《數(shù)控機床電氣裝調(diào)與維修》配套教案：項目2FANUCCNC系統(tǒng)硬件連接

項目二FANUCCNC系統(tǒng)硬件連接一、教學(xué)目標(biāo)1.了解伺服放大器與控制器之間的FSSB電纜連接等基本知識。2.熟悉知道FANUC數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出接口及常用模塊的連接。3.看懂?dāng)?shù)控機床電氣控制線路圖，會查找線路連接走線及器件。二、課時分配本項目共2個任務(wù)，安排4課時。三、教學(xué)重點本項目主要學(xué)習(xí)如何設(shè)計數(shù)控機床的電源電路及外圍電路，數(shù)控機床的外圍電路就好比人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，傳遞著系統(tǒng)發(fā)出的各種信號，也擔(dān)負(fù)著向系統(tǒng)反饋信號，通過信息的交換從而使數(shù)控系統(tǒng)能夠控制機床動作！四、教學(xué)難點1.掌握FANUC系統(tǒng)相關(guān)控制電路設(shè)計方法。2.掌握功能電路的連接及上電方法。3.掌握FANUC系統(tǒng)元件的硬件連接方法。五、教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一機床的電源電路設(shè)計知識鏈接一、數(shù)控機床電柜設(shè)計規(guī)范1.電柜的密封在設(shè)計電柜時，電柜所有開孔均需考慮密封情況，常用的密封元件。電柜溫升設(shè)計概述:①設(shè)計電柜時，需保證電柜內(nèi)的溫度上升時柜內(nèi)和柜外的溫度差不超過10℃。②封閉的電柜必須安裝風(fēng)扇圖（或空調(diào)等換氣冷卻裝置）以保證內(nèi)部空氣循環(huán)。③帶有散熱片的模塊式放大器盡量將散熱片隔離安裝。2.電柜柜體的抗干擾設(shè)計設(shè)計電柜時必須考慮盡量降低噪聲，并且防止噪聲向CNC單元傳送。設(shè)計柜體時需考慮元件的布局情況，盡量減少元件之間相互干擾的情況。3.電柜的制造工藝電柜制作要求首先能夠為柜內(nèi)電氣設(shè)備提供一個可靠的保護(hù)箱體，同時必須擁有良好的接地。電柜制作時一般采用銅質(zhì)螺柱，電柜的柜門全部焊有接地樁，取代過去的接地螺栓，以解決以前“準(zhǔn)絕緣”螺栓的問題。二、常用電氣元件1.壓電器選型的一般原則①低壓電器的額定電壓應(yīng)不小于回路的工作電壓，即Ue≥Ug。②低壓電器的額定電流應(yīng)不小于回路的計算工作電流，即Ie≥Ig。③設(shè)備的截斷電流應(yīng)不小于短路電流，即Izh≥Izh。④熱穩(wěn)定保證值應(yīng)不小于計算值。⑤按回路啟動情況選擇低壓電器，如熔斷器和自動空氣開關(guān)就需按啟動情況進(jìn)行選擇。2.低壓斷路器低壓斷路器主要用于過載保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓保護(hù)，現(xiàn)介紹常用的兩種低壓斷路器。（1）塑料外殼式斷路器機床常用DZ10、DZ15、DZ520、DZ550等系列塑料外殼式斷路器（以下簡稱斷路器），適用于交流電壓500V以下、直流電壓220V以下、不頻繁接通和斷開的電路，塑料外殼式斷路器外形及圖形符號和文字符號如圖（2）小型斷路器小型斷路器主要用于照明配電系統(tǒng)和控制回路，外形圖如圖3.接觸器接觸器用來接通和斷開負(fù)載，與熱繼電器組合，保護(hù)運行中的電氣設(shè)備；與繼電控制回路組合，遠(yuǎn)控或聯(lián)鎖相關(guān)電氣設(shè)備。4.繼電器繼電器用來接通和斷開控制電路，主要依據(jù)被控制電路的電壓等級、觸點的數(shù)量/種類及容量來選用。①線圈的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路一致。如數(shù)控機床的控制電路采用直流24V供電，則繼電器應(yīng)選擇線圈額定電壓為24V的直流繼電器。②按控制電路的要求選擇觸點的類型（是動合還是動斷）和數(shù)量。③繼電器的觸點電壓應(yīng)大于或等于被控制電路的電壓。④繼電器的觸點電流應(yīng)大于或等于被控制電路的電流，若是電感性負(fù)載，則應(yīng)降低到額定電流50%以下使用。5.