数控机床故障诊断与维修 第2章ppt课件.ppt

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1、第2章系统不能工作故障诊断与维修2.1数控系统概述2.2广州ＧＳＫ９８０ＴＤ数控系统2.3数控系统的具体电路控制2.4系统不能正常工作故障诊断与维修实例分析2.1数控系统概述2.1.1数控系统的基本概念数字控制（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）技术，简称数控（ＮＣ）技术，是近代发展起来的用数字化信息进行控制的一种自动控制技术。其控制对象可以是各种生产过程，控制参数主要有位移、速度、温度、流量等。采用数控技术的系统称为数控系统。根据不同的被控制对象，有各种各样的数控系统。目前应用最广泛的是机械加工行业中各种机床数控系统。装备了数控系统的机床称为数控机床

2、，如数控车床、数控铣床、数控线切割机床、数控加工中心等。下一页返回2.1数控系统概述数字控制技术的发展是随着数字电子技术的发展而发展起来的。数控系统的硬件基础是数字逻辑电路，最初的数控系统是由固定的数字逻辑电路组成的专用硬件数控系统，简称ＮＣ系统。它的柔性差、功能单一，且成本高，发生故障时维修工作量大，从而限制了它的推广和应用。随着微电子计算机技术的飞速发展，出现了采用计算机或微型计算机的数控系统，由硬件和软件共同完成数控任务，称之为计算机数控系统（ＣｏｍｐｕｔｅｒＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ），简称ＣＮＣ系统。它具有柔性好、功能强、可靠性高、易于

3、实现机电一体化，且性价比高等优点。下一页返回上一页2.1数控系统概述2.1.2数控系统的组成数控系统一般由输入／输出设备、数控装置、主轴和进给驱动控制装置及可编程序控制器组成，如图2-1所示。数控机床是严格按照外部输入的加工程序对工件进行加工的。数控加工程序按零件加工顺序记载机床加工所需的各种信息，有零件加工的轨迹信息（如几何形状、几何尺寸等）、工艺信息（如进给速度、主轴转速等）及开关命令（如换刀、主轴启动／停止、冷却液开／关等）。下一页返回上一页2.1数控系统概述数控装置是数控系统的核心。它的主要功能是正确地识别和解释数控程序，对分析结果进行各种数据

4、计算和逻辑判断处理，完成各种输入／输出任务。其形式可以是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控装置（ＮＣ），也可以是计算机数控装置（ＣＮＣ）。其数控功能由硬件和软件共同完成。输入／输出设备主要用于程序的编制、存储、打印、显示等，常用的输入／输出设备还带有纸带阅读机、纸带穿孔机或者盒式磁带录音机等，高级的输入／输出设备还包括自动编程机、ＣＡＤ／ＣＡＭ系统或上位机等。下一页返回上一页2.1数控系统概述主轴和进给驱动控制装置位于数控装置和机床之间。主轴驱动装置控制主轴的旋转运动，主要由速度控制单元、主轴电动机组成。而进给驱动装置控制机床各坐标轴的切削进给运动，主要

5、由位置控制单元、速度控制单元、进给电动机和测量反馈单元组成。可编程序控制器也位于数控装置和机床之间，它和数控装置交换控制命令，主要完成机床主轴的启停、转速选择、方向控制、换刀、冷却液开停、液压、气动、润滑系统控制功能及其他机床辅助功能。其形式有内装型和独立型。内装型ＰＬＣ从属于ＣＮＣ装置，实际上是ＣＮＣ装置带有的ＰＬＣ功能。而独立型ＰＬＣ独立于ＣＮＣ装置，能独立完成规定的控制任务，是通用型ＰＬＣ。下一页返回上一页2.1数控系统概述2.1.3机床数控系统的工作过程数控系统的工作过程如图2-2所示。１数据输入输入给数控系统的数据有零件加工程序、控制参数和

6、补偿数据等。２译码将零件加工程序以程序段为单位进行处理，把其中的零件轮廓信息及其他辅助信息解释成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定内存中。下一页返回上一页2.1数控系统概述３预处理ＣＮＣ装置内部数据预处理过程指从数控加工程序输入后到插补前的整个过程。由于在编写加工程序时，一般不考虑刀具装置或刀具的几何尺寸等问题，所以数控装置在根据加工程序进行加工之前，先要进行一些数据的预处理。预处理主要包括刀具补偿、进给速度处理、坐标转换等。（１）刀具补偿。包括刀具位置补偿、刀具长度补偿和刀具半径补偿。其任务是将加工前输入的实际刀具参数计算在内

7、，把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。下一页返回上一页2.1数控系统概述（２）进给速度处理。进给速度处理是指根据程序中的指令进给速度和操作面板上的倍率旋钮的位置，确定实际加工时刀具的移动速度，然后通过软件来计算各运动坐标方向的分速度。同时，由于当机床启动，停止或加工过程中改变进给速度时，会产生冲击、失步、超程等问题，还需要进行自动加／减速处理。（３）坐标变换。每台机床都设计有一个固定的机械零点。其位置是由机床制造厂所确定的。除机床零点外，每台机床还设置有一个机床参数考点，以此作为ＣＮＣ装置的坐标计量基准。同时为了编程和加工方便，还设有工件坐标系。所以在加

8、工前需进行坐标变换的处理。下一页返回上一页2.1数控系统概述４插补数控装置对加工控制信息预处