《数控机床故障诊断与维修 FANUC 教学课件 ppt 作者 董晓岚 项目3：进给伺服系统的调试与维修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床故障诊断与维修 FANUC 教学课件 ppt 作者 董晓岚 项目3：进给伺服系统的调试与维修（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目3： 进给伺服系统的调试与维修,任务1 FANUC I系列伺服单元的连接 任务2 进给伺服系统初始化参数设定 任务3 进给伺服系统调整与优化设置 任务4 进给伺服系统伺服通道FSSB设定 任务5 进给伺服系统诊断与报警故障 任务6 数控机床返回参考点故障,任务1 FANUC I系列伺服单元的连接,3.1.1 数控机床进给伺服系统 数控机床的进给伺服系统属于位置控制伺服系统，数控系统控制进给轴的“位置控制”和“插补”。全闭环数控系统的进给伺服控制系统有三个环节，位置环（外环）；速度环（中环）；电流环（内环）。 在三环系统中，位置环的输出是速度环的输入；速度环的输出是电流环的输入；电流环的输出
2、直接控制功率变换单元，这三个环的反馈信号都是负反馈。 对数控进给伺服系统的要求不只是静态特性，如：停止时的定位精度、稳定度，更重要的是要求进给伺服刚性好，响应性快，运动的稳定性好，分辨率高，这样才能高速、高精度地加工出表面光滑的高质量工件。,任务1 FANUC I系列伺服单元的连接,3.1.2 FANUC i系列伺服系统构成 FANUC i系列伺服系统由以下组件构成： 1）伺服放大器模块SVM； 2）AC线路滤波器； 3）连接电缆（FSSB）； 4）伺服电动机； 5）熔断器； 6）电源变压器。,任务1 FANUC I系列伺服单元的连接,3.1.3 FANUC i系列伺服单元的连接 数据总线 控
3、制电源 伺服单元上电回路 伺服电机动力电源连接 伺服电机反馈的连接 急停与MCC连接 急停回路的连接,任务1 FANUC I系列伺服单元的连接,3.1.4 FANUC i系列伺服单元接口 FANUC i系列伺服单元接口功能如下： L1、L2、L3：主电源输入端接口，三相交流电源200V、50/60Hz。 U、V、W：伺服电动机的动力线接口。 DCC、DCP：外接DC制动电阻接口。 CX29：主电源MCC控制信号接口。 CX30：急停信号（*ESP）接口。 CXA20：DC制动电阻过热信号接口。 CX19A：DC24V控制电路电源输入接口。连接外部24V稳压电源。 CX19B：DC24V控制电路
4、电源输出接口。连接下一个伺服单元的CX19A。 C0P10A：伺服高速串行总线（FSSB）接口。与下一个伺服单元的C0P10B连接（光缆）。 C0P10B：伺服高速串行总线（FSSB）接口。与CNC系统的C0P10A连接（光缆）。 JX5：伺服检测板信号接口。 JF1：伺服电动机内装编码器信号接口。 CX5X：伺服电动机编码器为绝对编码器的电池接口。,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.1 数控系统采样周期伺服系统控制流程 从数控系统一个采样周期伺服控制中，可以看出FANUC进给伺服系统的工作流程如下：移动指令MCMD 将指令送入位置控制环，经过“脉冲分配器”的输出指令脉冲与反馈脉冲经
5、过位置“误差寄存器”（诊断300#）比较后将差值送入“比较项”（增益回路Kp，参数1825#）输出速度指令VCMD 到速度环，再经过与速度反馈数据TSA 的比较进入“误差放大器”，之后进行“速度环积分控制（K1V/S）”或“速度环比例控制（K2V）”处理，并与“电机转子位置信息（格雷码C1、C2、C4、C8）”产生“力矩指令（TCMD）”进入电流控制环节，最终进行脉宽调制处理，形成PWMA-PWMF脉宽调制信号，并经过1/F接口处理将其转换为串行光电信号，通过COP10A 光缆将脉宽调制信号送到伺服放大器上。,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.2 进给伺服系统参数初始化设定 在进行进
6、给伺服系统参数初始化设定之前首先需要确定信息有： 数控系统类型 例：0i Mate-D 伺服电动机型号名称 例：i4/4000 电机内置编码器种类 例：iA1000 分离式检测器的有无 例：无 电动机每转1圈机床移动量： 例：10mm/每转1圈 机床的检测单位 例：0.001mm NC的指令单位 例：0.001mm,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.3 进给伺服系统参数初始化设定步骤 在急停状态下接通电源，设NO.3111#0=1，显示伺服设定画面; 电机号设定（NO.2020）：读取伺服电机标签上电机规格号和电动机型号名，电动机型号实例; 设定AMR（电枢倍增比）：设定为“0000
7、0000”; 设定CMR（指令倍乘比）：CMR决定由CNC输入伺服的移动量的指令倍率;,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.3 进给伺服系统参数初始化设定步骤 设定柔性进给变比N/M（电子齿轮比或柔性齿轮比或F.FC)：确定机床的检测单位。常设值; 设定电机转动方向：设定值是对着电动机轴一侧看电机旋转方向：111 逆时针旋转；-111 顺时针旋转; 设定速度脉冲数、位置脉冲数; 设定参考计数器的容量; 关闭NC电源，并再次接通，则伺服参数自动设定。,任务3 进给伺服系统调整与优化设置,3.3.1 进给伺服系统参数调整画面 一般用户都忽略FANUC数控系统提供的进给伺服系统调整画面，其实
