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作者:社会大力姐时间:2018-08-21 13:16浏览:

  乐天堂fun88官网ATC(Automatic tool changer)自动换刀装置。由刀库和换刀机械手等组成。APC (Automatic pallter changer)工作台自动交换装置。MC(Machining center)加工中心。FMC(Flexible manucturing systems)柔性制造单元,由加工中心(MC)和自动交换工作台(AWC)组成。FMS(Flexible manucturing systems)柔性制造系统。由加工、物流、信息流子系统组成。CIMS (Computer integrated maucturing systems)计算机集成制造系统,是指零件设计到加工、装配、检验、运输等以及整个生产过程的计划管理的计算机控制和管理系统。DNC(Direct numercial control)计算机直接数控系统。用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配,也称群控系统。1.1.4 数控机床的分类数控机床的种类繁多,功能各异,各行业都可从不同角度进行分类,为了便于了解和研究,一般按以下几种方法进行分类。一.按工艺用途分类1.一般数控机床一般数控机床是在普通通用机床的基础上发展起来的,这种类型的数控机床工艺用途与普通机床相似,不同的是它适合加工单件、小批量和复杂形状的零件,生产效率和自动化程度比普通机床高,其种类主要有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床等。二.按运动方式分类1.点位控制系统点位控制系统的数控机床,其数控装置只能控制刀具从一点到另一点的,而不控制移动的轨迹,因为点位控制系统的数控机床只要求获得准确的加工坐标点的,而对移动轨迹没有严格要求,并且在移动和定位过程中不进行任何加工。为了减少移动部件的运动与定位时间,一般先以快速移动到终点附近,然后以低速准确移动到终点定位,以良好的定位精度。移动过程中刀具不进行切削。常见的点位数控机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床、数控钻床、数控点焊机和数控折弯机等,其相应的数控装置称为点位控制数控装置。2.直线控制系统直线控制系统的数控机床,不但要求刀具或数控工作台从起点坐标运动到终点坐标,而且要求刀具或数控工作台以给定的速度沿平行于某坐标轴方向运动的过程中进行切削加工。该类系统也可以控制刀具或数控工作台同时在两个轴向以相同的速度运动,从而沿某坐标轴成45°的斜线进行加工。常见的直线数控机床有数控车床、数控镗铣床、数控磨床、数控加工中心等。 3.轮廓控制系统轮廓控制系统的数控机床,能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制,它不仅能够控制机床移动部件的起点和终点坐标值,而且能够控制整个加工过程的每一点的速度与位移,既能控制加工轨迹又能加工出符合要求的轮廓。其加工工件可以用直线插补或圆弧插补的方法进行切削加工。常见的轮廓数控机床有数控车床、数控铣床、数控磨床、数控加工中心、线切割等。轮廓数控装置比点位、直线控制装置结构复杂得多,功能齐全得多。三 . 按进给伺服系统的类型分类1.开环进给伺服系统数控机床开环进给伺服系统通常不带有检测元件,伺服驱动元件一般为步进电动机。 开环数控系统没有测量装置,信号流是单向的(数控装置→进给系统),故系统稳定性好。 2.闭环进给伺服系统数控机床闭环进给控制系统带有检测元件,随时可以检测出工作台的实际位移,并反馈给数控装置,并与设定的指令值进行比较,利用其差值控制伺服电动机,直至差值为零为止。 全闭环数控系统全闭环数控系统的采样点如图的虚线所示,直接对运动部件的实际进行检测。 六.按工艺用途分类 1.金属切削类数控机床金属切削类数控机床包括数控车床、数控钻床、数控铣床、数控磨床、数控镗床以及加工中心。 2.金属成型类数控机床金属成型类数控机床包括数控折弯机、数控组合冲床和数控回转头压力机等。这类机床起步晚,但目前发展很快。闭环控制的概念与实现方法。闭环控制是由数控系统中的计算机完成的。安装在工作台上的传感器将机械位移转换为数字脉冲,该脉冲送至数控系统的测量接口,由计数器进行计数。计算机以固定的时间周期对该反馈值进行采样,采样值与插补程序输出的结果进行比较,得到误差。