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数控机床维修与保养技术教程
相关内容: 教程 技术 保养 维修 数控机床
   随着电子技术和自动化技术的发展,数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础,以大规模集成电路为标志的数控设备,已在我国批量生产、大量引进和推广应用,它们给机械制造业的发展创造了条件,并带来很大的效益。但同时,由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点,在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。 
  数控维修技术不仅是保障正常运行的前提,对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用,因此,目前它已经成为一门专门的学科。 
  另外任何一台数控设备都是一种过程控制设备,这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效,都会使机床停机,从而造成生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分必要了。尤其对引进的CNC机床,大多花费了几十万到上千万美元。在许多行业中,这些设备均处于关键的工作岗位,若在出现故障后不及时维修排除故障,就会造成较大的经济损失。 

  我们现有的维修状况和水平,与国外进口设备的设计与制造技术水平还存在很大的差距。造成差距的原因在于:人员素质较差,缺乏数字测试分析手段,数域和数域与频域综合方面的测试分析技术等有待提高等等。 
  下面我们从现代数控系统的基本构成入手,探讨数控系统的诊断与维修。 
1 数控系统的构成与特点 
  目前世界上的数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统,同样也有很大的区别,前者适用于回转体零件加工,后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说,基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响,在设计思想上也可能各有千秋。例如,美国Dynapath系统采用小板结构,便于板子更换和灵活结合,而日本FANUC系统则趋向大板结构,使之有利于系统工作的可靠性,促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成,即控制系统,伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算,发出控制指令到伺服驱动系统;伺服驱动系统将控制指令放大,由伺服电机驱动机械按要求运动;测量系统检测机械的运动位置或速度,并反馈到控制系统,来修正控制指令。这三部分有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。 
  控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元,它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。 
  数控系统的主要特点是:可靠性要求高:因为一旦数控系统发生故障,即造成巨大经济损失;有较高的环境适应能力,因为数控系统一般为工业控制机,其工作环境为车间环境,要求它具有在震动,高温,潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力;接口电路复杂,数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套,要随时处理生产过程中的各种情况,适应设备的各种工艺要求,因而接口电路复杂,而且工作频繁。 
2 现代数控系统维修工作的基本条件 
2.1 维修工作人员的基本条件 
  维修工作开展得好坏首先取决于人员条件。维修工作人员必须具备以下要求: 
  (1)高度的责任心与良好的职业道德; 
  (2)知识面广,掌握计算机技术、模拟与数字电路基础、自动控制与电机拖动、检测技术及机械加工工艺方面的基础知识与一定的外语水平; 
  (3)经过良好的技术培训,掌握有关数控、驱动及PLC的工作原理,懂得CNC编程和编程语言; 
  (4)熟悉结构,具有实验技能和较强的动手操作能力; 
  (5)掌握各种常用(尤其是现场)的测试仪器、仪表和各种工具。 
2.2 在维修手段方面应具备的条件 
  (1)准备好常用备品、配件; 
  (2)随时可以得到微电子元器件的实际支援或供应; 
  (3)必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机。最好有小型编程系统或编程器,用以支援设备调试; 
  (4)完整资料、手册、线路图、维修说明书(包括CNC操作说明书)以及接口、调整与诊断、驱动说明书,PLC说明书(包括PLC用户程序单),元器件表格等。 
2.3 维修前的准备 
  接到用户的直接要求后,应尽可能直接与用户联系,以便尽快地获取现场信息、现场情况及故障信息。如数控机床的进给与主轴驱动型号、报警指示或故障现象、用户现场有无备件等。据此预先分析可能出现的故障原因与部位,而后在出发到现场之前,准备好有关的技术资料与维修服务工具、仪器备件等,做到有备而去。 
3 现场维修 
