《數(shù)控機(jī)床電氣裝調(diào)技術(shù)》課件-項(xiàng)目三任務(wù)二 伺服電路的電氣安裝與調(diào)試

項(xiàng)目三主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)1．掌握數(shù)控機(jī)床伺服主軸的工作原理；2．掌握伺服主軸的連接線方法；3．會對伺服主軸進(jìn)行參數(shù)設(shè)置與調(diào)整。任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀任務(wù)布置任務(wù)要求

根據(jù)伺服主軸電氣原理圖，如圖3-15所示，完成伺服主軸電路安裝，并對伺服主軸功能進(jìn)行調(diào)試。元件及工量具準(zhǔn)備:詳見表3-5工時(shí)：4序號電氣代號名稱和用途型號數(shù)量1QM保護(hù)開關(guān)DZ108-20(1)1只/組2QM空氣開關(guān)DZ476/2P1只/組3KM接觸器西門子3TB4022-0X220V1只/組4L電抗器三相1只/組5插接線纜模塊專用1套/組6XT接線端子TD15/組7導(dǎo)線黑色BVR21卷/組8導(dǎo)線紅色/藍(lán)色BVR2各1卷/組9導(dǎo)線黃綠雙色BVR21卷/組10端子U形冷壓端子0.75/1.5/1-3/2-4各1袋/組11端子針形冷壓端子7508/1508各1袋/組12卡軌金屬卡槽和接觸器、斷路器、繼電器能配合/組13號碼管號碼管1.5/組14剝線鉗1只/組15壓線鉗1只/組16斜口鉗1只/組17一字螺絲刀1.5/2.5/各1只/組18十字螺絲刀2.5/各1只/組19數(shù)字萬用表1只/組20絕緣膠布1圈/組21記號筆1只/組22扎帶20根/組項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀任務(wù)布置任務(wù)要求任務(wù)要求：1．根據(jù)圖紙要求，正確選擇元器件，并安裝到安裝接線板上；2．所有元器件連接應(yīng)與電氣圖紙一致；3．元器件布置、布線應(yīng)合理規(guī)范；4．導(dǎo)線線徑和顏色應(yīng)符合圖紙要求；5．正確選用冷壓端頭，端頭壓接規(guī)范、牢固可靠；6．導(dǎo)線與元器件連接處需穿號碼管，號碼管的標(biāo)號應(yīng)清晰規(guī)范與圖紙一致；7.能夠根據(jù)說明書對伺服主軸進(jìn)行調(diào)試。任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀任務(wù)評價(jià)數(shù)控車床操作評分標(biāo)準(zhǔn)序號項(xiàng)目技術(shù)要求配分評分標(biāo)準(zhǔn)自評互評教師評分1電氣元件選擇與檢測正確選擇電氣元件對電氣元件質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)10元件選擇不正確，每個(gè)扣1分；元件錯(cuò)檢或漏檢，每個(gè)扣1分2電氣元件布局與安裝按照圖紙要求，正確利用工具安裝電氣元件，要求元件布局合理，安裝準(zhǔn)確、牢固10元件布局不合理，每個(gè)扣1分元件安裝不牢固，每個(gè)扣1分安裝時(shí)漏裝螺釘，每個(gè)扣1分3工量具使用及保護(hù)工量具規(guī)范使用，不能損壞，擺放整齊10儀器儀表使用不規(guī)范，扣5分；儀器儀表損壞，扣5分工具、器材擺放凌亂，扣3分；4布線接線正確，導(dǎo)線兩端套編碼管，壓端子；端子連接牢靠；同方向連線進(jìn)行綁扎時(shí)，線路應(yīng)清晰不凌亂，無錯(cuò)接和漏接現(xiàn)象.50不按電路圖接線，每處扣3分；接點(diǎn)松動、露銅過長，每處扣2分；損傷導(dǎo)線絕緣或線芯，每根扣1分；錯(cuò)接或漏接，每根扣2分；漏裝或套錯(cuò)編碼套管，每處扣1分5功能檢測主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)功能正常主軸轉(zhuǎn)速誤差在5%以內(nèi)20正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)功能一項(xiàng)不正?？?分轉(zhuǎn)速超差扣5分其他1清點(diǎn)元器件5未清點(diǎn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備及耗材，扣2分；

