《数控机床故障诊断与维修》课件模块5.ppt

1、 任务一任务一 启动启动802D数控装置数控装置-数控系统连接数控系统连接与维修与维修 任务导入任务导入 SINUMERIK 802D sl数控装置，数控装置供电电源是直流还是交流？数控装置有哪些接口？这些接口是如何连接的？模块五模块五 加工中心加工中心(西门子西门子802D802D系统系统)原原理与维修理与维修 知识目标 1.了解SINUMERIK 802D sl数控装置接口定义 2.掌握SINUMERIK 802D sl电气控制原理 能力目标 1.会连接SINUMERIK 802D sl接口 2.能排除SINUMERIK 802D sl数控装置电源故障任务描述任务描述通过在802D加工中心

2、装调维修实训装置上训练，了解数控装置接口功能含义，掌握数控装置硬件接口与其他单元连接，绘制出数控装置电源电气控制原理图，会排除数控装置电源故障。相关知识相关知识 一、数控装置接口 1.802D sl接口含义 2.SINUMERIK 802D sl组件 二、总体连线图 统由双轴功率模块、单轴功率模块、SMC30模块、PP72/48模块、X/Y/Z轴电机、主轴伺服驱动器、主轴伺服电机、手持操作盒、限位信号、参考点信号、主轴定位完成信号、刀库计数信号、松刀/紧刀到位信号、刀库正反转信号、冷却信号和润滑信号等组成。三、数控装置连接任务实施任务实施 一、SINUMERIK 802D sl接口及组件认识

3、1.查阅SINUMERIK 802D sl技术手册。2.指出接口及组件名称、功能及接口端子引脚含义。3.绘制SINUMERIK 802D sl数控系统机床功能框图。二、系统连接 1.数控装置与PCU、PP72/48、SIMODRIVE设备连接。2.PP72/48模块与机床操作面板连接。3.数控装置与电源连接。三、数控装置电源故障排除知识拓展知识拓展 一、SINUMERIK 810系统 西门子SINUMERIK 810系统是中档数控系统，产品有GAl、GA2、GA3三种型号，系统功能强，使用方便，硬件采用模块化结构，便于维修，并且体积小。车床使用810T系统、铣床及加工中心810M系统、为磨床8

4、10G系统，冲床使用810N系统 二、SINUMERIK 810/840D系统 三、SINUMERIK 802系统 802系列系统包括802S、802C、802D系列系统，802S/C系列系统包括802S/Se/S Baseline、802C/Ce/C Baseline等型号。1)802S/C系统 802S和802C具有相同的硬件和软件，相同的PLC编程语言(Micro/WIN编程工具PLC802V2.1)，系统控制三个进给轴和一个主轴。802S使用步进电动机驱动，802C使用交流伺服驱动，可三轴控制/三轴联动，系统带有10V的主轴模拟量输出接口。2)802Se/Ce系统 3)802S Bas

5、eline/C Baseline系统 4)802D系统技能训练技能训练 1.SINUMERIK 802D sl加工中心系统接线图绘制。2.PP72/48、SIMODRIVE等组件控制电源故障检查与排除。任务二任务二 备份系统参数备份系统参数-机床数据设置与调整机床数据设置与调整 任务导入任务导入 SINUMERIK 802D sl数控系统中参数比较多，主要有NC机床数据、设定数据、PLC数据、刀补参数、零点偏置参数、R参数等。模块五模块五 加工中心加工中心(西门子西门子802D802D系统系统)原理与维修原理与维修 知识目标 1.熟悉SINUMERIK 802D sl数控装置参数与设置方法 2

6、.了解不同参数对数控系统运行作用及影响 能力目标 1.会进行SINUMERIK 802D sl数控装置参数的备份 2.能调整和设置SINUMERIK 802D sl数控装置参数任务描述任务描述本任务要了解数控系统参数功能，掌握系统参数备份方法，会调整和设置参数。相关知识相关知识 一、SINUMERIK 802D sl机床数据 1.数据类型及数值范围 1)BOOLEAN 布尔值：1(TRUE)或0(FALSE)。2)字节 3)STRING 字符串(最大16个字符)。4)WORD 16位数值5)UNSIGNED 6)INTEGER 7)DWORD 32位数值，8)UNSIGNED DWORD 32

7、位数值 9)DOUBLE 64位数值，浮点值数值4.1910-307至1.6710308 2.机床数据参数 1)显示机床数据 2)通用机床数据 3)通道专用机床数据 4)轴专用机床数据 三、试车数据备份与恢复 无论是数据备份还是数据恢复，都是在进行数据的传送。传送的原则：一是设备两端通讯口参数需设定一致，二是准备接收数据的一方先准备好，处于接收状态。试车数据包括：机床数据、设定数据、R参数、刀具参数、零点偏移、螺距误差补偿值、用户报警文本、PLC用户程序、零件加工程序、固定循环等 2.试车数据输出至电脑(以802D为例)1)连接RS232标准通讯电缆。2)设置802D系统通讯口参数。3)启动W

