1、数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术 机电系机电系 管怀蓉管怀蓉 南通航运职业技术学院南通航运职业技术学院数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术模块二模块二 FANUC FANUC数控系统工作原理数控系统工作原理 项目五项目五 FANUC FANUC系统加工中心电气安装与调试系统加工中心电气安装与调试 3 3、坐标轴参考点及参数的调试、坐标轴参考点及参数的调试南通航运职业技术学院南通航运职业技术学院数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 知识点：知识点：1 1、什么是机床的参考点、什么是机床
2、的参考点 2 2、为什么机床重新上电后必须进行回参考点的操作、为什么机床重新上电后必须进行回参考点的操作3 3、编码器的工作原理、编码器的工作原理4 4、回参考点的动作过程、回参考点的动作过程5 5、有关回参考点的参数设置、有关回参考点的参数设置6 6、回零调试注意事项、回零调试注意事项数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 实训内容：实训内容：1 1、有关回参考点的参数设置、有关回参考点的参数设置2 2、回零开关与撞块位置的调整、回零开关与撞块位置的调整3 3、观察回零过程、观察回零过程4 4、排除回零故障、排除回零故障数控机
3、床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术1 1、什么是机床的参考点？、什么是机床的参考点？数控机床加工时，零件加工轨迹是以坐标形式表数控机床加工时，零件加工轨迹是以坐标形式表现出来的，每个零件都有自己的工件坐标系，而工件现出来的，每个零件都有自己的工件坐标系，而工件坐标系零点根据加工零件的大小和形状，可以设在机坐标系零点根据加工零件的大小和形状，可以设在机床行程的任意位置。当一批零件加工时，在完成了首床行程的任意位置。当一批零件加工时，在完成了首次对刀后，每次重新上电时只要找到初次对刀后工件次对刀后，每次重新上电时只要找到初次对
4、刀后工件坐标系原点与机床某一固定点之间的相对位置，就能坐标系原点与机床某一固定点之间的相对位置，就能方便地完成成批零件的加工而无需每次开机后对刀，方便地完成成批零件的加工而无需每次开机后对刀，为此，必须在机床上建立一固定点。为此，必须在机床上建立一固定点。坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术 采用半闭环控制的数控机床，一般用增量式编采用半闭环控制的数控机床，一般用增量式编码器检测机床的实际位置，而增量式编码器仅仅输码器检测机床的实际位置，而增量式编码器仅仅输出一脉冲序列并不能检测绝对位置，一旦机床断电出一脉冲序列并不能检测绝
5、对位置，一旦机床断电后，数控系统就失去了对各坐标轴位置的记忆，所后，数控系统就失去了对各坐标轴位置的记忆，所以在重新接通电源后，必须让机床各坐标轴回到机以在重新接通电源后，必须让机床各坐标轴回到机床某一固定点上，这一固定点称为参考点。床某一固定点上，这一固定点称为参考点。以这一固定点为坐标零点的坐标系称为以这一固定点为坐标零点的坐标系称为机床坐机床坐标系。标系。坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 2 2、为什么机床重新上电后必须进行回参考点的操作、为什么机床重新上电后必须进行回参考点的操作 1 1）为了建立机床坐标系）为了建立机床坐标系 由于机床断电后系统就失去了对各坐标轴由于机
6、床断电后系统就失去了对各坐标轴 位置的记忆，所以在接通电源后，必须对机床位置的记忆，所以在接通电源后，必须对机床 的各坐标轴进行回机床坐标原点的操作，回零的各坐标轴进行回机床坐标原点的操作，回零 操作实际上就是要确定位置测量的起点。操作实际上就是要确定位置测量的起点。数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 2 2）有效保证机床相关功能的实现和零件加工精度）有效保证机床相关功能的实现和零件加工精度 数控机床的很多功能，如：软件超程保护、数控机床的很多功能，如：软件超程保护、快速移动快速移动(参数设定参数设定)、反向间隙补偿、螺距误