2團(tuán)隊(duì)合作5分工不明確，成員不積極參與，酌情扣分3文明生產(chǎn)5沒有穿戴防護(hù)用品、帶電操作等違反安全文明生產(chǎn)規(guī)程，不得分4環(huán)境衛(wèi)生5衛(wèi)生不到位不得分總分100任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀1.識讀電氣原理圖（某加工中心伺服主軸電氣原理圖）任務(wù)分析任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀2.選配、檢測電氣元件（1）電氣元件選擇。（2）電氣元件規(guī)格的檢查。（3）電氣元件的檢測。3.安裝電氣元件根據(jù)電氣原理圖將電氣元件固定在電柜上。4．布線（1）選線。（2）導(dǎo)線處理。（3）接線端子的處理。（4）接線。任務(wù)分析任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀5.自檢（1）逐一檢查端子接線線號。對照原理圖與接線圖，從電源端開始逐段核對端子接線的線號，排除漏接、錯(cuò)接現(xiàn)象。（2）檢查端子接線是否牢固。檢查所有端子上接線的接觸情況，不允許有松脫現(xiàn)象，以避免通電試車時(shí)因虛接造成事故，將故障排除在通電之前。（3）使用萬用表檢測。使用萬用表檢測安裝的電路，若與阻值不符，應(yīng)根據(jù)電路圖檢查是否有錯(cuò)線、掉線、錯(cuò)位或短路等情況。任務(wù)分析任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀（4）把萬用表的交流擋位置調(diào)整為250V擋，測量電源模塊主電源輸入端子排L1、L2、L3之間是否為交流200V，測量電源模塊CX1A是否為交流200V。（5）把萬用表的擋位調(diào)整至直流1000V擋，測量TB1直流母線電壓，看其是否為直流300V。（6）把萬用表的擋位調(diào)整為直流50V擋，測量CXA2A是否為直流24V。6.通電調(diào)試（1）安裝控制板與機(jī)床主體航插連接，注意每個(gè)航插不要接錯(cuò)。（2）接通電源，合上電源開關(guān)，觀察主軸電機(jī)運(yùn)行是否正常。任務(wù)分析任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)任務(wù)分析安全提醒知識儲備拓展閱讀1.接線時(shí)必須關(guān)閉設(shè)備總電源，確保操作安全。接線完成確認(rèn)無誤后，方可送電調(diào)試，操作必須嚴(yán)格按電工安全操作規(guī)程進(jìn)行。2.本任務(wù)用到較多的專用電纜，使用時(shí)必須認(rèn)真閱讀說明書，切實(shí)掌握各電纜的用法，以防用錯(cuò)，損壞設(shè)備。任務(wù)分析安全提醒任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

αi系列伺服由電源模塊（PowerSupplyModule，PSM）、主軸放大器模塊（SpindleamplifierModule，SPM）和伺服放大器模塊（ServoamplifierModule，SVM)三部分組成，三部分模塊之間通過接插線連接。1.電源模塊(PSM）

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試FANUC主軸電機(jī)內(nèi)置傳感器任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

2.主軸放大器模塊(SPM）

主軸放大器模塊（SPM）接收CNC數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的串行主軸指令，該指令格式是FANUC公司主軸產(chǎn)品通信協(xié)議，所以又被稱之為FANUC數(shù)字主軸，與其他公司產(chǎn)品沒有兼容性。主軸放大器向FANUC主軸電動機(jī)提供動力電。該放大器JYA2和JYA3接口分別接收主軸速度反饋信號和主軸位置編碼器信號，如圖3-17所示。

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試FANUC主軸電機(jī)內(nèi)置傳感器任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

3.伺服放大器模塊（SVM）伺服放大器模塊（SVM）接收通過FSSB輸入的CNC軸控制指令，驅(qū)動伺服電動機(jī)按照指令運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)JFn接口接收伺服電動機(jī)編碼器反饋信號，并將位置信息通過FSSB光纜再轉(zhuǎn)輸?shù)紺NC中。FANUCSVM模塊最多可以驅(qū)動3臺伺服電動機(jī)，如圖3-18所示。

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試FANUC主軸電機(jī)內(nèi)置傳感器任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

二、FANUC串行主軸控制

在FANUC0i系列數(shù)控系統(tǒng)中，F(xiàn)ANUCCNC控制器與FANUC主軸伺服放大器之間數(shù)據(jù)控制和信息反饋采用串行通信進(jìn)行。配套的主軸伺服電機(jī)也稱為串行主軸電機(jī)，串行主軸控制如圖3-19所示。

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試FANUC主軸電機(jī)內(nèi)置傳感器任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

串行主軸主要控制功能，見表3-6所示。

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試FANUC主軸電機(jī)內(nèi)置傳感器控制功能說明速度控制由CNC與主軸放大器通過數(shù)字串行通信方式實(shí)現(xiàn)主軸速度控制。定向控制數(shù)控系統(tǒng)對主軸位置的簡單控制，該功能使得主軸準(zhǔn)確停止在某一固定位置，一般用于加工中心主軸換刀的情況。剛性攻螺紋指主軸旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，所對應(yīng)鉆孔軸的進(jìn)給量與攻螺紋的螺距相同，在剛性攻螺紋時(shí)，主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給軸的進(jìn)給之間總是保持同步。CS輪廓控制該功能使安裝在主軸上的專用檢測器對串行主軸進(jìn)行位置控制。定位控制車床主軸定位（或主軸分度）是任意角度定位，該功能是車床通過主軸電機(jī)側(cè)的傳感器或與主軸連接的位置編碼器來實(shí)現(xiàn)的。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

