数控机床维修及维护基础hqgwPPT学习教案

1、会计学1数控机床维修及维护基础数控机床维修及维护基础hqgw 22022-7-1一.数控机床的基本概念二.数控机床的组成三.数控机床的分类四.数控机床的工作过程五.对维修人员的基本要求六.必要的维修用具及资料准备七.数控机床的维护第1页/共48页 32022-7-1数控技术与数控机床数控技术与数控机床一、数控机床的基本概念一、数控机床的基本概念第2页/共48页 42022-7-1一、控机床的基本概念一、控机床的基本概念第3页/共48页 52022-7-1二二 、数控机床的组成、数控机床的组成第4页/共48页 62022-7-1二二 、数控机床的组成、数控机床的组成第5页/共48页 72022-

2、7-1二二 、数控机床的组成、数控机床的组成第6页/共48页 82022-7-12.1计算机数控装置（CNC装置）液 晶 显 示器M D I 键盘“急停”按钮功能键机床控制面板(MCP)机床控制面板MCP 数控装置由硬件和软件两大部分组成。它接受从机床输入装置（键盘、软盘、硬盘、纸带阅读机、磁带机以及网络或串口传输等）输入的控制信号代码，经过译码、运算、存储等转变成控制指令实现直接或通过可编程逻辑控制器（数控装置由硬件和软件两大部分组成。它接受从机床输入装置（键盘、软盘、硬盘、纸带阅读机、磁带机以及网络或串口传输等）输入的控制信号代码，经过译码、运算、存储等转变成控制指令实现直接或通过可编程逻

3、辑控制器（PLCPLC）对伺服驱动系统或其他辅助装置的控制。）对伺服驱动系统或其他辅助装置的控制。 第7页/共48页 92022-7-12.2伺服驱动伺服驱动/进给装置进给装置 伺服驱动伺服驱动/ /进给装置是数控装置与主机之间的连接环节，它是接受数控装置插补生成的进给脉冲信号，经过信号放大后，驱动机床，实现机床的运动进给。进给装置是数控装置与主机之间的连接环节，它是接受数控装置插补生成的进给脉冲信号，经过信号放大后，驱动机床，实现机床的运动进给。第8页/共48页 102022-7-1 测量反馈装置是通过现代化的测量元件：测量反馈装置是通过现代化的测量元件： 脉冲编码器、脉冲编码器、旋转变压器

4、、感应同步器、光栅、磁尺和激光等，将执行元旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光等，将执行元件（如电机、刀架等）或工作台等的速度和位移量检测出来，件（如电机、刀架等）或工作台等的速度和位移量检测出来，经过相应的电路将所测得信号反馈回伺服驱动装置或数控装经过相应的电路将所测得信号反馈回伺服驱动装置或数控装置，构成半闭环或全闭环系统，补偿进给电机的速度或执行置，构成半闭环或全闭环系统，补偿进给电机的速度或执行机构的运动误差，以达到提高运动机构精度的目的。机构的运动误差，以达到提高运动机构精度的目的。2.3测量反馈装置测量反馈装置第9页/共48页 112022-7-1光栅尺的原理图光栅尺的原理图-

5、012.3测量反馈装置测量反馈装置第10页/共48页 122022-7-1播放动画播放动画2.3测量反馈装置测量反馈装置长光栅莫尔条纹长光栅莫尔条纹,目的是增加辨识率。目的是增加辨识率。第11页/共48页 132022-7-12.3测量反馈装置测量反馈装置 如左下图所示，可根据如左下图所示，可根据A、B的相位差来判断光栅尺的相位差来判断光栅尺或者旋转编码器的运动方向；右下图为旋转编码器的原或者旋转编码器的运动方向；右下图为旋转编码器的原理图。理图。第12页/共48页 142022-7-12.4机床本体机床本体第13页/共48页 152022-7-1 2.4机床本体机床本体-机床导轨机床导轨第1