该误差经软件增益放大,输出给数模转换器(D/A),从而为伺服装置提供控制电压,驱动工作台向减少误差的方向移动。如果插补程序不断产生进给量,工作台就不断地跟随该进给量运动。只有在误差为零时,工作台才停止(停在要求的上)。三、主轴伺服系统的故障及表现形式目前常采用的主轴控制方式大体上有两种: 通用变频器控制交流变频电机、 采用伺服驱动控制交流伺服电动机 。4. 2 主轴伺服系统的故障分析及.主轴伺服系统故障表现形式:一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息;二是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱动装置的故障;三是主轴工作不正常但无任何报警信息。 常见的主轴单元的故障有: 主轴不转 电动机转速异常或转速不稳定 主轴转速与进给不匹配 主轴异常噪声或振动 主轴定位抖动 ?数控机床对主轴驱动的要求是什么? (1)数控机床主传动要有较宽的调速范围,以加工时选用合理的切削用量,从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。特别对多道工序自动换刀的数控机床(数控加工中心),为适应各种刀具、工序和各种材料的要求,对主轴的调速范围要求更高。2)要求主轴在整个范围内均能提供切削所需功率,并尽可能在全速度范围内提供主轴电动机的最大功率,即恒功率范围要宽。由于主轴电动机与驱动的,其在低速段均为恒转矩输出,为满足数控机床低速强力切削的需要常采用分段无级变速的方法,即在低速段采用机械减速装置,以提高输出转矩。(3)要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加减速控制,即要求具有四象限驱动能力,并且加、减速时间要短。(4)为满足加工中心自动换刀(ATC)以及某些加工工艺的需要,要求主轴具有高精度的准停控制。(5)在车削中心上,还要求主轴具有旋转进给轴(C轴)的控制功能。检测装置有哪些种类?它们可分别安装在机床的哪些部位?1)旋转编码器是一种旋转式测量装置,通常安装在被测轴上,随被测轴一起转动,可将被测轴的角位移转换成增量脉冲形式或绝对式的代码形式。2)光栅尺或称光栅,是一种高精度的直线位移传感器,在数控机床上用于测量工作台的位移,属直接测量,并组成闭环伺服系统。3) 旋转变压器 旋转变压器属于电磁式测量传感器,可用于角位移测量。旋转变压器在数控机床上的应用几乎已经可以被新型旋转编码器所替代4)同步器是一种电磁式的检测传感器,主要部件包括定尺和滑尺,同步器在数控机床上的应用也已经被新型光栅尺和圆光栅所替代。5)磁栅检测装置是由磁性标尺、磁头和检测电组成,按其结构可分为直线磁栅和圆型磁栅,分别用于直线位移和角度位移的测量。磁栅安装调整方便,对使用的条件要求较低,对周围电的抗干扰能力较强,在油污、粉尘较多的场合下使用有较好的稳定性,但目前在数控机床上也很少使用。数控机床对进给伺服的性能有何要求?(1)精度高。伺服系统要具有较好的静态特性和较高的伺服刚度,从而达到较高的定位精度,以机床具有较小的定位误差与重复定位误差,同时伺服系统还要具有较好的动态性能,以机床具有较高的轮廓跟随精度。(2)快速响应,无超调。为了提高生产率和加工质量,在启、制动时,要求加、减加速度足够大,以缩短伺服系统的过渡过程时间,减小轮廓过渡误差。 (3)调速范围宽。在数控机床中,由于所用刀具、被加工材料、主轴转速以及进给速度等加工:工艺要求各有不同,为在任何情况下都能得到最佳切削条件,要求进给驱动系统必须具有足够宽的无级调速范围.4.4 检测反馈系统的故障分析与排除数控机床伺服系统最终是以控制为目的,对于闭环控制的伺服系统,检测元件的精度将直接影响到机床的精度,目前,用于闭环控制的检测元件多为光栅尺,用于半闭环控制的元件多为光电编码器。4.4.1 数控机床对检测装置的要求1.数控机床对检测元件的要求检测元件的主要作用是检测位移和速度,发送反馈信号。是检测装置的重要部件,位移检测系统能够测量的最小位移量称为分辨率。分辨率不仅取决于检测元件本身,也取决于测量电。数控机床对检测元件的主要要求如下:①使用寿命长,可靠性高,抗干扰能力强;②要有满足精度和速度要求;③要使用、方便,适合机床运行;④成本低; ⑤便于与计算机连接。不同类型的数控机床对检测系统的精度与速度的要求也不同:①一般大型数控机床以满足速度要求为主;②中、小型和高精度数控机床以满足精度要求为主;③选择测量系统的分辨率和脉冲当量时,一般要求比加工精度高一个数量级。 数控机床常用的检测装置有 旋转编码器 、 光栅尺 等。