開關(guān)電源開關(guān)電源在電氣線路設(shè)計中的合理使用非常重要，原則上系統(tǒng)的輸入/輸出用電源要盡可能采用不同的電源，即每臺機床至少有兩個開關(guān)電源，一個供系統(tǒng)、I/O單元模塊、面板、光柵接口及輸入X地址使用，另一個給出Y（DOCOM）地址提供電源，驅(qū)動柜內(nèi)或機床外圍元件。不要簡單地增加電源容量，嚴(yán)禁電源并聯(lián)使用。6.變壓器在數(shù)控機床上常用兩種變壓器：機床控制變壓器和三相伺服變壓器。三、電柜元器件分布要求及設(shè)計規(guī)范對于元器件的分布，一般根據(jù)以下原則進(jìn)行布局：①通過強電流和弱電流的元器件盡量分開。②同一類元器件盡量緊靠安裝，斷路器和斷路器安裝在一起，繼電器和繼電器安裝在一起，線端子排盡量布置在一排等。③查看元器件的規(guī)格說明書，查是否有對空間和環(huán)境的特殊要求。④元器件布局時，須要考慮到布線簡潔、方便，節(jié)約成本且維修方便。⑤電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的電氣間隙以保證設(shè)備安全可靠地工作。⑥電氣元器件及其組裝板的安裝結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量考慮方便正面拆裝。如有可能，元器件的安裝緊固件應(yīng)能在正面緊固及松脫。⑦各電氣元器件應(yīng)能單獨拆裝更換，而不影響其他元器件及導(dǎo)線的固定。任務(wù)實施一、準(zhǔn)備工作1.技能準(zhǔn)備2.設(shè)備與材料準(zhǔn)備3.工具與場地準(zhǔn)備二、實施步驟1.任務(wù)講解本任務(wù)將對850型數(shù)控加工中心各電源回路從以下幾個角度進(jìn)行分析：①所需電源的類型。②所需電源控制元器件的選型依據(jù)及相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。Step1電源電路分析Step2典型數(shù)控機床電柜布局2.訓(xùn)練目的①掌握數(shù)控機床電源電路設(shè)計的方法。②掌握數(shù)控機床電源電路元器件選擇方法。3.訓(xùn)練項目任務(wù)二機床控制電路設(shè)計知識鏈接一、伺服放大器與控制器之間的FSSB電纜連接伺服放大器與控制器之間的FSSB電纜連接舉例如圖1.αi系列放大器連接αi系列伺服放大器連接舉例2.βiSVSP伺服放大器連接βiSVSP伺服放大器連接如圖3.βiSV伺服放大器連接對不帶主軸的βiSV伺服放大器是單軸型或雙軸型，伺服放大器型號。主斷路器接通后，CZ7-1接口輸入伺服放大器控制用交流200V電壓。CZ7-3接口輸出連接伺服電機。通過交流200V引入直流24V，作為控制電源。通過CZ7-2接口連接放電電阻。CX29為電磁接觸器控制接口。急停CX30接口定義。CXA19B接口連接電池盒。主斷路器接通后，CZ4接口輸入伺服放大器控制用交流200Ⅴ電壓。二、I/O接口連接1.輸入信號的連接FANUC的I/O單元模塊的輸入信號有漏型和源型兩種（如果是交流輸入型的單元則沒有源漏之分），一般采用漏型輸入。2.輸出信號的連接FANUC的I/O單元模塊的輸出信號有源型和漏型兩種，一般采用源型輸出。3.I/O單元模塊連接I/O單元模塊一般通過I/OLink進(jìn)行連接。I/OLink是由一臺主控器和每個通道最多16組的從控器組成的。4.機床常用I/O單元模塊的連接（1）0i-D系列I/O單元模塊(2)操作盤用I/O單元模塊（3）標(biāo)準(zhǔn)機床操作面板5.其他道路的連接機床控制電路中有些功能是具有共性的，下面介紹實現(xiàn)這些功能所用電路的連接方法。（1）緊急停止如果按下機床操作面板上的緊急停止按鈕，則機床立即停止移動。緊急停止按鈕被按下時即被鎖定。解除鎖定的方法隨機床制造商的不同而有差異，但通常扭轉(zhuǎn)按鈕可解除鎖定。（2）超程當(dāng)?shù)毒叱^機床極限開關(guān)設(shè)定的行程終點后試圖繼續(xù)移動時，極限開關(guān)啟動，刀具減速并停止移動，同時顯示超程報警。（3）電機制動機床上的垂直軸和斜軸所配置的伺服電機需帶抱閘。任務(wù)實施一、準(zhǔn)備工作1.技能準(zhǔn)備2.設(shè)備與材料準(zhǔn)備3.工具與場地準(zhǔn)備二、實施步驟1.任務(wù)講解Step1典型數(shù)控機床伺服控制電路分析850型數(shù)控加工中心的圖紙可得伺服元件列表。Step2典型I/O單元模塊控制電路分析850型數(shù)控加工