  现场维修是对数控机床出现的故障(主要是数控部分)进行诊断,找出故障部位,以相应的正常备件更换,使机床恢复正常运行。这过程的关键是诊断,即对系统或外围线路进行检测,确定有无故障,并对故障定位指出故障的确切位置。从整机定位到插线板,在某些场合下甚至定位到元器件。这是整个维修工作的主要部分。 
3.1 数控系统的故障诊断 
  (1)初步判别 通常在资料较全时,可通过资料分析判断故障所在,或采取接口信号法根据故障现象判别可能发生故障的部位,而后再按照故障与这一部位的具体特点,逐个部位检查,初步判别。在实际应用中,可能用一种方法即可查到故障并排除,有时需要多种方法并用。对各种判别故障点的方法的掌握程度主要取决于对故障设备原理与结构掌握的深度。 
  (2)报警处理 ①系统报警的处理:数控系统发生故障时,一般在显示屏或操作面板上给出故障信号和相应的信息。通常系统的操作手册或调整手册中都有详细的报警号,报警内容和处理方法。由于系统的报警设置单一、齐全、严密、明确、维修人员可根据每一警报后面给出的信息与处理办法自行处理。②机床报警和操作信息的处理:机床制造厂根据机床的电气特点,应用PLC程序,将一些能反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息以特定的标志,通过显示器给出,并可通过特定键,看到更详尽的报警说明。这类报警可以根据机床厂提供的排除故障手册进行处理,也可以利用操作面板或编程器根据电路图和PLC程序,查出相应的信号状态,按逻辑关系找出故障点进行处理。 
  (3)无报警或无法报警的故障处理 当系统的PLC无法运行,系统已停机或系统没有报警但工作不正常时,需要根据故障发生前后的系统状态信息,运用已掌握的理论基础,进行分析,做出正确的判断。下面阐述这种故障诊断和排除办法。 
  故障诊断方法 
  常规检查法 
  目测 目测故障板,仔细检查有无保险丝烧断,元器件烧焦,烟熏,开裂现象,有无异物断路现象。以此可判断板内有无过流,过压,短路等问题。 
  手摸 用手摸并轻摇元器件,尤其是阻容,半导体器件有无松动之感,以此可检查出一些断脚,虚焊等问题。 
  通电 首先用万用表检查各种电源之间有无断路,如无即可接入相应的电源,目测有无冒烟,打火等现象,手摸元器件有无异常发热,以此可发现一些较为明显的故障,而缩小检修范围。 
  例如:在哈尔滨某工厂排除故障时,机床的数控系统和PLC运行正常,但机床的液压系统无法启动,用编程器检查PLC程序运行正常,各所需信号状态均满足开机条件。进一步检查中发现,PLC信号状态与图纸和设备上的标记不一致,停机拔出电路板检查,发现PLC两块输出板编址不对,与另两块位置搞错,经交换后,机床正常运转。对于发生这个故障的机床所采用的SIMATIC S5—150K可编程控制器,只要编址正确,无论将线路板的位置怎样排列,系统均能正常运转,但相应地执行元件和信号源必须正确地对应,一旦对应错误就会发生故障,甚至毁坏机床。另外,根据用户提供的故障现象,结合自己的现场观察,运用系统工作原理亦可迅速做出正确判断。 
仪器测量法 当系统发生故障后,采用常规电工检测仪器,工具,按系统电路图及机床电路图对故障部分的电压,电源,脉冲信号等进行实测判断故障所在。如电源的输入电压超限,引起电源监控可用电压表测网络电压,或用电压测试仪实时监控以排除其它原因。如发生位置控制环故障可用示波器检查测量回路的信号状态,或用示波器观察其信号输出是否缺相,有无干扰。例如,上海某厂在排除故障中,系统报警,位置环硬件故障,用示波器检查发现有干扰信号,我们在电路中用接电容的方法将其滤掉使系统工作正常。如出现系统无法回基准点的情况,可用示波器检查是否有零标记脉冲,若没有可考虑是测量系统损坏。 
  用可编程控制器进行PLC中断状态分析:可编程序控制器发生故障时,其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下,调出中断堆栈和块堆栈,按其所指示的原因,查明故障所在。在可编程序控制器的维修中这是最常用有效和快速的办法。 
  接口信号检查:通过用可编程序控制器检查机床控制系统的接口信号,并与接口手册的正确信号相对比,亦可查出相应的故障点。 
  诊断备件替换法:现代数控系统大都采用模块化设计,按功能不同划分不同模块,随着现代技术的发展,电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂,按常规方法,很难把故障定位到一个很小的区域,而一旦系统发生故障,为了缩短停机时间,我们可以根据模块的功能与故障现象,初步判断出可能的故障模块,用诊断备件将其替换,这样可迅速判断出有故障的模块。在没有诊断备件的情况下可以采用现场相同或相容的模块进行替换检查,对于现代数控的维修,越来越多的情况采用这种方法进行诊断,然后用备件替换损坏模块,使系统正常工作。尽最大可能缩短故障停机时间,使用这种方法在操作时注意一定要在停电状态下进行,还要仔细检查线路板的版本,型号,各种标记,跨接是否相同,对于有关的机床数据和电位计的位置应做好记录,拆线时应做好标志。 
  利用系统的自诊断功能判断:现代数控系统尤其是全功能数控具有很强的自诊断能力,通过实施时监控系统各部分的工作,及时判断故障,给出报警信息,并做出相应的动作,避免事故发生。然而有时当硬件发生故障时,就无法报警,有的数控系统可通过发光管不同的闪烁频率或不同的组合做出相应的指示,这些指示配合使用就可帮助我们准确地诊断出故障模板的位置。如SINUMERIK 8系统根据MS100 CPU板上四个指示灯和操作面板上的FAULT灯的亮灭组合就可判断出故障位置。 
  上述诊断方法,在实际应用时并无严格的界限,可能用一种方法就能排除故障,亦可能需要多种方法同时进行。其效果主要取决于对系统原理与结构的理解与掌握的深度,以及维修经验的多少。 