5.5.2 检测元件的 光栅尺的工作指:防污:避免受到冷却液的污染,从而造成信号丢失,影响控制精度防振:光栅尺拆装时要用静力,不能用硬物敲击,以免引起光学元件的损坏光电脉冲编码器的:编码器的主要注意两个问题:防振和防污联接问题五、关于数控机床的PLC5.4 数控机床PLC的分类PLC在CNC系统中是介于CNC装置与机床之间的中间环节。其根据输入的离散信息,在内部进行逻辑运算并完成输出功能。数控机床PLC的结构形式可分为两类:一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制造的“内置式”PLC,另一类是输入/输出接术规范、输入/输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能等均能满足数控机床控制要求的“式”PLC。5.4.1 “内置式”PLC“内置式”PLC从属于CNC装置,PLC与CNC间的信号传送在CNC装置内部即可实现。PLC与MT(机床侧)则通过CNC的输入/输出接口电实现信号传送,如下图所示。 内置式PLC有以下特点:① 内置式PIC能工作,只是CNC带有PLC功能,两者是不能分离的。② 内置式PLC的性能指标(如:输入输出点数、程序最大步数、每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目等)是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统的基本功能或附加功能与CNC系统统一设计制造的,因此系统硬件和软件整体结构十分紧凑。③在硬件结构上,内置式PLC可与CNC共用一个CPU,也可单独使用一个CPU;内置式PLC一般单独制成一块附加板,插装到CNC主板的插座上,不单独配备I/O接口,而是使用CNC系通本身的I/O接口;PLC控制部分及部分I/O电所用电源(一般是输入口电源,而输出口电源是另匹配的)由CNC装置提供,不另备电源。④由于CNC的功能和PLC的功能在设计时就已经一同考虑,所以CNC和PLC之间没有多余的连线,所以使得PLC信息可以通过CNC显示器显示,PLC编程更为方便,故障诊断功能和系统的可靠性也有提高。5.4.2 “式”PLC式PLC是于CNC装置,具有完备的硬件和软件功能,能够完成控制任务置。采用式PLC的数控机床系统框图如下图所示。 式PLC有以下特点:①式PLC和CNC是通过输入/输出接口电连接的。②式PLC在数控机床的应用中一般采用中型或大型PLC,I/O点数一般在200点以上,所以多采用积木式模块化结构,具有安装方便、功能易于扩展和变更等优点。③式PLC的输入、输出点数可以通过输入、输出模块的增减灵活配置。有的型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有大量输入、输出点的网络,以实现大范围的集中控制。5.5 数控机床PLC的工作过程PLC的工作过程基本上就是用户程序的执行过程,是在系统软件的控制下顺次扫描各输入点的状态,按用户逻辑解算控制逻辑,然后顺序向各输出点发出相应的控制信号。此外,为提高工作的可靠性和及时接收外来的控制命令,在每个扫描周期还要进行故障自诊断和处理以及编程器、计算机的通信请求等。顺序扫描的工作方式是PLC的基本工作方式,这种方式简单直观,而且方便用户程序设计,为PLC的可靠运行提供了有力的。所扫描到的指令被执行后,其结果立刻就被后面将要扫描的指令所利用。可以通过CPU设置定时器来每次扫描时间是否超过时间,避免由于CPU内部故障使程序执行进入死循环。对用户程序的循环扫描执行过程,可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段,如下图所示: 1.输入采样阶段在输入采样阶段,PLC以扫描方式将所有输入端的输入信号状态(ON/OFF状态)读入到输入映像寄存器中寄存起来,称为对输入信号的采样。接着转入程序执行阶段,在程序执行期间,即使输入状态变化,输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新读入。2.程序执行阶段在程序执行阶段,PLC对程序按顺序进行扫描。如程序用梯形图表示,则总是按先上后下、先左后右的顺序扫描。每扫描到一条指令时所需要的输入状态或其他元素的状态,分别由输入映像寄存器或输出映像寄存器中读入,然后进行相应的逻辑或算术运算,运算结果再存入专用寄存器。若执行程序输出指令时,则将相应的运算结果存入输出映像寄存器。3.