到一年以上）。大型數(shù)控機(jī)床內(nèi)有成千上萬(wàn)只元器件，其中任一元件有故障，都會(huì)造成機(jī)車工作不正常。大、重型數(shù)控機(jī)床體積龐大，在無(wú)恒溫條件下使用，環(huán)境的影響也很容易引發(fā)故障。因此數(shù)控機(jī)床的維修就成了裝訂線畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙共9頁(yè)第4頁(yè)許多企業(yè)的老大難題。要迅速找出數(shù)控機(jī)床的故障、隱患，并及時(shí)排除，就要迅速發(fā)展數(shù)控診斷技術(shù)。1)通信診斷通信診斷也稱原距離診斷或海外診斷。用戶只需把CNC系統(tǒng)中專用“通信接口”連接到普通電話線上，維修中心的專用通信診斷計(jì)算機(jī)的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上。由通信計(jì)算機(jī)向各用戶CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測(cè)試數(shù)據(jù)送回診斷計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析并得出結(jié)論，最后又將診斷結(jié)論和處理方法通知用戶。FUNUC公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)就具有這種診斷功能。通信診斷不僅用于故障發(fā)生之后對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行診斷，而且還可以用作用戶的定期預(yù)防性診斷，只需按約定的時(shí)間對(duì)機(jī)床作一系列試運(yùn)行檢查，將檢查數(shù)據(jù)通過(guò)電話線送入維修中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，維修人員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)，就可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障隱患。2)自修復(fù)系統(tǒng)自修復(fù)系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置備用模塊,在數(shù)控系統(tǒng)的軟件中裝有自修復(fù)程序.當(dāng)軟件在運(yùn)行時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)某一個(gè)模塊有故障時(shí),系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT,同時(shí)自動(dòng)尋找是否有備用模塊,若有備用模塊,系統(tǒng)能自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)而接通備用模塊,從而使系統(tǒng)較快地進(jìn)入正常工作狀態(tài)。Cinci