3.2 数控系统的常见故障分析 
  根据数控系统的构成,工作原理和特点,结合我们在维修中的经验,将常见的故障部位及故障现象分析如下。 
  (1)位置环 这是数控系统发出控制指令,并与位置检测系统的反馈值相比较,进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度,并与外设相联接,所以容易发生故障。 
  常见的故障有:①位控环报警:可能是测量回路开路;测量系统损坏,位控单元内部损坏。②不发指令就运动,可能是漂移过高,正反馈,位控单元故障;测量元件损坏。③测量元件故障,一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。 
  (2)伺服驱动系统 伺服驱动系统与电源电网,机械系统等相关联,而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态,因而这也是故障较多的部分。 
  其主要故障有:①系统损坏。一般由于网络电压波动太大,或电压冲击造成。我国大部分地区电网质量不好,会给机床带来电压超限,尤其是瞬间超限,如无专门的电压监控仪,则很难测到,在查找故障原因时,要加以注意,还有一些是由于特殊原因造成的损坏。如华北某厂由于雷击中工厂变电站并窜入电网而造成多台机床伺服系统损坏。②无控制指令,而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。如在东北某厂,引进的西德WOTAN公司转子铣床在调试中,机床X轴在无指令的情况下,高速运转,经分析我们认为是正反馈造成的。因为系统零点漂移,在正反馈情况下,就会迅速累加使电机在高速下运转,而我们按标签检查线路后完全正确,机床厂技术人员认为不可能接错,在充分分析与检测后我们将反馈线反接,结果机床运转正常。机床厂技术人员不得不承认德方工作失误。还有一例子,我们在天津某厂培训讲学时,应厂方要求对他们厂一台自进厂后一直无法正常工作的精密磨床进行维修,其故障是:机床一启动电机就运转,而且越来越快,直至最高转速。我们分析认为是由于速度环开路,系统漂移无法抑制造成。经检查其原因是速度反馈线接到了地线上造成。③加工时工件表面达不到要求,走圆弧插补轴换向时出现凸台,或电机低速爬行或振动,这类故障一般是由于伺服系统调整不当,各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起,解决办法是进行最佳化调节。④保险烧断,或电机过热,以至烧坏,这类故障一般是机械负载过大或卡死。 
  (3)电源部分 电源是维持系统正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。一般在欧美国家,这类问题比较少,在设计上这方面的因素考虑的不多,但在中国由于电源波动较大,质量差,还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰,加上人为的因素(如突然拉闸断电等)。这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外,数控系统部分运行数据,设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内,系统断电后,靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而,停机时间比较长,拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失,使系统不能运行。 
  (4)可编程序控制器逻辑接口 数控系统的逻辑控制,如刀库管理,液压启动等,主要由PLC来实现,要完成这些控制就必须采集各控制点的状态信息,如断电器,伺服阀,指示灯等。因而它与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接,变化频繁,所以发生故障的可能性就比较多,而且故障类型亦千变万化。 
  (5)其他 由于环境条件,如干扰,温度,湿度超过允许范围,操作不当,参数设定不当,亦可能造成停机或故障。有一工厂的数控设备,开机后不久便失去数控准备好信号,系统无法工作,经检查发现机体温度很高,原因是通气过滤网已堵死,引起温度传感器动作,更换滤网后,系统正常工作。不按操作规程拔插线路板,或无静电防护措施等,都可能造成停机故障甚至毁坏系统。 
  一般在数控系统的设计、使用和维修中,必须考虑对经常出现故障的部位给予报警,报警电路工作后,一方面在屏幕或操作面板上给出报警信息,另一方面发出保护性中断指令,使系统停止工作,以便查清故障和进行维修。 

3.3 故障排除方法 
  (1)初始化复位法 一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电,拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意作好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。 
  (2)参数更改,程序更正法 系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。例如,在哈尔滨某厂转子铣床上采用了测量循环系统,这一功能要求有一个背景存贮器,调试时发现这一功能无法实现。检查发现确定背景存贮器存在的数据位没有设定,经设定后该功能正常。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统的块搜索功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。 
  (3)调节,最佳化调整法 调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节,修正系统故障。如某军工厂维修中,其系统显示器画面混乱,经调节后正常。在山东某厂,其主轴在启动和制动时发生皮带打滑,原因是其主轴负载转矩大,而驱动装置的斜升时间设定过小,经调节后正常。 
  最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法,其办法很简单,用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器,分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间,来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性,而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下,根据经验,即调节使电机起振,然后向反向慢慢调节,直到消除震荡即可。 
  (4)备件替换法 用好的备件替换诊断出坏的线路板,并做相应的初始化启动,使机床迅速投入正常运转,然后将坏板修理或返修,这是目前最常用的排故办法。 
  (5)改善电源质量法 目前一般采用稳压电源,来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法,通过这些预防性措施来减少电源板的故障。 
  (6)维修信息跟踪法 一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障,不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据,可正确彻底地排除故障。 
3.4 维修中应注意的事项 
  (1)从整机上取出某块线路板时,应注意记录其相对应的位置,连接的电缆号,对于固定安装的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内,以免丢失,装配后,盒内的东西应全部用上,否则装配不完整。 
  (2)电烙铁应放在顺手的前方,远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整,以适应集成电路的焊接,并避免焊接时碰伤别的元器件。 
  (3)测量线路间的阻值时,应断电源,测阻值时应红黑表笔互换测量两次,以阻值大的为参考值。 
  (4)线路板上大多刷有阻焊膜,因此测量时应找到相应的焊点作为测试点,不要铲除焊膜,有的板子全部刷有绝缘层,则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。 
  (5)不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验,习惯断线检查,但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,印刷线路细而密,一旦切断不易焊接,且切线时易切断相邻的线,再则有的点,在切断某一根线时,并不能使其和线路脱离,需要同时切断几根线才行。 
  (6)不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了,就立即拆换,这样误判率较高,拆下的元件人为损坏率也较高。 
  (7)拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳,切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸,以免损坏焊盘。 
  (8)更换新的器件,其引脚应作适当的处理,焊接中不应使用酸性焊油。 
  (9)记录线路上的开关,跳线位置,不应随意改变。进行两极以上的对照检查时,或互换元器件时注意标记各板上的元件,以免错乱,致使好板亦不能工作。 
  (10)查清线路板的电源配置及种类,根据检查的需要,可分别供电或全部供电。应注意高压,有的线路板直接接入高压,或板内有高压发生器,需适当绝缘,操作时应特别注意。 