8、INPCIN软件。4)在802D系统上【数据入/出】。5)在WINPCIN软件中点击【Send Data】。6)按【确认】软菜键单后，并关闭口令。任务实施任务实施 一、系统参数查阅 1.进入参数设置画面，查看系统参数。2.查阅相关技术手册，了解参数含义。二、系统参数备份与恢复 1.将试车数据传输到PC上，完成数据备份。2.从PC上进行试车数据恢复。三、参数修改与设置知识拓展知识拓展 一、SINUMERIK 802D sl数据保护 1.系统数据存储 在SINUMERIK系统内，有静态存储器SRAM与高速闪存FLASH ROM 两种存储器。静态存储器区存放工作数据(可修改)，高速闪存区存放数据备份

9、、出厂数据、PLC程序、文本及系统程序等。图5-2-10为参数存储区示意图 2.系统三种启动方式 启动方式分为方式0(正常上电启动)、方式1(缺省值上电启动)、方式3(按存储数据上电启动)三种。3.数据存储保护级 西门子系统的数据存储分八级保护，硬件四级，软件密码四级。0级最高，7级最低，高级兼容低级。4.数据存储(机内存储)用户修改完数据(任何数据)，做数据存储操作。二、RCS802通讯软件 RCS(Remote Control System)，即远程控制系统，用于SINUMERIK 802D sl与PC之间的数据传输。通讯电缆可以是RS232C电缆或以太网，若采用RS232C联机，802D

10、 sl与PC通讯参数配置相同，若采用以太网联机，802D sl与PC的IP地址兼容。RCS 802可用于802D sl 系统的NC调试、传输报警文本、所有数据的备份及恢复。在使用RCS 802，应对软件进行相应设定。技能训练技能训练 1.利用CF卡进行SINUMERIK 802D sl数据备份与恢复。2.利用RS232进行SINUMERIK 802D sl数据备份与恢复。3.利用RCS802进行SINUMERIK 802D数据备份与恢复。任务三任务三 连接连接SINAMICS S120-进给伺服系进给伺服系统原理与维修统原理与维修 任务导入任务导入 SINAMICS S120是集V/F控制、矢

11、量控制、伺服控制为一体的多轴驱动系统。各模块间(包括控制单元模块、整流/回馈模块、电机模块、传感器模块和电机编码器等)通过高速驱动通讯接口DRIVE-CLiQ相互连接。模块五模块五 加工中心加工中心(西门子西门子802D802D系统系统)原理与维修原理与维修 知识目标 1.了解SINAMICS S120伺服驱动系统接口定义 2.掌握SINAMICS S120伺服驱动器电气连接 能力目标 1.会连接SINAMICS S120伺服驱动器 2.能排除SINAMICS S120使能信号故障任务描述任务描述通过在802D加工中心装调维修实训装置上训练，掌握接口与其它单元连接，绘制出伺服驱动器电气控制原理

12、图，会排除使能信号故障。相关知识相关知识 一、SINAMICS S120伺服驱动器 S120驱动系统采先进的硬件技术、软件技术以及通讯技术，高速驱动接口，配套的1FK7永磁同步伺服电机具有电子铭牌，系统可以自动识别所配置的驱动系统。具有更高的控制精度和动态控制特性，更高的可靠性。和802D sl配套使用的S120有双轴或单轴模块式驱动器。二、SINAMICS S120伺服电气控制原理任务实施任务实施 一、SINAMICS S120接口认识 1.查阅SINAMICS S120技术手册。2.指出接口及组件名称、功能及接口端子引脚含义。二、系统连接 1.SINAMICS S120与802D、S120

13、模块之间DRIVE-CliQ连接。2.SINAMICS S120开关量应答信号连接。3.SINAMICS S120控制电源连接。4.SINAMICS S120主电源模块及伺服电动机编码器接口连接。三、伺服系统故障排除知识拓展知识拓展 一、611系列交流伺服系统 1.西门子611A系列交流伺服系统 611A是SIEMENS公司在610与650的基础上改进的一体化产品，采用模块化结构，伺服驱动与主轴驱动公用电源模块，模块与模块之间采用总线连接。在611A系列驱动装置中，由左向右依次为电源模块、主轴伺服驱动模块、伺服驱动模块。2.西门子611D数字伺服系统 1）伺服驱动功率模块 驱动功率模块和控制模