三、FANUC主軸電機(jī)FANUC主軸電機(jī)必須與FANUC主軸放大器配套使用。FANUC主軸電機(jī)和主軸放大器有αi系列和βi系列多種規(guī)格，F(xiàn)ANUC主軸電機(jī)不僅在加速性能、調(diào)速范圍、調(diào)速精度等方面大大優(yōu)于變頻器，而且主軸放大器可以在極低的轉(zhuǎn)速下輸出大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)可以像伺服放大器一樣實(shí)現(xiàn)閉環(huán)位置控制功能，滿足主軸定位、剛性攻螺紋、螺紋加工、CS軸控制等功能要求。

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試FANUC主軸電機(jī)內(nèi)置傳感器任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

αi系列主軸電機(jī)規(guī)格見表3-7。

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試內(nèi)置傳感器系列額定功率/kW性能應(yīng)用場合αiI0.55～45常規(guī)機(jī)床使用。適合車床和加工中心機(jī)床αiIP5.5～22可通過切換線圈繞組實(shí)現(xiàn)很寬的調(diào)速范圍，不需要減速單元。αiIHV0.55～100高壓400V系列的αi系列主軸電機(jī)。αiIT1.5～22主軸電機(jī)轉(zhuǎn)子軸是中空結(jié)構(gòu)，主軸電機(jī)與主軸直接連接，維修方便，傳動結(jié)構(gòu)簡化，具有更高的轉(zhuǎn)速。適合加工中心機(jī)床αiIL7.5～22具有液態(tài)冷卻機(jī)構(gòu)，主軸電機(jī)與主軸直接連接，適合高精度的加工中心。FANUC主軸電機(jī)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

βi系列主軸在經(jīng)濟(jì)型機(jī)床中很常用，常見電機(jī)規(guī)格見表3-8。

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試FANUC主軸電機(jī)內(nèi)置傳感器系列額定功率/kW性能應(yīng)用場合βiI3.7～15可選擇Mi或MZi傳感器，最高轉(zhuǎn)速為10000r/min。普及型、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床和加工中心βiIc3.7～15無傳感器，最高轉(zhuǎn)速為6000r/min。βiIP3.7～11可通過切換線圈繞組實(shí)現(xiàn)很寬的調(diào)速范圍，不需要減速單元。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

FANUC主軸電機(jī)速度和位置傳感器檢測分無傳感器檢測、Mi傳感器檢測、MZi/BZi/CZi傳感器檢測等。1.無傳感器檢測FANUC主軸電機(jī)中只有βiI系列有部分規(guī)格屬于無傳感器檢測類型，αi系列屬于有傳感器檢測類型，至少是Mi速度傳感器檢測類型。2.Mi傳感器檢測Mi傳感器是不帶零位脈沖信號、輸出為64～256線/轉(zhuǎn)正弦波的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置式磁性編碼器，主軸放大器把內(nèi)置Mi傳感器作為速度反饋檢測裝置來使用。Mi傳感器速度反饋電纜接至主軸放大器的JYA2，電纜標(biāo)號是K14。

項(xiàng)目二主軸電路的電氣安裝與調(diào)試任務(wù)二伺服主軸電路的電氣安裝與調(diào)試FANUC主軸電機(jī)內(nèi)置傳感器任務(wù)目標(biāo)任務(wù)布置任務(wù)評價(jià)知識儲備安全提醒任務(wù)分析拓展閱讀αi伺服單元基本模塊串行主軸控制

3.MZi傳感器檢測MZi傳感器是帶零位脈沖信號、輸出為64～256線/轉(zhuǎn)正弦波的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置式磁性編碼器，主軸放大器把內(nèi)置MZi傳感器作為主軸電機(jī)速度和位置檢測反饋裝置來使用，內(nèi)置MZi傳感器反饋電纜接至主軸放大器的JYA2，電纜標(biāo)號是K17。4.BZi傳感器檢測BZi傳感器是帶零位脈沖信號、輸出為128～512線/轉(zhuǎn)正弦波、無前置放大器的內(nèi)置/外置通用型磁性編碼器，也可以用于主軸電機(jī)的速度和位置檢測，只在αi系列主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)中選用。主軸電機(jī)內(nèi)置的BZi傳感器反饋電纜接至主軸放大器的JYA2，電纜標(biāo)號是K17。