數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)檢測(cè)調(diào)試與維護(hù)項(xiàng)目四課件

項(xiàng)目四數(shù)控機(jī)床整機(jī)調(diào)試

任務(wù)一數(shù)控機(jī)床機(jī)電聯(lián)調(diào)

設(shè)備資料CK6140數(shù)控車床XH714立式加工中心FANUC0imateC維修手冊(cè)FANUC0imateC參數(shù)手冊(cè)XH714立式加工中心電氣圖冊(cè)工作準(zhǔn)備任務(wù)引入和討論任務(wù)說明正確設(shè)置數(shù)控機(jī)床硬限位和軟限位；進(jìn)行數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)功能的調(diào)試軟限位——參數(shù)設(shè)定限位；硬限位——行程開關(guān)限位?；貐⒖键c(diǎn)——讓機(jī)床各軸回到機(jī)床某一固定點(diǎn)上，以建立機(jī)床坐標(biāo)系軟限位采用軟件計(jì)算的方式進(jìn)行限位。即參數(shù)設(shè)置、CNC自動(dòng)判斷進(jìn)行超程檢測(cè)的方法。當(dāng)機(jī)床位置超出機(jī)床參數(shù)設(shè)定范圍時(shí)，機(jī)床減速并停止移動(dòng)，并有相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)出現(xiàn)在機(jī)床通電、執(zhí)行過返回參考點(diǎn)操作后，上述軟限位參數(shù)方起作用。必備知識(shí)硬限位采用行程開關(guān)，通過電氣控制方式進(jìn)行限位。即機(jī)床坐標(biāo)軸的實(shí)際位置超出了允許的范圍，觸發(fā)對(duì)應(yīng)的行程限位開關(guān)，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出超程信號(hào)，通過電氣控制的方式，迫使機(jī)床坐標(biāo)軸立即停止移動(dòng)。軟限位和硬限位的關(guān)系

軟限位的設(shè)置不能超過硬限位的設(shè)置，否則軟限位的功能不會(huì)起到作用，設(shè)置的軟限位參數(shù)也就沒有意義。最大正向軟限位最小負(fù)向軟限位軟限位范圍硬限位信號(hào)的使用

硬限位信號(hào)對(duì)機(jī)床的控制作用應(yīng)為“用斷電的方式停車”和“切斷被控制器件的所有通電導(dǎo)線”，一般和急停信號(hào)串聯(lián)。位置檢測(cè)裝置

位置檢測(cè)裝置的作用和分類

作用：檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件位移并將信號(hào)反饋至數(shù)控系統(tǒng)分類：原理——增量式、絕對(duì)式工作方式——直接式和間接式檢測(cè)對(duì)象——直線型（如光柵尺）和回轉(zhuǎn)型（如脈沖編碼器）光電脈沖編碼器增量型編碼器伺服電機(jī)的位置檢測(cè)；伺服電機(jī)的速度檢測(cè)。機(jī)床停電后，必須重回原點(diǎn)。參考點(diǎn)機(jī)械原點(diǎn)：基本機(jī)械坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)，機(jī)械零部件一旦裝配完畢，機(jī)械原點(diǎn)隨即確立；電氣原點(diǎn)：由機(jī)床所使用的檢測(cè)反饋元件所發(fā)出的柵點(diǎn)信號(hào)或零標(biāo)志信號(hào)確立的參考點(diǎn)。執(zhí)行返回參考點(diǎn)操作，使機(jī)械原點(diǎn)和電氣原點(diǎn)重合，成為機(jī)床機(jī)械上固定的點(diǎn)，該點(diǎn)即是機(jī)床的坐標(biāo)系零點(diǎn)，也稱機(jī)床參考點(diǎn)。參考點(diǎn)的作用

返回參考點(diǎn)機(jī)床通電后，使機(jī)械原點(diǎn)和電氣原點(diǎn)重合，成為機(jī)床機(jī)械上固定的點(diǎn)的過程，稱為返回參考點(diǎn)操作。作用

建立數(shù)控機(jī)床的工作坐標(biāo)系；只有在數(shù)控機(jī)床正確回到零點(diǎn)位置后，數(shù)控機(jī)床的各種刀具補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償、軸向補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償?shù)裙δ懿拍馨l(fā)揮正確作用返回參考點(diǎn)的操作方法在配置FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床上，手動(dòng)回參考點(diǎn)可按如下步驟進(jìn)行：1．選擇ZRN（zeroreturn）工作方式或按HOME鍵，選擇回參考點(diǎn)方式；2．按住對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸的移動(dòng)鍵，如按+X鍵，+Y鍵或+Z鍵，持續(xù)按住直到回參考點(diǎn)整個(gè)過程結(jié)束。在回參考點(diǎn)之前，機(jī)床軸所在位置離參考點(diǎn)的距離不能太近，應(yīng)保證伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)兩轉(zhuǎn)以上，如大于20mm，以免不能正常返回參考點(diǎn)。回參考點(diǎn)動(dòng)作過程