4 数控机床开机调试 
  数控机床是一种技术含量很高的机电仪一体化的机床,用户买到一台数控机床后,是否正确的安全地开机,调试是很关键的一步。这一步的正确与否在很大程序上决定了这台数控机床能否发挥正常的经济效率以及它本身的使用寿命,这对数控机床的生产厂和用户厂都是事关重大的课题。数控机床开机,调试应按下列的步骤进行。 
4.1 通电前的外观检查 
  (1)机床电器检查 打开机床电控箱,检查继电器,接触器,熔断器,伺服电机速度,控制单元插座,主轴电机速度控制单元插座等有无松动,如有松动应恢复正常状态,有锁紧机构的接插件一定要锁紧,有转接盒的机床一定要检查转接盒上的插座,接线有无松动,有锁紧机构的一定要锁紧。 
  (2)CNC电箱检查 打开CNC电箱门,检查各类接口插座,伺服电机反馈线插座,主轴脉冲发生器插座,手摇脉冲发生器插座,CRT插座等,如有松动要重新插好,有锁紧机构的一定要锁紧。按照说明书检查各个印刷线路板上的短路端子的设置情况,一定要符合机床生产厂设定的状态,确实有误的应重新设置,一般情况下无需重新设置,但用户一定要对短路端子的设置状态做好原始记录。 
  (3)接线质量检查 检查所有的接线端子。包括强弱电部分在装配时机床生产厂自行接线的端子及各电机电源线的接线端子,每个端子都要用旋具紧固一次,直到用旋具拧不动为止,各电机插座一定要拧紧。 
  (4)电磁阀检查 所有电磁阀都要用手推动数次,以防止长时间不通电造成的动作不良,如发现异常,应作好记录,以备通电后确认修理或更换。 
  (5)限位开关检查 检查所有限位开关动作的灵活及固定性是否牢固,发现动作不良或固定不牢的应立即处理。 
  (6)操作面板上按钮及开关检查,检查操作面板上所有按钮,开关,指示灯的接线,发现有误应立即处理,检查CRT单元上的插座及接线。 
  (7)地线检查 要求有良好的地线,测量机床地线,接地电阻不能大于1Ω。 
  (8)电源相序检查 用相序表检查输入电源的相序,确认输入电源的相序与机床上各处标定的电源相序应绝对一致。 
  有二次接线的设备,如电源变压器等,必须确认二次接线的相序的一致性。要保证各处相序的绝对正确。此时应测量电源电压,做好记录。 
4.2 机床总电压的接通 
  (1)接通机床总电源,检查CNC电箱,主轴电机冷却风扇,机床电器箱冷却风扇的转向是否正确,润滑,液压等处的油标志指示以及机床照明灯是否正常,各熔断器有无损坏,如有异常应立即停电检修,无异常可以继续进行。 
  (2)测量强电各部分的电压特别是供CNC及伺服单元用的电源变压器的初次级电压,并作好记录。 
  (3)观察有无漏油,特别是供转塔转位、卡紧,主轴换档的以及卡盘卡紧等处的液压缸和电磁阀。如有漏油应立即停电修理或更换。 
4.3 CNC电箱通电 
  (1)按CNC电源通电按扭,接通CNC电源,观察CRT显示,直到出现正常画面为止。如果出现ALARM显示,应该寻找故障并排除,此时应重新送电检查。 
  (2)打开CNC电源,根据有关资料上给出的测试端子的位置测量各级电压,有偏差的应调整到给定值,并作好记录。 
  (3)将状态开关置于适当的位置,如日本FANUC系统应放置在MDI状态,选择到参数页面。逐条逐位地核对参数,这些参数应与随机所带参数表符合。如发现有不一致的参数,应搞清各个参数的意义后再决定是否修改,如齿隙补偿的数值可能与参数表不一致,这在进行实际加工后可随时进行修改。 
  (4)将状态选择开关放置在JOG位置,将点动速度放在最低档,分别进行各坐标正反方向的点动操作,同时用手按与点动方向相对应的超程保护开关,验证其保护作用的可靠性,然后,再进行慢速的超程试验,验证超程撞块安装的正确性。 
  (5)将状态开关置于回零位置,完成回零操作,参考点返回的动作不完成就不能进行其它操作。因此遇此情况应首先进行本项操作,然后再进行第(4)项操作。 
  (6)将状态开关置于JOG位置或MDI位置,进行手动变档试验,验证后将主轴调速开关放在最低位置,进行各档的主轴正反转试验,观察主轴运转的情况和速度显示的正确性,然后再逐渐升速到最高转速,观察主轴运转的稳定性。 
  (7)进行手动导轨润滑试验,使导轨有良好的润滑。 
  (8)逐渐变化快移超调开关和进给倍率开关,随意点动刀架,观察速度变化的正确性。 
4.4 MDI试验 
  (1)测量主轴实际转速 将机床锁住开关放在接通位置,用手动数据输入指令,进行主轴任意变档,变速试验,测量主轴实际转速,并观察主轴速度显示值,调整其误差应限定在5%之内。 
  (2)进行转塔或刀座的选刀试验 其目的是检查刀座或正、反转和定位精度的正确性。 
  (3)功能试验 根据定货的情况不同,功能也不同,可根据具体情况对各个功能进行试验。为防止意外情况发生,最好先将机床锁住进行试验,然后再放开机床进行试验。 
  (4)EDIT功能试验 将状态选择开关置于EDIT位置,自行编制一简单程序,尽可能多地包括各种功能指令和辅助功能指令,移动尺寸以机床最大行程为限,同时进行程序的增加,删除和修改。 
  (5)自动状态试验 将机床锁住,用编制的程序进行空运转试验,验证程序的正确性,然后放开机床,分别将进给倍率开关,快速超调开关,主轴速度超调开关进行多种变化,使机床在上述各开关的多种变化的情况下进行充分地运行,后将各超调开关置于100%处,使机床充分运行,观察整机的工作情况是否正常。 
  至此,一台数控机床才算开机调试完毕。 

