认识数控机床的电气系统

数控机床电气系统装调与维修一体化教程主编：韩鸿鸾模块一

数控机床电气维修的基础任务一认识数控机床的电气系统知识内容4任务引入1任务目标2任务实施3任务拓展5任务巩固6数控机床电气连接的实物图数控机床电气系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电路和电子控制电路。

实物示意图

b）接线图c）实物图图1—2强电连接的部分实物图接线图实物图强电连接的部分实物图任务目标掌握数控机床的电气组成1能对数控机床的电气系统进行维护2掌握数控机床的故障特点与维修方法3

：到工厂或实训车间中去参观数控机床的电气组成，并由技术人员或教师简单介绍数控机床电气系统的作用，在参观时要特别注意安全。数控机床电气系统的组成数控机床的组成数控机床电气系统的组成一、操作装置FANUC系统操作装置操作装置是操作人员与数控机床（系统）进行交互的工具，主要由显示装置、NC键盘、机床控制面板（MCP）、状态灯、手持单元等组成NC键盘显示装置机床控制面板MCP二、计算机数控装置（CNC装置或CNC单元）计算机数控装置计算机数控（CNC）装置是计算机数控系统的核心。作用是根据输入的零件程序和操作指令进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件（伺服单元、驱动装置和PLC等），控制其动作，加工出需要的零件。三、伺服机构伺服机构是数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部分组成。a)伺服电动机b）驱动装置伺服机构常用的位移执行机构有功率步进电机、直流伺服电动机、交流伺服电动机和直线电动机。四、检测装装置检测装置（（也称反馈馈装置）对对数控机床床运动部件件的位置及及速度进行行检测，按有无检测测装置，CNC机床可分为为开环（无检测装装置）与闭环（有检测装装置）数控控机床。开开环数控机机床的控制制精度取决决于步进电电动机和丝丝杠的精度度，闭环数数控机床的的精度取决决于检测装装置的精度度。光栅光电编码器五、可编程程控制器可编程控制制器（ProgrammableController，简称PC）是一种以以微处理器器为基础的的通用型自自动控制装装置，专为为在工业环环境下应用用而设计。。六、机床本本体典型数控车车床的机床床本体数控机床电电气系统的的维护一、数控系系统的维护护1.严格遵守操操作规程和和日常维护护制度2.清洁机床电电气箱热交交换器过滤滤网清洁过滤网网3.防止灰尘进进入数控装装置内4.定时清扫数数控柜的散散热通风系系统及电机机定期清洁数数控机床上上的各种电电机5.经常监视数数控系统的的电网电压压6.定期更换存存储器用电电池数控机床用用电池7.数控系统长长期不用时时的维护数控机床应应尽量避免免长期不用用。数控机机床长期不不用时，应应经常给数数控系统通通电或让数数控机床运运行温机程程序，在空空气湿度大大的雨季，，应该2～3天开机一次，，运行1～2h，利用电气元元件本身发热热驱走数控柜柜内的潮气，，以保证电子子元器件的性性能稳定可靠靠。而且，温温机程序可使使油膜均匀地地覆盖在丝杠杠、导轨等部部件上，达到到保护目的。。8.备用电路板的的维护印制电路板长长期不用容易易出现故障，，数控机床中中的备用电路路板，应定期期装到数控系系统中通电运运行一段时间间，以防损坏坏。电气部分包括括动力电源输输入线路、继继电器、接触触器、控制电电路等1.检查三相电源源的电压值是是否正常，有有无偏相。2.检查所有电气气连接是否良良好。3.检查各类开关关是否有效，，若工作状态态不良应更换换。4.