FANUC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)回參考點(diǎn)操作必須滿足的條件（1）回參考點(diǎn)（ZRN）方式有效：對(duì)應(yīng)PMC地址G43.7=1，同時(shí)G43.0（MD1）和G43.2（MD4）同時(shí)為1；（2）對(duì)應(yīng)軸的進(jìn)給（+J/-Jx）有效：對(duì)應(yīng)PMC地址G100-G102為1；（3）對(duì)應(yīng)減速開關(guān)觸發(fā)（*DEC）：對(duì)應(yīng)PMC地址X9.0-X9.3或G196.0-3的狀態(tài)從“1”到“0”再到“1”；（4）柵格信號(hào)被讀入，找到參考點(diǎn)；（5）參考點(diǎn)建立，CNC向PMC發(fā)出完成信號(hào)ZPn及ZPFn，相應(yīng)的PMC地址F094和F120置1?；貐⒖键c(diǎn)主要相關(guān)參數(shù)——定位參數(shù)

回參考點(diǎn)主要相關(guān)參數(shù)-控制參數(shù)回參考點(diǎn)方式設(shè)置#1（DLZ）0：無效，使用擋塊回參考點(diǎn)（增量式回參考點(diǎn)）。

1：有效，使用無擋塊回參考點(diǎn)（對(duì)全軸有效）。#1（DLZx）0：無效，使用擋塊回參考點(diǎn)（增量式回參考點(diǎn)）

1：有效，使用無擋塊回參考點(diǎn)。注意：PRM1002#1=0時(shí)，該參數(shù)有效，

PRM1002#1=1時(shí)，與該參數(shù)無關(guān)。（1）（2）回參考點(diǎn)主要相關(guān)參數(shù)-控制參數(shù)各軸返回參考點(diǎn)方向#5（ZMIx）0：按正方向

1：按負(fù)方向回參考點(diǎn)主要相關(guān)參數(shù)-控制參數(shù)增量/絕對(duì)式檢測(cè)方式選擇#5（APC）0：不使用脈沖編碼器作為位置檢測(cè)器。

1：使用脈沖編碼器作為位置檢測(cè)器。#4（APZ）絕對(duì)脈沖編碼器原點(diǎn)位置的設(shè)定。

0：沒有建立

1：已建立（原點(diǎn)建立后自動(dòng)變?yōu)?）#1（OPT）0：使用內(nèi)裝式脈沖編碼器進(jìn)行位置檢測(cè)。

1：使用分離式編碼器、直線尺進(jìn)行位置檢測(cè)?；貐⒖键c(diǎn)相關(guān)控制信號(hào)

回參考點(diǎn)減速信號(hào)回參考點(diǎn)完成信號(hào)PLC至CNC系統(tǒng)輸入信號(hào)，其標(biāo)識(shí)符為X，通常有固定地址。CNC系統(tǒng)至PLC的輸出信號(hào)，地址標(biāo)識(shí)符為F。X9.0：X軸回參考點(diǎn)減速信號(hào)（*DECX）X9.1：Y軸回參考點(diǎn)減速信號(hào)（*DECY）X9.2：X軸回參考點(diǎn)減速信號(hào)（*DECZ）F94.0：X軸回參考點(diǎn)完成信號(hào)（ZPX）。F94.1：Y軸回參考點(diǎn)完成信號(hào)（ZPY）。F94.2：Z軸回參考點(diǎn)完成信號(hào)（ZPZ）。硬限位功能的調(diào)試

取消軟限位

在調(diào)試硬限位保護(hù)功能以前需要取消軟限位，即將相應(yīng)軸的正向行程限位參數(shù)1320設(shè)置為最大值99999999，負(fù)向限位參數(shù)1321設(shè)置為最小值-99999999。

硬限位保護(hù)功能調(diào)試完畢、回參考點(diǎn)功能正常以后，應(yīng)立即恢復(fù)參數(shù)1320和1321。任務(wù)實(shí)施硬限位功能的調(diào)試硬限位保護(hù)功能的調(diào)試

（1）驗(yàn)證超程限位保護(hù)功能（2）調(diào)整限位擋塊位置在JOG方式下，以較低的速度沿正、反向移動(dòng)坐標(biāo)軸，同時(shí)用手按與點(diǎn)動(dòng)方向相對(duì)應(yīng)的超程保護(hù)開關(guān)，看是否會(huì)立即停止。將各軸正、負(fù)向限位擋塊調(diào)整到接近最大有效行程處，在手動(dòng)工作方式下，分別點(diǎn)動(dòng)各坐標(biāo)軸，仔細(xì)觀察各軸上的限位擋塊能否壓到限位開關(guān)。任務(wù)實(shí)施回參考點(diǎn)的設(shè)置與調(diào)整