5 维修调试后的技术处理 
  在现场维修结束后,应认真填写维修记录,列出有关必备的备件的清单,建立用户档案,对于故障时间,现象,分析诊断方法,采用排故方法,如果有遗留问题应详尽记录,这样不仅使每次故障都有据可查,而且也可以积累维修经验。 
  以上对于数控系统维修技术的阐述,是我们几年中近百次数控系统的调试和维修的经验的总结。虽然,数控系统种类繁多,故障千变万化,维修方法也不尽相同,一篇短文很难尽述,但是我们仍希望把一些基本方法与思路写出来,与大家交流以期能引起人们对数控系统维修技术的重视,维修技术的直接目的和结果是使数控系统恢复正常运行,从而保证生产的顺利进行。目前在我们国家数控技术正迅速向各工业部门渗透,随着电子技术的发展,数控技术在国民经济中的地位也就随之提高,那么对于数控技术重要组成部分—数控系统维修技术也应迅速适应数控技术飞速发展的要求,作为一名数控系统维修技术人员,就应该不断地学习和掌握新的知识与技术,寻找新的维修诊断的方法和手段,为推动数控系统维修技术的发展做出应有的贡献
查阅全文... http://sk.28xl.com/1/9808/1.htm
Pro/Engineer 方向盘教程
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对于这个题目,主要考查拆面时的裁减和Style条件下曲面的优化问题。
    1、新建一个零件,然后进入造型环境,单击菜单栏的【造型】-【跟踪草绘】,即可进入【跟踪草绘】对话框。


图2
    3、当我们需要隐藏参照图片的时候,我们不要视图前面的"眼睛"按钮,那是删除选项,要选择草绘下面的【隐藏】或者【显示】选项。


图4借助这个题目我也讲讲一些思路方面的问题,也欢迎大家讨论。学习是个补充完善自己知识系统的过程。很多人一天就叫嚷题目题目,可这个题目补充了那些方面缺陷或者获得哪些启发,自己一点都不知道。学习不是盲目地学,要有的放矢,才会进步快,当然钻研是不可缺少的,找出一套适合自己的方法也是必要的。
    5、扶手的曲面也可以旋转做,但我我们为了练习【造型】曲面,所以我们可以用双轨扫掠来做。双轨扫掠曲面就是一条或多条截面曲线同时沿两条轨迹线扫掠成面,当然它也可以用来做环形面。


图6
    7、做造型的时候一定不要脱离我们的思路,因此编辑曲线的时候也不要忘了目的(比如靠近扶手曲面的短曲线的高度我们尽量要和扶手曲面高度一致)。做面我们一般采取建立封闭的四边曲线区域来围面。当然四边面也可以用双轨扫掠来做,但这种方法不好定义曲面边界条件,而且只能在扫掠方向上增加控制线,因此一般情况下还是选择边界混合做面吧,而且它还具有一定的适时优化优势。




图10
    11、然后我们就可以建立融合曲面了。建立曲面我有几个建议或许对大家有用:A,保证所用曲线的光顺性 B,在造型环境做线,而到外面去用边界混合做面 C,对称的东西不一定就要半边半边地做,有时定义了与对称平面垂直后,曲面还可能发生扭曲,此时我们可以考虑把曲线镜像后整体做面。


图12 13、不要急着建立曲面,我们先镜像复制曲线,并隐藏需要定义连续性的曲面边界的曲线。同时可以增加内部控制线。


图13

    14、在造型环境外建立边界混合曲面。


图15  16、在这里我们为了保持融合曲面和扶手曲面的光顺过渡,我们可以考虑逐渐向中间曲面过渡的做法。过渡曲面如图所示。
查阅全文... http://sk.28xl.com/28/8088/1.htm
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10、接着我们就要建立融合部分的曲面了。其实大家都知道里应该切除扶手面。但在哪里切,却不很明了。当然切不是盲目的,要有目的地切。为了保持融合曲面与扶手曲面之间痕迹不明显(其实痕迹明不明显,主要是视觉的效果,如果我们把切的地方放在高光部分,那肯定会好些。),我们在扶手曲面的中间部分开始切,而且为了保持被切后边的整体性,我们用的曲线应是一整条,这个操作步骤请照PART文件。