检查各继电器器、接触器是是否工作正常常，触点是否否完好，可利利用功能试验验程序，通过过运行该程序序确认各控制制器件是否完完好、有效。。5.检验热继电器器、电弧抑制制器等保护器器件是否有效效。以上电气保养养每年检查、、调整一次。。二、电气部分分的维护：学生先上网网查询或到图图书馆查资料料后，在教师师、工厂技术术人员的参与与下讨论总结结——数控系统维护护中应特别关关注的器件器件具体器件易污染件传感器(光栅／光电头／电动机整流子／编码器)、接触器的铁芯截面、过滤器、风道、低压控制电器。易击穿件电容器、大功率管(晶闸管)易老化与有寿命问题元件存储器电池及其电路、光电池、光电阅读器的读带、继电器以及高频接触器等。易氧化与腐蚀件电动／电磁开关、继电器与接触器触头、接插件接头、保险丝卡座、接地点等。易磨损件测速发电动机的炭刷、电动机的电刷、离合器的摩擦片、轴承、齿轮副、高频动作的接触器。易疲劳失效件含有弹簧元器件(多见于低压电器中)的弹性失效、常拖动弯曲的电缆断线等。易松动移位件机械手的传感器、定位机构、位置开关、编码器、测速发电机等。器件具体器件易造成卡死件因润滑不良等而造成不能到位接触器／热继电器／位置开关／电磁开关/电磁阀。易温升件伺服放大回路中的大功率元器件，诸如稳压器与稳压电源、变压器、继电器、接触器、电动机等具有线圈的元器件。易泄漏件冷却液、润滑油、液压回路等的泄漏不仅使本身工作故障，还会流入电器引发电器故障。：在实践过程程中您对这些些件注意过没没有？任务拓展1.电气系统故障障的维修特点点是故障原因因明了，诊断断比较好做，，但是故障率率相对比较高高。2.电器元件有使使用寿命限制制，非正常使使用下会大大大降低寿命。。3.电气系统容易易受外界影响响造成故障。。4.操作人员非正正常操作，能能造成开关手手柄损坏、限限位开关被撞撞坏的人为故故障。5.电线、电缆磨磨损会造成断断线或短路。。6.冷却泵、排屑屑器、电动刀刀架等的异步步电动机进水水，轴承损坏坏会造成电动动机故障。一、数控机床电电气系统的故故障特点(1)开机自诊断(2)运行自诊断二、数控机床床故障诊断与与维修的方法法1.故障自诊断技技术1)CNC系统与机床之之间的接口输输入／输出信信号状态。2)CNC与PLC之间输入／输输出信号状态态。3)PLC与机床之间输输入／输出信信号状态。4)各坐标轴位置置的偏差值。。5)刀具距机床参参考点的距离离。6)CNC内部各存储器器的状态信息息。7)伺服系统的状状态信息。8)MDI面板、机床操操作面板的状状态信息等。。(3)脱机诊断2.功能程序测试试法(1)机床加工造成成废品而一时时无法确定是是编程，操作作不当、还是是数控系统故故障时。(2)数控系系统出出现随随机性性故障障，一一时难难以区区别是是外来来干扰扰，还还是系系统稳稳定性性不好好。如如不能能可靠靠地执执行各各加工工指令令，可可连续续循环环执行行功能能测试试程序序来诊诊断系系统的的稳定定性。。(3)闲置置时时间间较较长长的的数数控控机机床床在在投投入入使使用用时时或或对对数数控控机机床床进进行行定定期期检检修修时时。。故障障诊诊断断与维维修修方方法法3.参数数检检查查法法4.同类类对对调调法法5.备板板置置换换法法6.隔离离法法7.升降降温温法法8.敲击击法法9.对比比法法10.原理理分分析析法法任务务巩巩固固一、、填填空空题题1.数控控机机床床电电气气系系统统包包、和。2.数控控机机床床是是集集、、、及为一一体体的的自自动动化化设设备备。。3.数控控机机床床电电气气系系统统是是由由、、、、组成成。。4.常用用的的脉脉冲冲当当量量为为。5.按有有无无检检测测装装置置，，CNC机床床可可分分为为与数控控机机床床。。6.