數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修技術(shù)與實(shí)訓(xùn)模塊三課件

1、數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修技術(shù)與實(shí)訓(xùn) 主編 王桂蓮1模塊三 數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的 連接、調(diào)試與維修2h-3q任務(wù)一數(shù)控機(jī)床主軸變頻系統(tǒng)的調(diào)試與維修 【職業(yè)知識(shí)目標(biāo)】 掌握主軸變頻系統(tǒng)的連接和調(diào)試方法。 掌握主軸變頻系統(tǒng)的維修和維護(hù)方法。2h-3q【職業(yè)技能目標(biāo)】 能連接和調(diào)試主軸變頻系統(tǒng)。 能夠正確調(diào)整變頻器的相關(guān)參數(shù)。 能排除主軸變頻系統(tǒng)的故障?！韭殬I(yè)素養(yǎng)目標(biāo)】 在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)和愛崗敬業(yè)的精神。 培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、較強(qiáng)的語言表達(dá)能力和動(dòng)手能力。 培養(yǎng)7S或10S的管理習(xí)慣和理念。2h-3q 1.工作對(duì)象(設(shè)備)FANUC數(shù)控機(jī)床主軸變頻系統(tǒng),日本安川變頻器(VS6

2、16 G5/G7)若干。2.工具和學(xué)習(xí)材料萬用電表和電筆,安川變頻器說明書。教師準(zhǔn)備好學(xué)生要填寫的考核表格(表1-1)。3.教學(xué)方法應(yīng)用模擬工廠生產(chǎn)實(shí)際的教學(xué)模式,采用項(xiàng)目教學(xué)法、小組互動(dòng)式教學(xué)法,講授、演示教學(xué)法等進(jìn)行教學(xué)。2h-3q 一、FANUC數(shù)控系統(tǒng)主軸控制方式1. FANUC數(shù)控系統(tǒng)主軸控制的類型(1)模擬主軸控制(2)串行主軸控制2.主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成及功能(1)普通三相異步電動(dòng)機(jī)配置變速齒輪實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)傳統(tǒng)主軸(2)三相異步電動(dòng)機(jī)配置變頻器實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)變頻主軸(3)三相異步電動(dòng)機(jī)配置變頻器以及變速箱實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)變頻主軸(4)主軸伺服電動(dòng)機(jī)配置主軸伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)伺服主軸2

3、h-3q普通三相異步電動(dòng)機(jī)配置變速齒輪實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)的示意圖如圖3-1所示,屬于模擬主軸控制方式。圖3-1普通三相異步電動(dòng)機(jī)配置變速齒輪實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)的示意圖2h-3q三相異步電動(dòng)機(jī)配置變頻器實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)的示意圖如圖3-2所示圖3-2三相異步電動(dòng)機(jī)配置變頻器實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)的示意圖2h-3q圖3-3三相異步電動(dòng)機(jī)配置變頻器以及變速箱實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)的示意圖2h-3q圖3-4通過串行主軸伺服放大器實(shí)現(xiàn)主軸傳動(dòng)圖3-4所示為串行主軸控制方式。3b-4a(5)電主軸電主軸單元把電動(dòng)機(jī)和高精度主軸直接結(jié)合在一起,可減少機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),提高傳動(dòng)效率,實(shí)現(xiàn)高速、高效、高精度加工,還可消除機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲,其外形如

4、圖3-5所示。從圖中可以看出,電主軸的結(jié)構(gòu)十分緊湊、簡(jiǎn)潔。由于一般的電主軸速度都比較高,高速旋轉(zhuǎn)時(shí)容易產(chǎn)生熱量,因此電主軸工作時(shí)主要要解決高速加工時(shí)的散熱問題。一般電主軸的軸承采用陶瓷軸承,在電動(dòng)機(jī)鐵心中增加油冷卻通道,外部增加冷卻裝置把電動(dòng)機(jī)本身產(chǎn)生的熱量帶走。若電主軸安裝傳感器,還能實(shí)現(xiàn)速度和位置的控制等功能。電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以選用中頻變頻器或主軸伺服放大器,滿足數(shù)控機(jī)床高速、高精度加工的需要,屬于模擬或串行主軸控制方式。3b-4a圖3-5電主軸外形3b-4a圖3-6日本安川變頻器(VS616 G5)外形圖3b-4a二、主軸通用變頻器模擬量控制的主軸驅(qū)動(dòng)裝置采用變頻器實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)控制,有

5、通用變頻器控制通用電動(dòng)機(jī)和專用變頻器控制專用變頻電動(dòng)機(jī)兩種形式。1.通用變頻器的組成及端子功能(1)變頻器主電路的工作原理及接線主電路主要包括交直電路、制動(dòng)單元電路和直交電路,如圖3-7所示。1)交直電路。2)直交電路。3)制動(dòng)單元電路。(2)變頻器控制回路功能及端部接線如圖3-8所示3b-4a圖3-7安川變頻器主電路端子的功能連接a)主電路b)主電路的端子排列3b-4a圖3-8安川變頻器控制回路端子的功能連接圖a)控制回路接線端子圖b)控制回路端子的排列圖3b-4a2. CNC系統(tǒng)與變頻器的信號(hào)流程圖3-9所示為SSCK-20數(shù)控車床主軸驅(qū)動(dòng)裝置(安川變頻器)的接線。(1)CNC到變頻器的信

