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1、数控设备应用于维护实习报告,109313 刘凡,目录,FANUCK系统认识与连接,数控机床的安装与调试,激光干涉仪的应用,西门子系统认识与连接,实习总结,FANUCK系统认识与连接,目 录,一、FANUC数控系统的发展概况 日本FANUC公司自50年代末期生产数控系统以来，已开发出40多种系列的数控系统，特别是70年代中期开发出FS5、FS7系统以后，所生产的系统都是CNC系统。从此，FANUC公司的CNC系统大量进入中国市场，在中国CNC市场上处于举足轻重的地位。 80年代，FANUC公司较有代表性的系统是F6和F11系列。 80年代，其主要产品有F0和F15系列。 目前，以F0i与F16i
2、、18i最为常见。,FANUC数控系统概述,（1）FANUC 0i系统与FANUCl6/18/21等系统的结构相似，均为模块化结构。其集成度较FANUC 0系统的集成度更高，因此0i控制单元的体积更小，便于安装排布。（2）采用全字符键盘，可用B类宏程序编程，使用方便。（3）用户程序区容量比0MD系统大一倍，有利于较大程序的加工。（4）使用编辑卡编写或修改梯形图，携带与操作都很方便。（5）使用存储卡存储或输入机床参数、PMC程序以及加工程序，操作简单方便。（6）系统具有HRV(高速矢量响应)功能，伺服增益设定比0MD系统高一倍，理论上可使轮廓加工误差减少一半。,FANUC数控系统的系列与特点,（
3、7）机床运动轴的反向间隙，在快速移动或进给移动过程中由不同的间隙补偿参数自动补偿。（8）0i系统可预读12个程序段，比0MD系统多。（9）与0MD系统相比，0i系统的PMC程序基本指令执行周期短，容量大，功能指令更丰富，使用更方便。（10）0i系统的界面、操作、参数等与18i、16i、21i基本相同。（11）0i系统比0M、0T等产品配备了更强大的诊断功能和操作信息显示功能，给机床用户使用和维修带来了极大方便。（12）在软件方面0i系统比0系统也有很大提高，特别在数据传输上有很大改进。,FANUC数控系统的系列与特点,一、控制单元的连接(FANUC 0i-MB),FANUC数控系统的部件连接,
4、控制单元各部位的名称,控制单元的连接原理图1,主板插座配置图,控制单元的连接原理图2,I/O板插座配置图,二、主轴控制单元的连接,高速串行总线接口板,串行主轴连接,模拟主轴连接,主轴连接,三、伺服放大器模块的连接,伺服放大器模块的接口信号,机床I/O接口的连接,FANUC 0iMA数控系统的控制单元有内置的I/O卡，用于机床各检测元件信号的采集和控制各种气、液压阀组件，指示灯等的动作。在控制单元内置的I/O卡，其输入点的点数为96点，输出点点数为64点。如输入输出数量未能满足要求时，就需要通过控制单元上的I/O LINK扩展I/O单元来满足使用的要求，并在编写PMC程序时，对各I/O设备的地址
5、进行分配。,数控机床安装与调试,数控机床安装与调试,数控机床是利用数控技术，准确的按照事先编制好的程序，自动加工出所需要工件的机电一体化设备。数控机床按工艺用途分类为金属切削类数控机床、金属成型类数控机床、数控特种加工机床及其他类型数控机床；按运动轨迹分类分点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。数控机床在现在机械制造中，特别是在航空、造船、国防汽车及计算机工业中得到广泛运用。,数控机床的组成,数控机床通常有程序载体、人机交互装置、数控装置、伺服系统、检测与反馈装置、 辅助装置、机床本体组成，如图所示。,数控机床的安装、调试与验收,数控机床的安装、调试与验收是设备前期管理的重要环
6、节。当数控机床运输到工场后，进行安装、调试、并进行试运行，精度验收合格后才能交付使用。对于小型数控机床不要组装连接，只要接通电源、调整床身水平就可以投入使用。对于大中型数控机床，一般发货时都是将数控机床分解几个部分，需要进行重新组装和调试。,数控机床的安装 1.安装地基和安装环境的要求 2.拆箱、就位、找平 3.清理、组装、连接 4.外部电缆的连接,数控车床的调试,1.通电试车前的检查和调整（1）检查电气柜 (2) 检查数控柜 (3) 检查电磁阀 (4) 检查所有开关、按钮及接线的质量 (5) 检查电源电压、频率及相序 (6) 检查数控系统各种参数与设定的一致.2. 通电试车 对大型设备,为了
7、安全,采取分别供电。接通总电源后,观察无异常现象后,用手动方式陆续启动各部件。3.机床精度和功能的调试（1）用地脚螺栓和垫铁精调机床床身的水平，移动床身上的各运动件观察变化，相应调整机床精度使之在公差范围内。在调整时以调整垫铁为主，必要时可稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮，使机床达到精度要求。（2）调整机械手、刀库和主轴的相对位置，让机床自动再手动，检查抓刀、装刀、拔刀等动作是否准确调整时用心棒检测，有误差时调整机械手的行程或机械手的支座或刀库的位置。,（3）检查数控系统的参数值是否符合随机资料中的规定，然后试验各主要操作功能、运行行程、常用指令执行情况等,如手动操作方式、点动方式、自动运行方式
8、、行程的极限保护、主轴挂挡指令和各级转速指令等,执行应正确无误等。 （4）检查机床辅助功能及附件的正常工作。照明灯是否亮，能否出切削液等。 （5）带有APC工作台的机床把工作台运动到交换位置，调整托盘与交换台的相对位置，使工作台自动交换时动作平稳、可靠、正确。然后在工作台面上装有70%80%的允许负载，进行多次承载交换，达到正确无误后紧固各有关螺钉。 4.机床试运行 数控车床在其安装调试结束后,必须对其工作可靠性进行检验,一般可通过对整机在一定条件下较长时间的自动运行来检验。根据国家标准GB9061-1988的规定,数控车床连续运转试验的时间一般为16h，加工中心为连续运转32h。自动运行期间