7、差、反向间隙补偿、螺距误差 补偿值等功能都必须在机床回零后才有效。补偿值等功能都必须在机床回零后才有效。数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 3 3、编码器的工作原理、编码器的工作原理 数控机床中采用旋转编码器作为数控机床中采用旋转编码器作为半闭环控制系统的位置检测装置，旋半闭环控制系统的位置检测装置，旋转编码器是一种数字式精密位移测量转编码器是一种数字式精密位移测量装置，该装置有一个零点标志，作为装置，该装置有一个零点标志，作为测量的起点标志。参考点位置是否正测量的起点标志。参考点位置是否正坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点
8、及参数的调试试 数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术正确与检测装置中的零标志脉冲有相当大的关系。正确与检测装置中的零标志脉冲有相当大的关系。编码器通常安装在被测量轴上，随被测轴一起转动，采用编码器通常安装在被测量轴上，随被测轴一起转动，采用光电感应元件输出一系列的电脉冲或二进制代码来反映被测轴光电感应元件输出一系列的电脉冲或二进制代码来反映被测轴的机械角位移。的机械角位移。1 1）编码器的结构）编码器的结构 增量式编码器由增量式编码器由LEDLED光源、码盘、光栏板、光光源、码盘、光栏板、光敏元件、印制电路板等组敏元件、印制电路板等组成。其中，光电码盘是在成。其中，光电码盘
9、是在一块玻璃圆盘上镀上一层一块玻璃圆盘上镀上一层不透光的金属薄膜，然后不透光的金属薄膜，然后在上面制成圆周等距的透在上面制成圆周等距的透数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术光与不透光相间的条纹。光与不透光相间的条纹。这些条纹是用来产生计数脉这些条纹是用来产生计数脉冲的增量码道，条纹的多少决定了编码器的分辨率，冲的增量码道，条纹的多少决定了编码器的分辨率，条纹数越多，检测分辨率越高。条纹数越多，检测分辨率越高。坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 码盘一侧为静止的光源和光栏板，光栏板上有两组条纹码盘一侧为静止的光源和光栏板，光栏板上有两组条纹A A组和组和B B组
10、，彼此错开组，彼此错开1/41/4节距。码盘的另一侧装有光电三极管节距。码盘的另一侧装有光电三极管（光敏元件：是一种将光强信号转换为电信号的光电转换元（光敏元件：是一种将光强信号转换为电信号的光电转换元件），用以感应件），用以感应LEDLED发出的光。码盘与被测轴同轴安装，被测发出的光。码盘与被测轴同轴安装，被测轴旋转，则码盘也旋转，轴旋转，则码盘也旋转，码盘码盘每转一圈可产生一系列的脉冲，每转一圈可产生一系列的脉冲，脉冲的数量表示角位移的测量值。脉冲的数量表示角位移的测量值。坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术 数控机床拆
11、装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术2 2）编码器的工作过程）编码器的工作过程 当光电码盘旋转当光电码盘旋转时，光线通过光栏板时，光线通过光栏板和码盘产生明暗相间和码盘产生明暗相间的变化，由光敏元件的变化，由光敏元件接收，经过电路板转接收，经过电路板转换成脉冲输出信号。换成脉冲输出信号。A A、B B两组条纹相对应的光敏元两组条纹相对应的光敏元件所产生的信号彼此相差件所产生的信号彼此相差9090相位，用于辨别旋转方相位，用于辨别旋转方向。当光电码盘正转时，向。当光电码盘正转时，A A信号超前信号超前B B信号信号9090，当光，当光电码盘反转时，电码盘反转时，B B信号超前信号超前A
12、 A信号信号9090。坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术例如：例如：一个每转一个每转50005000脉冲的增量型编码器，其码盘的增脉冲的增量型编码器，其码盘的增量码道上共有量码道上共有50005000个透光和不透光的条纹。一个透光和不透光的条纹。一LEDLED发发射出平行且定向的光束照射在编码盘上，光敏元件接射出平行且定向的光束照射在编码盘上，光敏元件接收被调制的光线并将其转化为两个相位相差收被调制的光线并将其转化为两个相位相差9090的正的正弦波，再经过数字电子元件放大这