6、號(hào)1)主軸正轉(zhuǎn)信號(hào)(1-11)、主軸反轉(zhuǎn)信號(hào)(2-11)。2)系統(tǒng)故障輸入信號(hào)(3-11)。3)系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)(4-11)。4)主軸電動(dòng)機(jī)速度模擬量信號(hào)(13-17)。5)主軸點(diǎn)動(dòng)信號(hào)(7-11)。3b-4a圖3-9SSCK-20數(shù)控車床主軸驅(qū)動(dòng)裝置的接線3b-4a(2)變頻器到CNC的信號(hào)(通過系統(tǒng)的PMC)1)變頻器故障輸入信號(hào)(19-20)。2)主軸速度到達(dá)信號(hào)(26-27)。3)主軸零速信號(hào)(25-27)。(3)變頻器到機(jī)床側(cè)的信號(hào)1)主軸速度表的信號(hào)。2)主軸負(fù)載表的信號(hào)3b-4a一、變頻器功能參數(shù)的設(shè)定及操作下面以SSCK-20數(shù)控車床為例,具體說明變頻器參數(shù)的含義及設(shè)定方法,沒有提

7、到的參數(shù)按出廠時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。1. A組參數(shù)2. B組參數(shù)3. C組參數(shù)4.E組參數(shù)5. L組參數(shù)3b-4a1.通用變頻器常見故障及處理方法(表3-1)二、通用變頻器常見故障的診斷及處理2.通用變頻器故障診斷及排除的實(shí)例分析3b-4a 通用變頻器常見的報(bào)警及保護(hù)為了保證驅(qū)動(dòng)器安全、可靠地運(yùn)行,在主軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障和異常等情況時(shí),設(shè)置了較多的保護(hù)功能。這些保護(hù)功能與主軸驅(qū)動(dòng)器的故障檢測(cè)和維修密切相關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí),可以根據(jù)保護(hù)功能的情況分析故障原因。3b-4a5)速度檢測(cè)回路斷線或短路報(bào)警。1)接地保護(hù)。2)過載保護(hù)。3)速度偏差過大報(bào)警。4)瞬時(shí)過電流報(bào)警。6)速度過高報(bào)警。7)勵(lì)磁監(jiān)控

8、。8)短路保護(hù)。9)相序報(bào)警。3b-4a任務(wù)二 FANUC系統(tǒng)主軸伺服系統(tǒng)的連接與參數(shù)調(diào)試【職業(yè)知識(shí)目標(biāo)】 主軸伺服系統(tǒng)的連接和調(diào)試。 主軸伺服系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)試。【職業(yè)技能目標(biāo)】 能連接和調(diào)試主軸系統(tǒng)。 能夠正確調(diào)整主軸伺服系統(tǒng)參數(shù)。3b-4a【職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)】 在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí),愛崗敬業(yè)的精神。 培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、較強(qiáng)的語言表達(dá)能力和動(dòng)手能力。 培養(yǎng)7S或10S的管理習(xí)慣和理念。3b-4a1.工作對(duì)象(設(shè)備)FANUC 0i-D系列數(shù)控機(jī)床主軸伺服系統(tǒng)。2.工具和學(xué)習(xí)材料萬用電表和電筆。教師準(zhǔn)備好學(xué)生要填寫的考核表格(表1-1)。3.教學(xué)方法應(yīng)用模擬工廠生產(chǎn)

9、實(shí)際的教學(xué)模式,采用項(xiàng)目教學(xué)法、小組互動(dòng)式教學(xué)法、講授、演示教學(xué)法等進(jìn)行教學(xué)。3b-4a 一、FANUC系統(tǒng)主軸電動(dòng)機(jī)介紹二、FANUC串行主軸硬件連接1.電源模塊與主軸放大器模塊的連接2. i主軸放大器模塊與外圍設(shè)備的連接3. i主軸放大器與周圍設(shè)備的連接3b-4a 圖3-10iI主軸電動(dòng)機(jī)與編碼器的外形iI主軸電動(dòng)機(jī)與編碼器的外形如圖3-10所示,iI主軸電動(dòng)機(jī)接口功能如圖3-11所示。3b-4a 圖3-11iI主軸電動(dòng)機(jī)接口功能3b-4a圖3-12i電源模塊與主軸放大器模塊的連接圖電源模塊與主軸放大器模塊的連接圖如圖3-12所示。3b-4a圖3-13i主軸放大器模塊實(shí)物和接口位置a)i主