9、不应发生任何故障,如出现故障或排除故障超出规定时间,应在调整后重新进行自动运行实验.,数控车床的验收,设备验收是指用户根据设备生产厂检验合格证上所验收项目及实际可能采取的检验手段，全部或部分地检测各项技术指标是否符合合格证上规定的标准，并将检测到的数据记入设备技术档案，作为日后维修的依据。这一过程称为设备验收。 1.设备的几何精度检查 数控加工设备的检查通常可按通用机床的有关标准进行，使用的检测工具和方法也与普通机床几何精度检查基本类似。 2.定位精度的检查 设备的定位精度是表面加工设备各运动部件在数控装置下所能达到的运动精度。 3. 切削加工精度的检查 加工精度的检查是指在切削加工条件下对加
10、工设备几何精度和定位精度的综合检查。 4.设备性能及数控功能检查 不同类型的加工设备，其机床本体性能和数控功能的检查项目的不同的。,数控机床的维护和保养,数控设备是一种自动化程度较高、结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。 要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行。,机床本体部件1.主轴部件为了适应主轴转速向更高速化发展的需要，又有了新的润滑冷却方式:（1）油气润滑方式。 （2）喷注润滑方式。 2
11、.主传动链 定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。,3.滚珠丝杠螺纹副 4.刀库及换刀机械手 5.导轨 （1）.润滑方法,一般是人工定期加油或用油杯供油。 （2）.导轨的防护,为了防止切屑，磨粒或冷却液散落在导轨面上而引起磨损，擦伤和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。 6.液压、气压系统 定期对各润滑、液压、气压系统的过滤的过滤器或分滤网进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查和更换液压油,控制油液污染。对气压系统要
12、保证共给洁净的压缩空气;保证空气中含有适量的润滑油;保持气动系统的密封性;保证气动元件中运动零件的灵敏性;保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度; 要点检管路系统;对气动元件要定检,检查有无漏气现象等.,激光干涉仪的应用,系统组成,系统元件介绍,系统元件介绍,激光干涉仪的基本概念,什么是激光干涉仪 利用激光作为长度基准，对数控设备（加工中心、三坐标测量机等）的位置精度（定位精度、重复定位精度等）、几何精度（俯仰扭摆角度、直线度、垂直度等）进行精密测量的精密测量仪器。,Renishaw激光器测量系统,仪器检测范围： 1.线性测量 2.角度测量 3.平面度测量 4.直线度测量 5.垂直度测量 6
13、.平行度测量,激光干涉仪的连接,激光干涉仪工作原理,激光及其特点,激光输出可视为一束正弦波.雷尼绍XL-80所用的激光的波长是633nm.,激光具有三个重要特性：激光波长非常稳定，可以精密测量测量的要求。激光波长非常短，可以用于高精度测量。激光具有干涉特性。,线性测量原理,安装方式,线性干涉镜和反射镜定位（1）,线性干涉镜和反射镜定位（2）,线性干涉镜和反射镜定位（3）,线性测量光路图,线性测量原理,激光干涉仪通过接收到的激光的明暗条纹变化，再通过电子细分，从而知道距离的细微和准确变化。,环境补偿单元,Renishaw XC80环境补偿单元的高性能可以保证在0-40度环境温度范围内，和650-
14、1150 mbar的环境大气压范围内得到最高的测量精度。,空气压力Accuracy: 1.0 mbar,湿度Accuracy: 6%,空气温度Accuracy: 0.2 C,材料温度Accuracy: 0.1 C,数据采集,西门子系统认识与连接,西门子控制系统组成,西门子系统概述,植入式 HMI,PCU 20,键盘,机床控制面板,OP.,主轴电机,I/O,馈入 / 再生模块,轴扩展模块,电源部分,NC（数字控制）+PLC（可编程逻辑控制）+ 驱动器,电源部分,伺服电机,380 VAC,24V直流电源 SITOP/ PS307,滤波器,电抗器,机床电器部件,手轮,变压器,220 VAC,24 V
15、DC,RS232隔离器,24 VDC,24VDC,键盘,机床控制面板,主开关,220 VAC,24 VDC,电源模块,功率模块,24 VDC,功率模块,功率模块,控制模块,总线模块,控制模块,控制模块,伺服电机,伺服电机,220VAC,西门子部件连接,单元二 西门子部件连接 - 系统控制及显示单元,系统与显示单元合为一体, 此单元有一块486工控机作主控CPU,负责数控运算、界面管理、PLC逻辑运算等。其显示单元为10.4寸真彩液晶显示屏（OP），与键盘输入单元组成人机界面。 与系统其他单元间的通讯采用 PROFIBUS 现场总线，另有2个RS232接口与外界通讯。,西门子部件连接显示单元,单元二 西门子部件连接 PP单元,最大144点输入，96点输出。由 PROFIBUS 完成与PCU的通讯。,西门子部件连接pp单元,单元二 西门子部件连接 - 驱动电源模块,西门子部件连接驱动模块,单元二 西门子部件连接 - 伺服电机,通常有1FK6/1FK7/1FT6/1PH7 等电机组成。,