14、块一起完成逆变。驱动功率模块主要有两个接口，第一个是直流母线接口，由电源模块提供直流600V电压，第二个是接口X131，连接交流伺服电动机，为交流伺服电动机提供电源。2）伺服驱动控制模块 二、SINAMICS S120驱动器常用参数 SINAMICS S120参数有CU控制单元参数、ALM电源模块参数、SERVO轴参数，其中R参数为只读参数，P参数为可读可写参数。三、802D sl 中驱动模块常用参数设定 1.轴参数2.位置控制使能3.坐标速度和加速度 四、伺服系统常见故障诊断实例 1跟随超差报警 故障现象：一台配套SIEMENS810M系统及61lA驱动的卧式加工中心机床，开机后，在机床手动

15、回参考点或手动时，系统出现ALM1120报警。故障处理：重新安装后，故障排除，机床恢复正常工作。2伺服电动机开机后即旋转 3开机即出现过电流报警 4810M 跟随误差过大 5.820M切削过程中出现ALMl041报警技能训练技能训练 1.图5-3-7为调节型电源模块，查阅相关资料，说明其工作原理及元器件作用。2.如图5-3-8为非调节型电源模块，查阅相关资料，说明其工作原理及元器件作用。3.查阅相关技术资料，通过设置参数，将实际轴转换为虚拟轴。任务四任务四 连接主轴驱动连接主轴驱动-主轴伺服系统原理主轴伺服系统原理与维修与维修 任务导入任务导入 802D加工中心主轴箱由箱体、主轴、打刀缸、主轴

16、电机、同步带等组成。主轴的旋转运动由主轴伺服驱动器驱动(蒙德IMS-MF)控制。主轴与主轴电机采用同步带联接，可进行张紧力调整。模块模块五五 加工中心加工中心(西门子西门子802D系统系统)原原理与维修理与维修 知识目标 1.了解802D加工中心主轴伺服系统接口定义 2.掌握802D加工中心主轴伺服驱动器电气控制原理 能力目标 1.会绘制802D加工中心主轴伺服控制原理图 2.能排除802D加工中心主轴电气系统故障任务描述任务描述通过在加工中心装调维修实训装置上训练，了解主轴伺服驱动器(蒙德IMS-MF)接口含义，会绘制主轴电气控制原理，能排除主轴正反转电气故障。相关知识相关知识 一、SINU

17、MERIK 802D sl MCPA模块 MCPA模块为SINUMERIK 802D sl的补充/扩展组件 二、外置编码器接口SMC30模块 802D sl有两种控制模拟主轴方法，一是使用ADI4模块，由ADI4产生模拟给定信号，TTL增量编码器信号连接到ADI4编码器接口；另一种是使用MCPA产生模拟给定信号，编码器信号连接SMC30模块(TTL编码器)或SMC20模块(1Vpp Sin/Cos 编码器)。三、主轴伺服驱动器接口 四、主轴模拟量控制原理 合上QF2，主轴驱动交流接入380V。按下数控装置启动按钮，MCPA模块、PP72/48模块、SMC30模块得电，系统上电启动。802D数控

18、装置自检完成后，按下机床操作面板系统使能按钮，系统得到使能信号。任务实施任务实施 一、主轴伺服驱动器(蒙德IMS-MF系列)接口认识 1.查阅主轴伺服驱动器(蒙德IMS-MF)技术手册。2.指出MCPA模块、SMC30模块及主轴伺服驱动器接口引脚含义。3.绘制主轴伺服驱动器连线功能框图。二、系统连接 1.主轴伺服驱动器开关量连接 2.主轴伺服驱动器与MCPA模块、SMC30模块信号连接。3.主轴伺服驱动器主电源连接。4.编码器反馈信号连接。三、主轴伺服系统故障排除知识拓展知识拓展 一、SMC30模块X521、X531接口 X521、X531为可选编码器系统接口 二、SINUMERIK 802D

19、 sl与主轴有关的参数 三、主轴伺服驱动器(蒙德IMS-MF系列)参数设置 1.参数组别 主轴伺服驱动器驱动器有四组普通参数(其中P1P7同属一组)和一组特殊参数(操作参数)，可以进行参数的设定、监视等。2.基本设定的参数 3.主轴定位 四、西门子常见主轴伺服故障维修实例 1.6SC650主轴不能正常旋转 故障现象：某采用810M的立式加工中心，配套6SC6502主轴驱动器，首次开机调试时，输入SM03，主轴不能旋转，系统无报警。故障处理：本机床是通过CNC实现主轴定位的，驱动器无定位选件，维修时可通过设定主轴驱动器参数P84=10H，P85=10H，取消该功能输入端定义，即可以排除故障。2.