執(zhí)行回參考點(diǎn)操作

在執(zhí)行過程中，觀察坐標(biāo)軸是否執(zhí)行回參考點(diǎn)動(dòng)作，是否有快—慢—停的過程。到達(dá)參考點(diǎn)后，坐標(biāo)軸應(yīng)停止，軟鍵界面上的該坐標(biāo)軸的坐標(biāo)值顯示值應(yīng)為“0”。減速擋塊位置的調(diào)整（1）在JOG方式下移動(dòng)坐標(biāo)軸。當(dāng)離減速開關(guān)2mm處停下，觀察擋塊能否壓到減速開關(guān)，若能壓下，行程開關(guān)的觸桿高度變化是否在4±0.5mm之內(nèi)；（2）調(diào)整擋塊時(shí)查看診斷參數(shù)DGN302，其值應(yīng)約為絲桿螺距的一半，否則，應(yīng)重新調(diào)整擋塊位置。調(diào)整過程中可能會(huì)涉及硬件限位點(diǎn)的調(diào)整等。任務(wù)實(shí)施回參考點(diǎn)的設(shè)置與調(diào)整回參考點(diǎn)速度設(shè)置

通常將觸碰減速開關(guān)前的運(yùn)行速度設(shè)置為快速進(jìn)給G0時(shí)的速度；減速開關(guān)被釋放后，各軸尋找零標(biāo)志脈沖的速度，設(shè)置為300－500mm/min。否則，設(shè)置值過高易超程，過低則易產(chǎn)生回參考點(diǎn)失敗報(bào)警（90#）任務(wù)實(shí)施軟件限位的設(shè)定

在設(shè)定軟限位以前，系統(tǒng)上電后須執(zhí)行過手動(dòng)返回參考點(diǎn)操作，否則軟限位參數(shù)將無效。PRM1320：各軸正向軟限位值X1000Y10000Z1000（單位：微米）PRM1321：各軸負(fù)向軟限位值X-601000Y-451000Z-521000（單位：微米）任務(wù)實(shí)施硬件限位點(diǎn)的調(diào)整

軸的行程范圍確定后，須調(diào)整各軸的正、負(fù)向硬件限位點(diǎn)。調(diào)試時(shí)，用手動(dòng)方式，以低速使對(duì)應(yīng)軸在相應(yīng)的參考點(diǎn)及負(fù)向最大行程點(diǎn)后方2-3mm處發(fā)生緊停。如沒有發(fā)生緊急停止，須調(diào)整擋塊位置直至產(chǎn)生緊停報(bào)警觀察其位置是否在滿足機(jī)床的行程要求，否則需要重新調(diào)試。任務(wù)實(shí)施空運(yùn)行測(cè)試

任務(wù)實(shí)施

逐步完成以上設(shè)置和調(diào)整后，進(jìn)行手動(dòng)回參考點(diǎn)操作，并進(jìn)行簡(jiǎn)單程序的空運(yùn)行，觀察機(jī)床是否有異常現(xiàn)象。注意：因超程產(chǎn)生急停報(bào)警后，須重回參考點(diǎn)，這樣才能保證加工位置的準(zhǔn)確。小組討論任務(wù)實(shí)施收集信息確定方案學(xué)生實(shí)施歸納總結(jié)任務(wù)完成情況存在的問題分析解答和演示檢查與評(píng)價(jià)任務(wù)二數(shù)控機(jī)床幾何精度測(cè)量和調(diào)整

數(shù)控機(jī)床的精度機(jī)床的精度幾何精度定位精度工作精度機(jī)床本身的制造精度機(jī)床的工作精度和性能數(shù)控機(jī)床的幾何精度機(jī)床某些基礎(chǔ)零件工作面的幾何精度；機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)（如主軸不轉(zhuǎn)，工作臺(tái)不移動(dòng)）或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)的精度；機(jī)床的幾何精度是保證加工精度最基本的條件小組討論任務(wù)實(shí)施收集信息確定方案學(xué)生實(shí)施歸納總結(jié)任務(wù)完成情況存在的問題分析解答和演示檢查與評(píng)價(jià)任務(wù)三數(shù)控機(jī)床的定位精度測(cè)量與補(bǔ)償機(jī)床定位精度機(jī)床定位精度重復(fù)定位精度

指機(jī)床主要部件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置的精度。實(shí)際位置與預(yù)期位置之間的誤差稱為定位誤差。