图10


    11、然后我们就可以建立融合曲面了。建立曲面我有几个建议或许对大家有用:A,保证所用曲线的光顺性 B,在造型环境做线,而到外面去用边界混合做面 C,对称的东西不一定就要半边半边地做,有时定义了与对称平面垂直后,曲面还可能发生扭曲,此时我们可以考虑把曲线镜像后整体做面。



图11


    12、注意切的时候不要那么“小器”,你在曲线曲率反向的地方切,那么曲面更容易扭曲。



图12


    13、不要急着建立曲面,我们先镜像复制曲线,并隐藏需要定义连续性的曲面边界的曲线。同时可以增加内部控制线。



图13


    14、在造型环境外建立边界混合曲面。



图14


    15、分析图和PART文件。我这个解答也不是很完美的,大家有兴趣可以讨论讨论其他的做法!



图15


    第二种切法!

    16、在这里我们为了保持融合曲面和扶手曲面的光顺过渡,我们可以考虑逐渐向中间曲面过渡的做法。过渡曲面如图所示。



图16


    17、对于第二种做法,我只是粗略地做了一下,也没仔细调整曲线,曲面质量也不怎么好,大家可以自己去尝试一下。好久没做教程,思路还不是很明朗,请大家谅解!



图17

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Pro/Engineer 方向盘教程(一)
相关内容: 方向盘 教程 Pro/ENGINEER
方向盘题目,说简单也简单,说难也有点。简单很了,来作也没有意思。我自己先做了一下,主要考查拆面时的裁减和Style条件下曲面的优化问题。

    1、新建一个零件,然后进入造型环境,单击菜单栏的【造型】-【跟踪草绘】,即可进入【跟踪草绘】对话框。



图1


    2、点击对应的视图,我们就可以导入图片了。注意:如果不是缺省的视图,我们要在上面贴图怎么办?时就要用选项【打开草绘】。具体操作可照系统提示。



图2


    3、当我们需要隐藏参照图片的时候,我们不要视图前面的“眼睛”按钮,那是删除选项,要选择草绘下面的【隐藏】或者【显示】选项。



图3


    4、根据轮廓外型草绘扶手轮廓截面。注意:在造型状态下,我们可以直接进入草绘环境,但修改的时候必须退出造型状态才可编辑。



图4


    借助这个题目我也讲讲一些思路方面的问题,也欢迎大家讨论。学习是个补充完善自己知识系统的过程。很多一天就叫嚷题目题目,可这个题目补充了那些方面缺陷或者获得哪些启发,自己一点都不知道。学习不是盲目地学,要有的放矢,才会进步快,当然钻研是不可缺少的,找出一套适合自己的方法也是必要的。

    5、扶手的曲面也可以旋转做,但我我们为了练习【造型】曲面,所以我们可以用双轨扫掠来做。双轨扫掠曲面就是一条或多条截面曲线同时沿两条轨迹线扫掠成面,当然它也可以用来做环形面。

图5


    6、接下来就可以参照图片绘制中间部分的外型曲线了。绘制曲线的时候要遵循几个原则:A,尽量建立平面型曲线B,尽量用最少的控制点来表达外型,同时善于使用切线来编辑外型C,善于使用曲率梳形图来评估曲线的光顺程度。



图6


    7、做造型的时候一定不要脱离我们的思路,因此编辑曲线的时候也不要忘了目的(比如靠近扶手曲面的短曲线的高度我们尽量要和扶手曲面高度一致)。做面我们一般采取建立封闭的四边曲线区域来围面。当然四边面也可以用双轨扫掠来做,但这种方法不好定义曲面边界条件,而且只能在扫掠方向上增加控制线,因此一般情况下还是选择边界混合做面吧,而且它还具有一定的适时优化优势。



图7


    8、曲面的优化。从上图可以看出曲面的等参线分布不是很顺畅,那么对应的曲面肯定也不光顺。因此我们必须对其进行优化。那怎么进行优化呢?答案只有一个:加内部控制线。但是内部控制线怎么个加法呢?直接单独做的话,调整很花费时间。幸好造型模块给我们增加了一个很好的工具【来自曲面的曲线】,它可以建立独自或者依附原曲面的曲线。我们从建好的曲面上一定位置(一般是在曲面容易产生扭曲的地方)处取纵横两条控制线(注意用独立方式。)然后参照曲面进行优化,当然不要忘记用用梳子(曲率梳)来适时评估它。



图8


    9、从曲面的等参线可以看到曲面的质量有了改观。但光凭等参线还不能完全能确定曲面是光顺的。我们还需要对曲面整体进行一个分析评估。



图9

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加工中心操作基础教程
相关内容: 基础 教程 操作 加工中心
加工 操作 教程 加工中心操作基础教程第一课数控技术基础