6、4页/共48页 162022-7-12.4机床本体机床本体-机床导轨机床导轨第15页/共48页 172022-7-12.5辅助装置辅助装置-可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLC）第16页/共48页 182022-7-1三三 数控系统的分类数控系统的分类第17页/共48页 192022-7-13.1按机床的运动轨迹分类按机床的运动轨迹分类第18页/共48页 202022-7-13.2按进给伺服系统的类型分类按进给伺服系统的类型分类1）开环数控机床）开环数控机床 开环控制数控机床的特点是其控制系统不带反馈装置，开环控制数控机床的特点是其控制系统不带反馈装置，通常使用步进电机作为伺服执行机构。

7、开环控制系统结构简通常使用步进电机作为伺服执行机构。开环控制系统结构简单，制造成本低，系统对移动部件的实际位移量不进行测量单，制造成本低，系统对移动部件的实际位移量不进行测量，也不进行误差校正。开环系统仅适用与加工精度要求不是，也不进行误差校正。开环系统仅适用与加工精度要求不是很高的中小型数控机床。很高的中小型数控机床。 第19页/共48页 212022-7-13.2按进给伺服系统的类型分类按进给伺服系统的类型分类2）半闭环数控机床）半闭环数控机床 这类数控机床是在进给电动机的轴端安装角位移测量元这类数控机床是在进给电动机的轴端安装角位移测量元件，通过测量电动机轴的旋转角位移并经过一定的换算来

8、代件，通过测量电动机轴的旋转角位移并经过一定的换算来代替测量工作台的直线位移。这类系统未将丝杆螺母副、齿轮替测量工作台的直线位移。这类系统未将丝杆螺母副、齿轮传动副等传动误差包含在控制系统中，其精度介于开环和闭传动副等传动误差包含在控制系统中，其精度介于开环和闭环之间，但调试比较方便，应用比较广泛。环之间，但调试比较方便，应用比较广泛。位置控制调节器位置控制调节器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单检测与反馈单元元位置控制单位置控制单元元速度控制单速度控制单元元+-电电机机机械执行部机械执行部件件实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈第20页/共48页 222022-7-

9、13.2按进给伺服系统的类型分类按进给伺服系统的类型分类3）闭环数控机床）闭环数控机床 这类机床带有检测装置，直接对工作台的位移量进行测量这类机床带有检测装置，直接对工作台的位移量进行测量。该系统可以消除包括工作台传动链在内的运动误差，定位精。该系统可以消除包括工作台传动链在内的运动误差，定位精度高，调节速度快。但调试工作比较困难，制造成本高。适用度高，调节速度快。但调试工作比较困难，制造成本高。适用于精度要求很高的数控机床。于精度要求很高的数控机床。位置控制调节器位置控制调节器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单检测与反馈单元元位置控制单位置控制单元元速度控制单速度控制单元元+-

10、电电机机机械执行部机械执行部件件实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈第21页/共48页 232022-7-11）经济型数控系统又称简易数控系统）经济型数控系统又称简易数控系统2）普及型又称全功能数控系统）普及型又称全功能数控系统3）高档型数控系统）高档型数控系统第22页/共48页 242022-7-1档次功能水平指标低档中档高档分辨率（）1010.1进给速度（m/min）815152415100伺服系统类型开环、步进电机半闭环或闭环、直流或交流伺服系统联轴功能轴轴通信能力无RS-232C或直接数控接口遵循自动化协议，具有连网功能显示功能数码管显或单显CRT较齐全的CRT显示（文字、

11、二维图象等）三维图显，图形编程等内装与否无有主8bitCPU16bit、32bit第23页/共48页 252022-7-13.4按数控装置类型分类按数控装置类型分类第24页/共48页 262022-7-13.4按加工方式分类按加工方式分类第25页/共48页 272022-7-1四四 数控机床的工作过程数控机床的工作过程第26页/共48页 282022-7-1四四 数控机床的工作过程数控机床的工作过程 1 1）在接通电源后，数控装置和可编程控制器都将对数控系）在接通电源后，数控装置和可编程控制器都将对数控系统各组成部分的工作状态进行检查和诊断，并设置初态。统各组成部分的工作状态进行检查和诊断，并