10、軸放大器模塊實(shí)物b)i主軸放大器模塊接口位置i主軸放大器模塊實(shí)物和接口位置如圖3-13所示,各部件功能見表3-4,i主軸放大器模塊與外圍設(shè)備的連接框圖如圖3-14所示。3b-4a表3-4i主軸放大器模塊各部件功能3b-4a圖3-14i主軸放大器模塊與外圍設(shè)備的連接框圖3b-4aiSV伺服放大器和iSVSP伺服放大器各部件的名稱與功能見表3-5。圖3-15iSVSP伺服放大器總體連接圖3b-4a表3-5iSV伺服放大器和iSVSP伺服放大器各部件的名稱與功能3b-4a三、主軸的控制與連接主軸的控制方法主要有三種,見表3-6,其控制的主軸轉(zhuǎn)速基本相同,主軸連接如圖3-16所示。表3-6主軸的控制方

11、法3b-4a圖3-16主軸連接3b-4a四、FANUC串行主軸參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整1.FANUC 0i-D數(shù)控系統(tǒng)串行主軸參數(shù)初始化2. FANUC 0i-D數(shù)控系統(tǒng)主軸參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整3b-4a 主軸相關(guān)參數(shù)的初始化設(shè)定1.串行主軸的初始化設(shè)定步驟2.模擬主軸設(shè)定與調(diào)整3.案例分析3b-4a表3-9850型數(shù)控加工中心的主軸結(jié)構(gòu)參數(shù)圖3-19串行主軸結(jié)構(gòu)3b-4a 圖3-23主軸結(jié)構(gòu)圖3b-4a 電主軸1.使用注意事項(xiàng)2.電主軸維護(hù)保養(yǎng)的注意事項(xiàng)3b-4a任務(wù)三主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與排除【職業(yè)知識(shí)目標(biāo)】 熟悉直流伺服主軸的故障診斷及排除方法。 掌握交流伺服主軸的故障診斷及排除方法。 熟悉主軸伺

12、服系統(tǒng)的維護(hù)方法?！韭殬I(yè)技能目標(biāo)】 能診斷和排除直流伺服主軸的故障。 能診斷和排除交流伺服主軸的故障。 會(huì)維護(hù)主軸伺服系統(tǒng)。3b-4a【職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)】 在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí),愛崗敬業(yè)的精神。 培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、較強(qiáng)的語言表達(dá)能力和動(dòng)手能力。 培養(yǎng)7S或10S的管理習(xí)慣和理念。3b-4a 1.工作對(duì)象(設(shè)備)FANUC 0i系列數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)。2.工具和學(xué)習(xí)材料萬用電表和電筆等。教師準(zhǔn)備好學(xué)生要填寫的考核表格(表1-1)。3.教學(xué)方法應(yīng)用模擬工廠生產(chǎn)實(shí)際的教學(xué)模式,采用項(xiàng)目教學(xué)法、小組互動(dòng)式教學(xué)法、講授、演示教學(xué)法等進(jìn)行教學(xué)。3b-4a 一、數(shù)控機(jī)床主軸維修概

13、述主軸伺服系統(tǒng)常見的故障有以下幾種。1.外界干擾2.過載3.主軸定位抖動(dòng)4.主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配5.轉(zhuǎn)速偏離指令值6.主軸異常噪聲及振動(dòng)7.主軸電動(dòng)機(jī)故障二、FANUC串行主軸的維修3b-4a 一、直流主軸伺服系統(tǒng)故障1.直流主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障的原因(表3-18)2.直流伺服主軸故障診斷及排除實(shí)例分析二、交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見故障的診斷與排除1.主軸不能轉(zhuǎn)動(dòng),且無任何報(bào)警顯示產(chǎn)生主軸不能轉(zhuǎn)動(dòng),且無任何報(bào)警顯示故障的可能原因及排除方法見表3-192.主軸速度指令無效,轉(zhuǎn)速僅有12r/min主軸速度指令無效,轉(zhuǎn)速僅有12r/min故障的可能原因及排除方法見表3-20。3b-4a3.速度偏差過大

14、速度偏差過大指主軸電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度與指令速度的誤差值超過允許值,一般是啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)或速度上不去。速度偏差過大報(bào)警的可能原因及故障排除方法見表3-21。4.過載報(bào)警切削用量過大,頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過載報(bào)警,具體表現(xiàn)為主軸過熱、主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過電流報(bào)警等。造成此故障的可能原因及排除方法見表3-225.主軸振動(dòng)或噪聲過大6.交流伺服主軸故障診斷及排除實(shí)例分析3b-4a三、其他主軸故障的維修四、電主軸的裝拆步驟加工中心用電主軸的結(jié)構(gòu)如圖3-28所示3b-4a圖3-28電主軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1主軸軸系2內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)3支承及潤(rùn)滑系統(tǒng)4冷卻系統(tǒng)5松拉刀系統(tǒng)6軸承自動(dòng)卸載系統(tǒng)7編碼器安裝調(diào)整系統(tǒng)8軸承3b-4a傳感器的支架,如圖3-29所示。圖3-29傳感器支架3b-4