数控控机机床床上上常常用用的的检检测测装装置置有有、、、、磁磁栅栅、、磁磁尺尺、、双双频频激激光光干干涉涉仪仪等等。。7.用于于数数控控机机床床的的PLC一般般分分为为两两类类：：PLC和PLC。8.在数数控控机机床床中中，，PLC主要要完完成成与与有关关的的一一些些顺顺序序动动作作的的I/O控制制。。9.机床床电电气气箱箱热热交交换换器器过过滤滤网网需需要要清洁洁一一次次，，车车间间环环境境较较差差时时需需要要天清清洁洁一一次次。。10.如果果数数控控机机床床使使用用环环境境温温度度过过高高，，造造成成数数控控柜柜内内的的温温度度超超过过时，，应应及及时时加加装装空空调调装装置置。。11.通常常，，数数控控系系统统允允许许的的电电网网电电压压波波动动范范围围在在额额定定值值的的之间间。。12.数控控机机床床长长期期不不用用时时，，为为了了避避免免数数控控系系统统的的损损坏坏应应经经常常给给数数控控系系统统通通电电或或让让数数控控机机床床运运行行温温机机程程序序，，在在空空气气湿湿度度大大的的雨雨季季，，应应该该开机机一一次次，，运运行行，利利用用电电气气元元件件本本身身发发热热驱驱走走数数控控柜柜内内的的潮潮气气，，以以保保证证电电子子元元器器件件的的性性能能稳稳定定可可靠靠。。13.数控控系系统统维维护护中中要要特特别别关关注注的的易易击击穿穿件件有有：：、。14.数控控机机床床的的主主要要故故障障是是的故故障障，，电电气气系系统统故故障障又又以以上的的低低压压电电器器故故障障为为主主。。15.目前前数数控控机机床床的的伺伺服服机机构构中中，，常常用用的的位位移移执执行行机机构构有有、、和。16.检测测装装置置（（也也称称反反馈馈装装置置）），，是是对对数数控控机机床床的位位置置及及速速度度进进行行检检测测的的装装置置。。17.开环环数数控控机机床床的的控控制制精精度度取取决决于于和的精精度度，，闭闭环环数数控控机机床床的的精精度度取取决决于于的精精度度。。18.PLC接受受CNC装置置的的控控制制代代码码、、等顺顺序序动动作作信信息息，，对对其其进进行行，转转换换成成对对应应的的控控制制信信号号。。19.数控控系系统统中中部部分分CMOS存储储器器中中的的存存储储内内容容在在关关机机时时靠靠电电池池供供电电保保持持，，一一般般采采用用锂锂电电池池或或可可充充电电的的镍镍镉镉电电池池，，电电池池电电压压降降到到一一定定值值就就会会造造成成丢失失。。二、判判断断题题（（正正确确的的划划““√√””，，错错误误的的划划““××””））1．强强电电是是24V以上上供供电电，，以以电电器器元元件件、、电电力力电电子子功功率率器器件件为为主主组组成成的的电电路路。。（（））2．数数控控机机床床的的主主要要故故障障是是机机械械系系统统的的故故障障。。（（）3．数数控控系系统统中中的的参参数数无无需需事事先先备备份份。。（（）4．数数控控机机床床应应尽尽量量避避免免长长期期不不用用。。数数控控机机床床长长期期不不用用时时，，为为了了避避免免数数控控系系统统的的损损坏坏，，应应对对数数控控系系统统进进行行定定期期维维护护保保养养。。（（）5．数控机床的的电气系统要要具有高可靠靠性。（））6.PLC装置是计算机机数控系统的的核心。（））7.检测装置（也也称反馈装置置）只对数控控机床运动部部件的速度进进行检测。（（）8.控制代码M（辅助功能））、S（主轴功能））、T（刀具功能））是由CNC发出。（））9.电器元件有使使用寿命限制制，正常使用用下会大大降降低寿命。（（）10.数控系统只要要正常使用，，电器元件不不会老化和损损坏。（））11.印制电路板长长期不用容易易出现故障，，因此，数控控机床中的备备用电路板，，应定期装到到数控系统中中通电运行