第1章
数控技术基础数字控制机床(NuinericallyControllcdMacllineTool)简称数控机床,随电子技术的发展,数控机床采用了计算机数控(ComputerizedNuinericallyControl)系统,因此也称为计算机数控机床或CNC机床。

1.1
数控机床的系统组成及其功能

1.1.1
数控加工的过程

利用数控机床完成零件数控加工的过程如图
l-1
所示.主要内容包括如下


根据零件加工图样进行工艺分析,确定加
l
方案、工艺参数和位移数据,



用规定的程序代码和格式编写零件加上程序单:或用自动编程软件,进行
CAD/CAM
工作,直接生成零件的加工程序文件。


程序的输人或传输。由手工编写的程序,可以通过数控机床的操作,面板输入;由编程软件生成的程序,通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单儿(
MCU
)。


将输人/传输到数控单元的加
1
程序,进行试运行、刀具路径模拟等.


通过对机床的正确操作,运行程序,完成零件的加工。
  


1.1.2
数控机床的组成及其功能


数控机床一般由数控系统、包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成,如图
1-2
所示。




控制介质
控制介质又称信息载体,是人与数控机床之间联系的中间媒介物质,反映了数控加工中全部信息。


数控系统
数控系统是机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在。主要由输人装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输人/输出接口等组成。主控制系统主要由
CPU
、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量,以及温度、压力、流量等物理量.其控制方式又可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类。其中主控制器内的擂补模块就是根据所读入的零件程序,通过译码、编译等处理后,进行相应的刀具轨迹插补运算,并通过与各坐标伺服系统的位置、速度反馈信号的比较,从而控制机床各坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常由可编程控制器
PI
尤来完成,它根据机床加工过程中各个动作要求进行协调,按各检测信号进行逻辑判别,从而控制机床各个部件有条不紊地按顺序工作。


伺服系统
伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节.主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成.伺服电动机是系统的执行元件,驱动控制系统则是伺服电动机的动力源.数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令,再经过驱动系统的功率放大后,驱动电动机运转,通过机械传动装置带动工作台或刀架运动。


强电控制柜
强电控制柜主要用来安装机床强电控制的各种电气元器件,除了提供数控、伺服等一类弱电控制系统的输入电源,以及各种短路、过载、欠压等电气保护外,主要在
PLC
的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元件之间起桥梁连接作用,控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等。此外.它也与机床操作台有关手动按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构成.它与一般普通机床的电气类似,但为了提高对弱电控制系统的抗干扰性,要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应器件中均必须并接
RC
阻容吸收器;对各种检测信号的输人均要求用屏蔽电缆连接。


辅助装置
辅助装置主要包括自动换刀装置
ATC(AutomatlcToolChanger
)、自动交换工作台机构
APc(AutomaticPalletchanger
)、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。


机床本体
数控机床的本体指其机械结构实体.它与传统的普通机床相比较,同样由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成,但数控机床的整休布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点,归纳起来包括以下几个方面的变化。
①采用高性能主传动及主轴部件。其有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。
②进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点,一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。
③具有完善的刀具自动交换和管理系统。
④在加工中心上一般具有工件自动交换、工件夹紧和放松机构.
⑤机床本身具有很高的动、静刚度。
⑥采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工,为了操作安全等,一般采用移动门结构的全封闭罩壳,对机床的加工部件进行全封闭。
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加工中心操作基础教程2
相关内容: 基础 教程 操作 加工中心
数控技术常用术语 第二课数控技术常用术语


第二课数控技术常用术语
1,5数控技术常用术语



为了方便读者阅读相关数控资料和国外数控产品的相关手册,在此选择了常用的数控词汇及其英语对应单词,所选用的数控术语主要参考国际标准ISO2806和中华人民共和国国家标准GB8129—1987以及近年新出现的一些数控词汇。

1)计算机数值控制(ComputerizedNumericalControl,CNC)用计算机控制加工功能,实现数值控制。

2)轴(Axis)机床的部件可以沿着其作直线移动或回转运动的基准方向。

3)机床坐标系(MachineCoordinateSystern)固定于机床上,以机床零点为基准的笛卡尔坐标系。

4)机床坐标原点(MachineCoordinateOrigin)机床坐标系的原点。

5)工件坐标系(WorkpieceCoordinateSystem)固定于工件上的笛卡尔坐标系。

6)工件坐标原点(Wrok-piexeCoordinateOrigin)工件坐标系原点。

7)机床零点(Machinezero)由机床制造商规定的机床原点。

8)参考位置(ReferencePosition)机床启动用的沿着坐标轴上的一个固定点,它可以用机床坐标原点为参考基准。

9)绝对尺寸(AbsoluteDimension)/绝对坐标值(AbsoluteCoordinates)距一坐标系原点的直线距离或角度。

10)增量尺寸(IncrementalDimension)/增量坐标值(IncrementalCoordinates)在一序列点的增量中,各点距前一点的距离或角度值。

11)最小输人增量(LeastInputIncrement)在加工程序中可以输人的最小增量单位。

12)命令增量(LeastcommandIncrement)从数值控制装置发出的命令坐标轴移动的最小增量单位。

13)插补(InterPolation)在所需的路径或轮廓线上的两个已知点间根据某一数学函数(例如:直线,圆弧或高阶函数)确定其多个中间点的位置坐标值的运算过程。

14)直线插补(LlneInterpolation)这是一种插补方式,在此方式中,两点间的插补沿着直线的点群来逼近,沿此直线控制刀具的运动。

15)圆弧插补(Circula:Interpolation)这是一种插补方式,在此方式中,根据两端点间的插补数字信息,计算出逼近实际圆弧的点群,控制刀具沿这些点运动,加工出圆弧曲线。

16)顺时针圆弧(ClockwiseArc)刀具参考点围绕轨迹中心,按负角度方向旋转所形成的轨迹.方向旋转所形成的轨迹.