指在數(shù)控機(jī)床上，反復(fù)運(yùn)行同一程序代碼，所得到的位置精度的一致程度。螺距誤差

螺距誤差螺距誤差，即絲杠導(dǎo)程的實(shí)際值與理論值的偏差。螺距誤差產(chǎn)生原因（１）絲杠和螺母存在各種誤差，如螺距累積誤差、螺紋滾道型面誤差、直徑尺寸誤差等，其中最主要的是絲杠的螺距累積誤差造成的機(jī)床目標(biāo)值偏差；（２）滾珠絲杠的裝配過程中，由于采用了雙支撐結(jié)構(gòu)，使絲杠軸向拉長(zhǎng)，造成絲杠螺距誤差增加，產(chǎn)生機(jī)床目標(biāo)值偏差；（３）機(jī)床裝配過程中，由于絲杠軸線與機(jī)床導(dǎo)軌平行度的誤差引起的機(jī)床目標(biāo)值偏差。反向間隙

反向間隙，即絲杠和螺母無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間的最大竄動(dòng)。

為了保證絲杠和螺母之間的靈活運(yùn)動(dòng)，必須有一定的反向間隙。但反向間隙過大將嚴(yán)重影響機(jī)床精度。數(shù)控機(jī)床軟件補(bǔ)償原理

螺距補(bǔ)償反向間隙補(bǔ)償

在無補(bǔ)償?shù)臈l件下，在軸線測(cè)量行程內(nèi)將測(cè)量行程分為若干段，測(cè)量出各自目標(biāo)位置的平均位置偏差，把平均位置偏差反向疊加到數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)指令上，使誤差部分抵消，實(shí)現(xiàn)誤差的補(bǔ)償。CNC系統(tǒng)在控制坐標(biāo)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，自動(dòng)先讓該坐標(biāo)軸反向運(yùn)動(dòng)一個(gè)補(bǔ)償值，然后再按指令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，以消除失動(dòng)。誤差補(bǔ)償對(duì)半閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)具有顯著的效果加工中心反向間隙檢測(cè)與補(bǔ)償1．設(shè)置參數(shù)No.1800#4（PBK）0：切削/快速進(jìn)給間隙補(bǔ)償量不分開;1：切削/快速進(jìn)給間隙補(bǔ)償量分開。2．機(jī)床手動(dòng)回參考點(diǎn)。加工中心反向間隙檢測(cè)與補(bǔ)償3．運(yùn)行程序：G01X1001.F350，使機(jī)床以切削進(jìn)給速度移動(dòng)到測(cè)量點(diǎn)。安裝千分表或百分表，將刻度對(duì)0。4．運(yùn)行程序：G01X2001.F350，使機(jī)床以切削進(jìn)給沿相同方向移動(dòng)。加工中心反向間隙檢測(cè)與補(bǔ)償5．運(yùn)行程序：G01X1001F350；使機(jī)床以切削進(jìn)給返回到測(cè)量點(diǎn)。6．這時(shí)通過千分表的刻度即可讀取數(shù)控機(jī)床在該位置100mm距離內(nèi)的反向間隙A。加工中心反向間隙檢測(cè)與補(bǔ)償7.補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置任務(wù)五數(shù)控機(jī)床參數(shù)備份利用RS-232接口，PC與機(jī)床數(shù)據(jù)輸入/輸出的內(nèi)容1）系統(tǒng)CNC參數(shù)的輸入/輸出2）系統(tǒng)PMC參數(shù)和PMC程序的輸入/輸出3）螺距誤差等補(bǔ)償值數(shù)據(jù)的輸入/輸出

4）宏程序變量數(shù)據(jù)#500-#999的輸入/輸出5）機(jī)床加工程序輸入/輸出6)加工程序的在線加工的傳輸注意:

RS-232計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸入/輸出是通過系統(tǒng)RS-232通信接口傳輸，系統(tǒng)通道分別設(shè)定0、1、2、3。PC與數(shù)控機(jī)床相連進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）使用雙絞屏蔽電纜制作傳輸線，長(zhǎng)度≤15m。（2）傳輸線金屬屏蔽網(wǎng)應(yīng)焊接在插頭座金屬殼上。（3）必須在斷電情況下連接PC與CNC，通電情況下，禁止插拔通訊電纜。（4）PC與CNC的通訊端口數(shù)據(jù)必須設(shè)置相同。（5）通訊電纜兩端須裝有光電隔離部件，以分別保護(hù)數(shù)控系統(tǒng)和外設(shè)計(jì)算機(jī)。（6）計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床要有同一接地點(diǎn)，并可靠接地。（7）雷雨季節(jié)須注意，打雷期間應(yīng)將通訊電纜拔下，盡量避免雷