输出刷新阶段在所有指令执行完毕后,输出映像寄存器中的状态就是欲输出的状态。在输出刷新阶段将其转存到输出锁存电,再经输出端子输出信号去驱户输出设备,这就是PLC的实际输出。PLC重复地执行上述三个阶段,每重复一次就是一个工作周期(或称扫描周期)。工作周期的长短与程序的长短有关。5、顺序扫描 的工作方式是PLC的基本工作方式,这种方式简单直观,而且方便用户程序设计,为PLC的可靠运行提供了有力的。6 、PLC对用户程序的循环扫描执行过程,可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段7、数控机床的外围故障比系统故障发生的几率要高。故障表现形态各异,在作故障诊断时,要充分利用系统的 外围报警信息 , 结合 PMC梯形图 的逻辑关系,并且仔细观察 I/O接口 的状态六、故障诊断原则和方法2.简述数控机床故障诊断及维修的一般方法(1) 常规检查法, 数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则,即当数控机床发生故障后,维修人员应先用望、听、闻等方法,由外向内逐一进行检查。(2) 参数检查法,即根据故障特征,检查和校对有关参数。(3) 功能程序测试法,将所维修数控系统G、M、S、T、F、功能的全部使用指令编写成一个试验程序,并备份保存。在故障诊断时,运行此程序,用以判断哪个功能不良或。 (4) 升降温法,人为地将元件的温度升降低,高或加速一些温度特性较差的元件产生“病变”或使“病症”消除来寻找故障原因。 (5) 敲击法,数控系统是由各种电和连接插座所组成,每块电板上含有很多焊点,任何虚焊或接触不良都可能出现故障。若用绝缘物轻轻敲打有接触不良疑点的电板、插件或元器件时机床出现故障,则故障点很可能 (6) 拉偏电源法,有些不定期出现的软故障与电网的波动有关。当机床出现此类故障时,可以把电源电压人为地调高或调低,模拟恶劣的条件让故障容易。(7) 交换法,在数控系统中常有型号完全相同的电板、模块、集成电和其他零部件。我们可将相同部分互相交换,观察故障转移情况,以快速确定故障部位。(8) 备板置换法,利用备用电板、模块、集成电和其他元器件,替换有疑点的部件,观察故障现象是转移还是依旧存在?,以此判断故障点。(9) 隔离法,有些故障,一时难以区分是数控部分、伺服部分还是机械部分造成的,可采用隔离法。就是将机电部分、数控部分、伺服部分分离,或将环分离作开环处理,从而达到缩小查找故障区域的目的。(10)系统更新重置法,当CNC或PLC装置由于电网干扰,或其他偶然原因发生异常情况或死机时,可将系统重新进行冷、热启动,并对CNC参数进行重新设置,便可排除故障。(11) 对比法,本方法是利用印制电板上预先设置的检查用端子,确定该部分电工作是否正常,通过实测这些端子的电压值或波形与正常时的电压值及波形比较,来分析故障原因和部位。有时还可以在正常部分的线板上人为地制造一些故障(如断开线、拔去组件),以判断线) 原理分析法,该法是排除故障的最基本方法之一。当其他方法难以奏效时,可以从CNC系统原理出发,运用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪等仪器,从前往后或从后往前检查相关信号,并与正常情况相比较,分析判断故障原因,再缩小故障范围,直至最终查出故障原因。对上述故障诊断方法,有时要几种方法同时应用,进行故障综合分析,快速诊断出故障部位,从而排除故障。在检测和排除故障过程中还应掌握的原则。(1) 先外部后内部, 数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则,即当数控机床发生故障后,维修人员应先用望、听、闻等方法,由外向内逐一进行检查。(2) 先机械后电气,先机械后电气就是在数控机床的维修中,首先检查机械部分是否正常,行程开关是否灵活,气动液压部分是否正常等。在故障检修之前,首先注意排除机械的故障。(3) 先静后动,维修人员本身要做到先静后动,不可盲目动手,应先询问机床操作人员故障发生的过程及状态,阅读机床说明书,图纸资料,进行分析后,才可动手查找和处理故障。(4) 公用后专用。只有先解决影响一的主要矛盾,局部的、次要的矛盾才可迎刃而解。(5) 先简单后复杂。应首先解决容易的问题,后解决难度较大的问题,常常在解决简单故障过程中,难度大的问题也可变得容易,或者在排除简易故障时受到,对复杂的故障的认识更为清晰,从而也有了解决办法。(6) 先一般后特殊,在排除某一故障时,要首先考虑最常见的可能原因,然后在分析很少发生的特殊原因。