17)逆时针圆弧(CounterclockwiseArc)刀具参考点围绕轨迹中心,按正角度方向旋转所形成的轨迹。

18)手工零件编程(ManualPartPrograrnmiog)手工进行零件加工程序的编制。

19)计算机零件编程(CornputerPartprograrnrnlng)用计算机和适当的通用处理程序以及后置处理程序准备零件程序得到加工程序。

20)绝对编程(AbsolutePrograrnming)用表示绝对尺寸的控制字进行编程。

21)增量编程(Incrementprogramming)用表示增量尺寸的控制字进行编程。22、

22)宇符(Character)用于表示一组织或控制数据的一组元素符号。

23)控制字符(ControlCharacter)出现于特定的信息文本中,表示某一控制功能的字符。

24)地址(Address)一个控制字开始的字符或一组字符,用以辨认其后的数据。
25)程序段格式(BlockFormat)字、字符和数据在一个程序段中的安排。

26)指令码(InstructionCode)/机器码(MachineCode)计算机指令代码,机器语言,用来表示指令集中的指令的代码。

27)程序号(ProgramNumber)以号码识别加工程序时,在每一程序的前端指定的编号

28)程序名(PrograoName)以名称识别加工程序时,为每一程序指定的名称。

29)指令方式(CommandMode)指令的工作方式。

30)程序段(Block)程序中为了实现某种操作的一组指令的集合.

31)零件程序(PartProgram)在自动加工中,为了使自动操作有效按某种语言或某种格式书写的顺序指令集。零件程序是写在输人介质上的加工程序,也可以是为计算机准备的输人,经处理后得到加工程序。

32)加工程序(MachineProgram)在自动加工控制系统中,按自动控制语言和格式书写的顺序指令集。这些指令记录在适当的输人介质上,完全能实现直接的操作。

33)程序结束(EndofProgram)指出工件加工结束的辅助功能

34)数据结束(EndofData)程序段的所有命令执行完后,使主轴功能和其他功能(例如冷却功能)均被删除的辅助功能。

35)程序暂停(ProgromStop)程序段的所有命令执行完后,删除主轴功能和其他功能,并终止其后的数据处理的辅助功能.

36)准备功能(PreparatoryFunctton)使机床或控制系统建立加工功能方式的命令.

37)辅助功能(MiscellaneouSFunction)控制机床或系统的开关功能的一种命令。

38)刀具功能(ToolFunetion)依据相应的格式规范,识别或调人刀具。

39)进给功能(FeedFunction)定义进给速度技术规范的命令。

40)主轴速度功能(SpindleSpeedFunction)定义主轴速度技术规范的命令。

41)进给保持(FeedHold)在加工程序执行期问,暂时中断进给的功能。

42)刀具轨迹(ToolPath)切削刀具上规定点所走过的轨迹。

43)零点偏置(ZeroOffset)数控系统的一种特征.它容许数控测量系统的原点在指定范围内相对于机床零点移动,但其永久零点则存在数控系统中。

44)刀具偏置(ToolOffset)在一个加工程序的全部或指定部分,施加于机床坐标轴上的相对位移.该轴的位移方向由偏置值的正负来确定.

45)刀具长度偏置(ToolLengthOffset)在刀具长度方向卜的偏晋

46)刀具半径偏置(ToolRadlusOffseO)刀具在两个坐标方向的刀具偏置。

47)刀具半径补偿(CutterCompensation)垂直于刀具轨迹的位移,用来修正实际的刀具半径与编程的刀具半径的差异

48)刀具轨迹进给速度(ToolPathFeedrate)刀具上的基准点沿着刀具轨迹相对于工件移动时的速度,其单位通常用每分钟或每转的移动量来表示。

49)固定循环(FixedCycle,CannedCycle)预先设定的一些操作命令,根据这些操作命令使机床坐标袖运动,主袖工作,从而完成固定的加工动作。例如,钻孔、铿削、攻丝以及这些加工的复合动作。

50)子程序(Subprogram)加工程序的一部分,子程序可由适当的加工控制命令调用而生效

51)工序单(Planningsheet)在编制零件的加工工序前为其准备的零件加工过程表。

52)执行程序(ExecutlveProgram)在CNC系统中,建立运行能力的指令集合

53)倍率(Override)使操作者在加工期间能够修改速度的编程值(例如,进给率、主轴转速等)的手工控制功能。

54)伺服机构(Servo-Mwchanisnt)这是一种伺服系统,其中被控量为机械位置或机械位置对时间的导数.

55)误差(Error)计算值、观察值或实际值与真值、给定值或理论值之差

56)分辨率(Resolution)两个相邻的离散量之间可以分辨的最小间隔.
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