20、主轴定位时振荡 3.主轴定位点不稳定 4.61lA主轴定位时超调技能训练技能训练 1.主轴伺服驱动器(蒙德IMS-MF系列)有哪些接线端子？有何功能？2.主轴伺服驱动器(蒙德IMS-MF系列)主轴只能向一个方向旋转故障，分析原因，列出诊断方法。任务五任务五 排查刀库换刀故障排查刀库换刀故障-斗笠式刀库原斗笠式刀库原理与维修理与维修 任务导入任务导入 刀库是六工位斗笠式，该刀库由三相异步电机、气缸、刀盘、传动机构和检测信号开关等组成。刀库有刀库计数、伸出到位、缩回到位、紧刀到位、松刀到位、刀库伸出、刀库缩回和主轴松刀等开关量信号。模块五模块五 加工中心加工中心(西门子西门子802D802D系统系

21、统)原理与维修原理与维修 知识目标 1.了解802D加工中心斗笠式刀库换刀过程 2.掌握802D加工中心斗笠式刀库控制原理 能力目标 1.会绘制802D加工斗笠式刀库气路和电路原理图 2.能排除802D加工斗笠式刀库故障任务描述任务描述通过在加工中心装调维修实训装置上训练，掌握斗笠式刀库输入输出控制信号及气路连接原理，会绘制电气控制原理图，会排除斗笠式刀库常见故障。相关知识相关知识 一、斗笠式刀库工作原理 1.斗笠式刀库特点 刀库有前后两个位置，气缸控制刀库前后移动，刀库在前位时，刀库最外的刀具正好与主轴刀套在同一条轴线上，两个行程开关来确认刀库的前后位置。刀库上安装刀具计数开关，用于确定刀位

22、。普通三相异步电机驱动刀库正转或反转，刀库与Z轴、主轴配合实现自动换刀。斗笠式刀库是采用固定刀位管理，即刀库中每个刀套只用于安放一把固定刀具 2.斗笠式刀库换刀原理 斗笠式刀库换刀动作可分为三个，即取刀、还刀和换刀。由于采用固定刀位管理方式，刀具的交换实际上是取刀和还刀这两个动作。二、斗笠刀库电气控制原理任务实施任务实施 一、主轴伺服驱动器(蒙德IMS-MF系列)准停认识 1.查阅主轴伺服驱动器(蒙德IMS-MF)技术手册。2.指出主轴伺服驱动器关于主轴定位接口端子引脚含义。二、系统连接 1.主轴伺服驱动器定位开关量连接。2.PP72/48接口X111有关刀库输入输出信号连接。3.刀库执行控制

23、电路连接。4.刀库气路的连接。三、斗笠刀库电气控制故障排除知识拓展知识拓展 一、斗笠式刀库输入输出信号 1.刀库相关的输入信号 1)刀库后位到位 2)刀库前位到位 3)刀库计数 下降沿表示转过一个刀位 4)刀库换刀位置有刀检测 5)刀库松刀到位 6)主轴紧刀到位 7)主轴刀套有刀检测 2.刀库相关的输出信号 1)刀库伸出 控制刀库伸出到换刀位置；2)刀库缩回 控制刀库缩回到原始位置；3)刀库正转 控制刀库正转；4)刀库反转 控制刀库反转；5)刀具卡紧 控制主轴将刀具卡紧；6)刀具放松 控制主轴将刀具松开；7)放松吹气 松刀时控制压缩空气吹出，防止异物进入主轴刀套 3.802D sl加工中心输入

24、/输出信号 二、斗笠式刀库参数与操作 1.刀库参数 2.操作面板用户键定义 3.换刀操作碟形弹簧 三、常见自动换刀装置故障维修实例 1.刀具设置错误报警 2.刀库不停转 故障现象：一台配套FANUC0MC系统，型号为XH754的数控机床，刀库在换刀过程中不停转动。故障分析：可能是某些原因导致信号出现紊乱。故障处理：将刀库伸缩电磁阀手动调整到刀库伸出位置，手动将刀库当前刀取下，停机断电，用扳手拧刀库齿轮箱方头轴，让空刀爪转到主轴位置，对正后再将电磁阀关掉，让刀库回位。检查刀库回零开关和刀库电动机电缆正常，重新开机回零正常，MDI方式下换刀正常。怀疑干扰所致，将接地线重新处理后，故障再未出现过。3.刀库转动中突然停电 4.换刀时间过长报警 5.换刀卡住 6.刀柄和主轴接触不良 7.松刀动作缓慢技能训练技能训练 1.刀库伸出与缩回气路的安装 2.刀库只能向一个方向旋转故障，分析原因，列出诊断方法。3.刀库不能伸出故障现象，分析原因，列出诊断方法。