13、些信号并将其整形弦波，再经过数字电子元件放大这些信号并将其整形成正交波的脉冲序列，由电缆输出。成正交波的脉冲序列，由电缆输出。数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术 进一步从数控系统控制过程来分析机床原点的复进一步从数控系统控制过程来分析机床原点的复归，机床在回机床原点模式下，伺服电机以某一固定归，机床在回机床原点模式下，伺服电机以某一固定的进给速度向原点方向旋转，当数控系统检测到电机的进给速度向原点方向旋转，当数控系统检测到电机一转信号时，数控系统内的参考计数器被清零。一转信号时，数控系统内的参考计数器被清零。此外，在光电码盘的里此外，在光电码盘的里圈里还有一条透光条纹，用
14、圈里还有一条透光条纹，用以每转产生一个脉冲，该脉以每转产生一个脉冲，该脉冲信号又称冲信号又称1 1转信号或零标志转信号或零标志信号，作为测量基准。信号，作为测量基准。坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 1 1）将工作方式选择开关置于回零工作方）将工作方式选择开关置于回零工作方 式，按下相应轴的正方向点动按钮；式，按下相应轴的正方向点动按钮；2 2）机床相应轴的移动部件首先沿参考点）机床相应轴的移动部件首先沿参考点 方向以快速进给速度移动，目的是提方向以快速进给速度移动，目的是提 高回参考点的效率；高回参考点的效率；3 3）当减速撞块压下原点减速开关后，回）当减速撞块压下原点减速开
15、关后，回 参考点减速信号触点断开，电机立即参考点减速信号触点断开，电机立即 改由慢速改由慢速FLFL速度继续移动趋近零点；速度继续移动趋近零点；4 4）在回参考点减速信号触点再次关闭以）在回参考点减速信号触点再次关闭以 后，减速限位开关释放，机床开始寻后，减速限位开关释放，机床开始寻 找零点，当机床检测到第一个零标志找零点，当机床检测到第一个零标志 位置时，进给停止；位置时，进给停止；VFL速度（PRM1425）快速进给速度（PRM1420）加减速时间常数T*DECNPCZ（PRM1620）4 4、回参考点的动作过程、回参考点的动作过程坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 数控机床
16、拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术 5 5、有关回参考点的参数设置、有关回参考点的参数设置VFL速度（PRM1425）快速进给速度（PRM1420）加减速时间常数T*DECNPCZ（PRM1620）1 1）快速进给速度）快速进给速度 参数参数14201420，可设成，可设成G00G00速度；速度；2 2）FLFL低速低速 参数参数14251425，一般设成，一般设成200200；坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术 6 6、回零调试注意事项、回零调试注意事项VFL速度（PRM1425）快速进给速度（PRM142
17、0）加减速时间常数T*DECNPCZ（PRM1620）1 1）回零操作时，回零起始点距）回零操作时，回零起始点距 原点必须预留一段距离，距原点必须预留一段距离，距 离太近易造成回零失败；离太近易造成回零失败；2 2）减速撞块平台须有一定长度，）减速撞块平台须有一定长度，平台太短而快速速率大时，有平台太短而快速速率大时，有 可能冲过零标志线直接撞上行可能冲过零标志线直接撞上行 程保护开关，导致回零失败；程保护开关，导致回零失败；坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术 VFL速度（PRM1425）快速进给速度（PRM1420）加减
18、速时间常数T*DECNPCZ（PRM1620）3 3）如果多次回零试验发现）如果多次回零试验发现 零点有相差一个丝杆螺零点有相差一个丝杆螺 距的现象时，左右调整距的现象时，左右调整 减速撞块位置可消除；减速撞块位置可消除；4 4）回零开关与行程限位开）回零开关与行程限位开 关之间的安装距离必须关之间的安装距离必须 至少大于至少大于1.51.5倍丝杠螺距；倍丝杠螺距；坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术坐标轴参考点及参数的调坐标轴参考点及参数的调试试 实训内容：实训内容：利用利用安装调试实验台完成以下内容的实训：安装调试实验台完成以下内容的实训：1 1、有关回参考点的参数设置、有关回参考点的参数设置2 2、回零开关与撞块位置的调整、回零开关与撞块位置的调整3 3、观察回零过程、观察回零过程4 4、排除回零故障、排除回零故障数控机床拆装、调试与维修技术数控机床拆装、调试与维修技术