12、设置初态。 2 2）当数控系统具备了正常工作的条件时，开始进行加工控）当数控系统具备了正常工作的条件时，开始进行加工控制信息的输入。制信息的输入。 3 3）输入实际使用刀具的参数，及实际工件原点相对机床原）输入实际使用刀具的参数，及实际工件原点相对机床原点的坐标位置。点的坐标位置。 4 4）对输入的加工控制信息进行预处理，即进行译码和预计）对输入的加工控制信息进行预处理，即进行译码和预计算（刀补计算、坐标变换等）。算（刀补计算、坐标变换等）。第27页/共48页 292022-7-1四四 数控机床的工作过程数控机床的工作过程 5 5）要产生的运动轨迹在几何数据中由各曲线段起、终点及）要产生的运动

13、轨迹在几何数据中由各曲线段起、终点及其连接方式（如直线和圆弧等）等主要几何数据给出，数控装其连接方式（如直线和圆弧等）等主要几何数据给出，数控装置中的插补器能根据已知的几何数据进行插补处理。置中的插补器能根据已知的几何数据进行插补处理。 6 6）由数控装置发出的开关命令在系统程序的控制下，在各）由数控装置发出的开关命令在系统程序的控制下，在各加工程序段插补处理开始前或完成后，适时输出给机床控制器。加工程序段插补处理开始前或完成后，适时输出给机床控制器。 7 7）在机床的运行过程中，数控系统要随时监视数控机床的）在机床的运行过程中，数控系统要随时监视数控机床的工作状态，通过显示部件及时向操作者提

14、供系统工作状态和故工作状态，通过显示部件及时向操作者提供系统工作状态和故障情况。障情况。第28页/共48页 302022-7-1四四 数控机床的工作过程数控机床的工作过程插补运算插补运算 所谓插补运算，就是在工件轮廓的某起始点和终点坐标点之所谓插补运算，就是在工件轮廓的某起始点和终点坐标点之间进行间进行“数据密化数据密化”，求取中间值的数值计算，又称脉冲分配计，求取中间值的数值计算，又称脉冲分配计算。其基本单位是脉冲当量，即一个进给脉冲所产生的坐标移动算。其基本单位是脉冲当量，即一个进给脉冲所产生的坐标移动量。普通机床通常为量。普通机床通常为0.01mm，较为精密的为，较为精密的为0.001m

15、m。在插补。在插补运算过程中，运算器不断通过输出装置，以增量方式向各个坐标运算过程中，运算器不断通过输出装置，以增量方式向各个坐标的伺服单元分配进给脉冲，控制刀具相对于工件做连续运动，插的伺服单元分配进给脉冲，控制刀具相对于工件做连续运动，插补运算的宗旨是通过给定的基点坐标，以一定的速度连续给出一补运算的宗旨是通过给定的基点坐标，以一定的速度连续给出一系列中间点而这些中间点的坐标值是通过各坐标的伺服单元的驱系列中间点而这些中间点的坐标值是通过各坐标的伺服单元的驱动脉冲数表示的，是以一定精度逼近给定的轮廓线的。动脉冲数表示的，是以一定精度逼近给定的轮廓线的。 第29页/共48页 312022-7

16、-1五五 对维修人员的素质要求对维修人员的素质要求第30页/共48页 322022-7-1五五 对维修人员的素质要求对维修人员的素质要求第31页/共48页 332022-7-1六六 必要的维修用器具及资料准必要的维修用器具及资料准备备第32页/共48页 342022-7-16.2必要的技术资料和技术准备必要的技术资料和技术准备第33页/共48页 352022-7-16.2必要的技术资料和技术准备必要的技术资料和技术准备第34页/共48页 362022-7-16.2必要的技术资料和技术准备必要的技术资料和技术准备第35页/共48页 372022-7-16.2必要的技术资料和技术准备必要的技术资料和技术准备第36页/共48页 382022-7-16.2必要的技术资料和技术准备必要的技术资料和技术准备第37页/共48页 392022-7-1七七.数控机床的维护数控机床的维护第38页/共48页 402022-7-1七七.数控机床的维护数控机床的维护第39页/共48页 412022-7-1七七.数控机床的维护数控机