數(shù)控機床原理第08章和數(shù)控機床編程及加工

第8章數(shù)控機床的維護8.1數(shù)控機床的維護概述8.2故障診斷的方法8.3數(shù)控機床機械故障診斷8.4控制系統(tǒng)故障診斷8.5伺服系統(tǒng)故障診斷8.1數(shù)控機床的維護概述延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預防各種故障，提高數(shù)控機床的平均無故障工作時間和使用壽命。8.1.1數(shù)控機床使用中應注意的問題1．數(shù)控機床的使用環(huán)境對于數(shù)控機床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠離震動較大的設備（如沖床）和有電磁干擾的設備。2．電源要求3．數(shù)控機床應有操作規(guī)程進行定期的維護、保養(yǎng)，出現(xiàn)故障注意記錄保護現(xiàn)場等。4．數(shù)控機床不宜長期封存5．注意培訓和配備操作人員、維修人員及編程人員8.1.2數(shù)控系統(tǒng)的維護1．嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度2．防止灰塵進入數(shù)控裝置內(nèi)漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至損壞元器件。3．定時清掃數(shù)控柜的散熱通風系統(tǒng)4．經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85％～110％。5．定期更換存儲器用電池6．數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機床運行溫機程序。7．備用電路板的維護8.1.3機械部件的維護1．刀庫及換刀機械手的維護①用手動方式往刀庫上裝刀時，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；②嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞；③采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯刀具導致事故發(fā)生；④注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；⑤經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調(diào)整，否則不能完成換刀動作；⑥開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作。2．滾珠絲杠副的維護①定期檢查、調(diào)整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；②定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；③采用潤滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠，每天機床工作前加油一次；④注意避免硬質(zhì)灰塵或切屑進入絲杠防護罩和工作過程中碰擊防護罩，防護裝置一有損壞要及時更換。3．主傳動鏈的維護①定期調(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度；②防止各種雜質(zhì)進入油箱。每年更換一次潤滑油；③保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時調(diào)整液壓缸和活塞的位移量；④要及時調(diào)整配重。4．液壓系統(tǒng)維護①定期過濾或更換油液；②控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；③防止液壓系統(tǒng)泄漏；④定期檢查清洗油箱和管路；⑤執(zhí)行日常點檢查制度。5．氣動系統(tǒng)維護①清除壓縮空氣的雜質(zhì)和水分；②檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；③保持系統(tǒng)的密封性；④注意調(diào)節(jié)工作壓力；⑤清洗或更換氣動元件、濾芯；8.2故障診斷的方法

8.2.1故障分類1．有報警顯示的故障（1）硬件報警顯示的故障 （2）軟件報警顯示的故障2．無報警顯示的故障8.2.2檢測故障的原則檢測排除故障時應掌握以下一些原則。1．先外部后內(nèi)部2．先機械后電氣3．先靜后動4．先公用后專用5．先簡單后復雜6．先一般后特殊8.2.3故障診斷一般步驟1．調(diào)查現(xiàn)場，充分掌握信息2．分析故障原因采用歸納法和演繹法。歸納法是從故障原因出發(fā)搜索其功能聯(lián)系，調(diào)查原因?qū)Y(jié)果的影響。演繹法是從所發(fā)生的故障現(xiàn)象出發(fā)，對故障原因進行分割式分析的方法。分析故障原因時應注意以下幾點：①充分調(diào)查現(xiàn)場；②思路要開闊；③預測故障原因并擬訂檢查內(nèi)容、步驟和方法；8.2.4常用的故障診斷技術1．開機自診斷數(shù)控系統(tǒng)通電后，自診斷軟件對系統(tǒng)中最關鍵的硬件和控制軟件診斷。2．運行自診斷數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進行測試、檢查。3．脫機診斷停止加工和停機檢查，這就叫脫機診斷。8.2.5故障診斷方法1．觀察檢測法2．升溫降溫法3．敲擊法4．對比法5．原理分析法8.3數(shù)控機床機械故障診斷