4、数控系统对报警是如何处理的?一般来说,操作者应根据报警说明仔细检查系统及机床的情况,然后排除故障出现的原因所在,并按照所说明的方法进行应答。所有的“报警和信息”都是以符号来指出判据,并以文本的形式在数控系统的操作面板上显示。报警文本储存在数控系统中。机床的“报警和信息”可以通过可编程序控制器的程序以文本形式显示,并可以按照状态信息和故障信息进行区分。当相关的条件一被删除,其对应的状态就被清除。而故障信息总是首先要得到响应。5、绝对式测量和增量式测量在检测机床参考点时有何差异?增量式测量的特点是只测位移增量,即工作台每移动一个基本长度单位,检测装置便发出一个测量信号,此信号通常是脉冲形式,这样,一个脉冲所代表的基本长度单位就是分辨力,而通过对脉冲计数便可得到位移量。在采用相对编码器、同步器或光栅作为反馈器件的数控机床中,数控系统一般将各进给轴的回零减速开关(或标记)之后由反馈器件产生的第一个零点标记信号作为基准点。这类机床在每次断电或紧急停机后都必须重新作各进给轴的回零操作,否则,实际可能发生偏移,回零减速开关与其撞块的相对调整不妥,也会引起机械原点的不稳定。绝对式测量的特点是,被测的任一点的都从一个固定的零点算起,每一被测点都有一个对应的测量值,常以数据形式表示。在采用绝对编码器作为反馈器件的数控机床中,绝对编码器能够自动记忆各进给轴全行程内的每一点,不需回零开关,每次断电或紧急停机后,都不必重新作基准点的设定操作。基准点设定后永久不变,并由专供绝对编码器使用的存储器记忆,特别适用于鼠牙盘定位的旋转工作台零点的设定,不仅稳定性好,而且给操作和调整带来极大方便。全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别取决于运动部件上的检测元件 。数控机床的核心是数控系统 。不要认为是伺服系统 、 反馈系统 、传动系统为了数控机床能满足不同的工艺要求,并能够获得最佳切削速度,主传动系统的要求是分段无级变速 。注意:不要认为是无级调速 、 变速范围宽 、 变速范围宽且能无级变速。数控系统所的最小设定单位就是脉冲当量 。“CNC”的含义是计算机数字控制 。注意:不要理解为数字控制 更不要说成是网络控制 。1、数控机床电器控制系统由 数控装置 、 进给伺服系统 、 主轴伺服系统 、 机床强电控制系统 等组成。2、数控机床常用的检测装置有 旋转编码器 、 光栅尺 等。3、将反馈元件安装在伺服电机轴上或滚珠丝杠上,间接计算移动执行元件位移进行反馈的伺服系统,称为 半闭 环伺服系统。4、滚珠丝杠预紧的目的是 减小或消除反向间隙 。5、数控机床的控制可分为二大部分:一部分是坐标轴运动的控制;另一部分是数控机床加工过程的顺序控制。在PLC开关量输入输出的控制中,应注意哪些问题?1)开关量输入电中常使用触点型行程开关,无触点型开关或霍耳开关等,加之数控装置的输入电有各种形式,所以要注意开关量信号检测元件与CNC接口电的配接。 2)在开关量输出电中,当被控对象是电磁阀、电磁离合器等交流负载,或虽是直流负载,但工作电压或电流超过输出信号的最大允许值,应首动24V中间继电器,然后用其触点控制强电线中的功率接触器或直接驱动负载。同时应注意,中间继电器线圈一定要并联二极管,并注意二极管的方向,以便当线圈切断时,为电流提供回,否则极易损坏驱动电。 3)为提高整个系统的抗干扰能力,弱电信号与强电驱动信号在走线槽中要尽量分别走线。并且无触点型在交流接触器线圈两端要就近并联RC灭弧器。交流电动机每相之间也要用一个灭弧器,每个交流电动机用三个。故障分析一在一台采用FANUC交流模拟主轴驱动单元的数控机床上,直流侧保险丝烧断报警(LED2,LED1 点亮)。试分析原因和解决办法。故障原因:三相200V交流电经整流桥整流到直流300V,经过一个保险后给晶体管模块,控制板检测此保险两端的电压,如果太大,则产生此报警。解决办法:用万用表检查主轴伺服单元的直流保险是否断开,如果是断,更换后再检查后面的大电容和晶体管模块,如果有短的,必须解决后才能通电。检查主控板与单元的连接插座是否紧。检查控制板上的驱动部分元件,如二极管和电阻等有无短,故障分析二在一台采用FANUC交流数字主轴驱动单元的数控机床上,一上电就烧保险或检测电阻R1或R2。试分析原因和解决办法。故障原因:接触器还未吸合就烧元件,应该与控制板及电机无关,应查单元主回。解决办法:用万用表检查主回的大电容阻值,如果有短,则更换。检查整流桥是否有短。检查接触器的触点是否正常

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