1-1系统不能正常工作故障诊断与维修

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1、第2章学习情境一系统不能工作故障诊断与维修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口动控制技术。其控制对彖可以是各种牛产过程，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。H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，如数控车床、数控铳床、数控线切割机床、数控加工屮心等。数字控制技术的发展是随着数字电子技术的发展血

2、发展起来的。数控系统的硬件基础是数字逻辑电路，故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，H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，出现了采川计算机或微型计算机的数控系统，由硕件和软件共同完成数控任务，称之为计算机数控系统(ComputerNumericalControl),爾CNC系统。它具有柔性好、功能强、可靠性高、易于实现机电一体化，且性价比高等优点。现代数控系统差不多均为计算机数控系统。由此可知，现代数控设备是集微电子技术、计算机

3、技术、自动控制技术、精密测量技术和机械传动技术为一体的高度智能化的产品。它使得传统的制造业发生了质的变化，从而实现了加工过程的自动化。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、主轴和进给驳动控制装置及可编程序控制器组成，如图2—1所示：图2-1数控系统的组成数控机床是严格按照外部输入的加工程序对加工进行加工的。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（如儿何形状、儿何尺寸等）、工艺信息（如迓给速度、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）数控装置是数控系统的核

4、心。它的主要功能是止确的识别和解释数控程序，对分析结果进行各种数据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碾件数控装：»NC,也可以是计算机数控装置（CNC）.其数控功能由硕件和软件共同完成。输入/输出设备主要用于程序的编制、存储、打印、显示等，常川的输入/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•口动编程机、CAD/CAM系统或上位机等。主轴和进给驱动控制装置位于数控装置和机床Z间。上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

5、给驱动装置控制机床各坐标轴的切削进给运动，主要rh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。对编程序控制器也位于数控装置和机床Z间，它和数控装置交换控制命令，主要完成机床主轴的起停、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。2.1.3机床数控系统的工作过程数控系统的匸作过程如图2-2所示I1加工II卜输入译码—>预处理

6、—>插补处理—>伺服处理->进给控制程序IPLCr控制数控系统管理图2-2数控系统的工作过程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，并以一定是数据格式存放在指定内存中。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Z前，先要进行一些数据的预处理。预处理主要包括刀具补偿、

7、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，把零件伦廓轨迹转换成刀具屮心轨迹。（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血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处标方向的分速度。同时，山于当机床起动，停止或加工过程中改变进给速度时，会产生冲击、失步、超程筹问题，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

8、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。所以在加工前需进行坐标变换的处理。4.插补数控装置对加工控制信息预处理完毕厉，开始逐段运行