①簡易診斷技術②精密診斷技術利用先進測試手段進行精確的定量檢測分析。8.3.1數(shù)控機床機械故障診斷方法8.3.2典型機械部件的故障診斷方法1．主軸部件2．滾珠絲杠副3．刀架、刀庫及換刀裝置8.4控制系統(tǒng)故障診斷1．電池報警故障2．鍵盤故障3．熔絲故障4．刀位參數(shù)的更換5．控制系統(tǒng)的“NOTREADY”（沒準備好）故障6．機床參數(shù)的修改8.5伺服系統(tǒng)故障診斷8.5.1常見伺服系統(tǒng)故障及診斷1．伺服超差所謂伺服超差，即機床的實際進給值與指令值之差超過限定的允許值。對此類問題應做如下檢查：①檢查數(shù)控系統(tǒng)設置的允許伺服偏差是否太??；②檢查CNC控制系統(tǒng)與驅(qū)動放大模塊之間，CNC控制系統(tǒng)與位置檢測之間，驅(qū)動放大器與伺服電機的連線是否正確、可靠；③檢查位置檢測器的信號及相關的D/A轉(zhuǎn)換電路是否有問題；④檢查驅(qū)動放大器輸出電壓是否有問題，若有問題，應予以修理或更換；⑤檢查電動機軸與傳動機械間是否配合良好，是否有松動或間隙存在；⑥檢查位置增益是否符合要求。若不符合要求，對有關的電位器應予以調(diào)整。2．機床停止時，有關進給軸振動①檢查高頻脈沖信號，觀察其波形及波幅，若不符合要求應調(diào)節(jié)有關電位器；②檢查伺服放大器速度環(huán)的補償功能。若不合適，應調(diào)節(jié)補償用電位器；③檢查位置檢測用編碼盤的軸、聯(lián)軸節(jié)、齒輪系是否嚙合良好了，有無松動現(xiàn)象，若有問題應予以修復；3．機床運行時聲音不好，有擺動現(xiàn)象①先檢查測速電機換向器表面是否光滑、清潔，電刷與換向器是否接觸良好，因為問題往往多出現(xiàn)在這里，若有問題應及時進行清理或修整；②檢查伺服放大部分速度環(huán)節(jié)的功能，若不合適應予以調(diào)整；③檢查伺服放大器位置環(huán)增益，若有問題應調(diào)節(jié)有關電位器；④檢查位置檢測器與聯(lián)軸節(jié)間的裝配是否松動；⑤檢查由位置檢測器來的反饋信號的波形D/A轉(zhuǎn)換后的波形幅度。若有問題，應進行修理或更換。4．飛車現(xiàn)象（即通常所說的失控）①位置傳感器或速度傳感器的信號反相，或者電樞線接反了，即整個系統(tǒng)不是負反饋而變成正反饋了；②速度指令給的不正確；③位置傳感器或速度傳感器的反饋信號沒有接或者是有接線斷開情況；④CNC控制系統(tǒng)或伺服控制板有邏輯故障；⑤電源板有故障而引起的邏輯混亂。5．所有的軸均不運動①用戶保護性操作，如急停按鈕、制動裝置等沒有釋放，或有關運動的相應開關不正確；②主電源熔絲熔斷；③由于過載保護用斷路器動作或監(jiān)控用繼電器的觸點未接觸好，呈常開狀態(tài)而使伺服放大部分信號沒有發(fā)出。6．電動機過熱①滑板運行時其摩擦力或阻力太大；②熱保護繼電器脫扣，電流設定錯誤；③勵磁電流太低或永磁式電機失磁時，為獲得所需力矩也可引起電樞電流增高而使電動機發(fā)熱；④切削條件惡劣，刀具反做用力太大引起電動機電流增高；⑤運動夾緊、制動裝置沒有充分釋放，使電動機過載；⑥由于齒輪傳動系統(tǒng)的損壞或傳感器有問題，所產(chǎn)生的噪聲進入伺服系統(tǒng)而引發(fā)的周期性噪聲，可使電機過熱；⑦電動機本身內(nèi)部匝間短路而引起的過熱；⑧有風扇冷卻的電動機，若風扇損壞，也可使電動機過熱。7．機床定位精度不準①首先檢查測速發(fā)電機換向器的表面光滑狀況以及電刷的磨合狀況，若有問題，應修整或更換；②檢測高頻脈沖波形的波幅、頻率及波形是否符合要求，若不合適應予以調(diào)整；③檢查切削條件是否合理，刀刃是否損壞，若有問題需改變加工狀態(tài)或更換刀具；④檢查機械傳動部分反向間隙，若不合適應調(diào)整或進行軟件上的反向間隙補償；⑤檢查位置檢測信號的振幅是否合適，并進行必要調(diào)整；⑥檢查機床的振動狀況，如機床水平狀態(tài)是否符合要求，機床地基是否有振動，主軸旋轉(zhuǎn)時機床是否振動。8.5.2主軸伺服系統(tǒng)的故障及診斷8.5.3進給伺服系統(tǒng)故障及診斷①可在CRT上顯示出其故障信息、代碼；②利用伺服單元板上發(fā)光二極管顯示的故障；③沒有任何報警指示的故障。數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學中心實驗目的通過數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結(jié)合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機床完成相應的運動。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗及試切數(shù)控機床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標準硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹機械工程實驗教學中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關1有效M20√M21自定義開關1無效M21√8M22自定義開關2有效M22√M23自定義開關2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進行有關數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；每一個程序段完成一個加工步驟；每一個程序指令有程序段號和若干個指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復使