8、这方面的调整对机床的性能很重要，必需根据实际机床的状况仔细调整。调整画面按键：按SYSTEM SV-PRM SV-TUN。,任务3 进给伺服系统调整与优化设置,3.3.2 FANUC 0i D数控系统常用伺服系统调整参数,任务4 进给伺服系统伺服通道FSSB设定,FANUC数控系统通过高速串行总线(FSSB)与伺服放大器连接。FSSB用一条光缆串联数控装置三个主要的功能部件:CNC；伺服放大器；光栅尺，并承接3者之间的数据双向传输。 3.4.1 FANUC FSSB伺服通道设定 1)AMP设定画面,AMP参数设定画面,任务4 进给伺服系统伺服通道FSSB设定,3.4.1 FANUC FSSB伺
9、服通道设定 2) AXIS设定画面,AXIS设定画面,任务5 进给伺服系统诊断与报警故障,3.5.1 进给伺服系统自动运行诊断 FANUC数控系统提供了进给伺服系统的自动运行诊断画面,监测数控机床伺服轴的各个动作的运行情况，CNC 诊断画面中000016 诊断号是与自动运行有关信号监控，任何一位为1 的时候，均会影响零件加工的自动运行。,任务5 进给伺服系统诊断与报警故障,3.5.2 数控系统伺服系统控制诊断 FANUC数控系统提供伺服系统控制诊断画面，发生伺服报警时，诊断画面上显示出报警的细节，根据信息查找伺服报警的原因，采取适当的措施。按钮：按SYSTEM键。按诊断软键、显示诊断画面。,任
10、务5 进给伺服系统诊断与报警故障,3.5.3 进给伺服系统的常见故障 超程 过载 窜动 爬行 振动 伺服电机不转 位置误差 漂移,任务6 数控机床返回参考点故障,3.6.1 数控机床返回参考点（REF）动作 要在机床上进行零件的自动加工，必须建立起机床坐标系（MCS），回参考点就是为了建立机床坐标系而进行的操作。进行回参考点操作，把机床自动、准确地移动到固定点上，在这个位置上换刀以及进行工件坐标系（WCS）设定。,任务6 数控机床返回参考点故障,3.6.2 减速档块方式返回参考点 阶段1：寻找减速档块 在回参方式REF下，按轴移动键，轴以快速（No.1420设定）移动寻找减速档块，当撞上减速档
11、块后按设定低速（No.1425设定）移动，进入阶段2。 阶段2：与零脉冲同步 当减速档块释放后，开始寻找零脉冲，并在栅格位置停止。同时返回参考点结束信号被送出。1个栅格的距离等于检测单位参考计数器容量。,任务6 数控机床返回参考点故障,3.6.6 返回参考点的故障诊断思路 故障类型1：找不到参考点 返回参考点减速开关产生的信号或零标志信号失效。诊断时，先搞清返回参考点方式，再对照故障现象，先内后外和信号追踪法查找故障部位。 1）外机床外部的挡块和开关，查PLC或接口状态。 2）内零标志，示波器查信号。 故障类型2：找不准参考点 参考点开关挡块位置设置不当引起，需重新调整即可。,任务6 数控机床
12、返回参考点故障,3.6.7 返回参考点常见故障案例 故障1：机床返回参考点发生位置偏移 (1) 偏离参考点一个栅格距离 (2) 偏离参考点任意位置，即偏离一个随机值 (3) 微小偏移 故障2：机床在返回参考点时发出超程报警 (1) 无减速动作 (2) 返回参考点过程中有减速，以切断速度移动(或改 变方向移动)到触及限位开关而停机。 (3) 返回参考点过程有减速，且有返回参考点标记指 定的返回基准脉冲出现后的制动到零速时的过程， 但未到参考点就触及限位开关而停机。,谢 谢！,任务1 FANUC I系列伺服单元的连接,3.1.1数控机床进给伺服系统,全闭环位置控制进给伺服系统结构图,返回,任务1
13、FANUC I系列伺服单元的连接,3.1.2 FANUC i系列伺服系统构成,FANUC i系列伺服系统的构成,返回,任务1 FANUC I系列伺服单元的连接,3.1.3 FANUC i系列伺服单元的连接,FANUC i系列伺服单元综合连接图,返回,任务1 FANUC I系列伺服单元的连接,3.1.4 FANUC i 系列伺服单元接口,SVM1-4i and SVM1-20i / SVM1-40i and SVM1-80i,返回,FANUC i 系列伺服单元接口图,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.1 数控系统采样周期伺服系统控制流程,数控系统采样周期伺服控制图,返回,任务2 进给伺
14、服系统初始化参数设定,3.2.3 进给伺服系统参数初始化设定步骤 1. 在急停状态下接通电源，设定NO.3111#0=1，显示伺服设定画面：,伺服设定画面,返回,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.3 进给伺服系统参数初始化设定步骤 2. 电机号设定（NO.2020） ：,电动机型号表,返回,设定值是对着电动机轴一侧看电机旋转方向：111 逆时针旋转；-111 顺时针旋转。,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.3 进给伺服系统参数初始化设定步骤 5. 设定柔性进给变比N/M。 通过电动机每转的移动量和“柔性进给变比”的设定，确定机床的检测单位。使用半闭环伺服系统时： 外部脉冲当
15、量分子(N) 外部脉冲当量分母(M) 电机每转-圈机床移动距离或角度所对应的内部脉冲当量 10000(数字伺服和11型伺服) 或 电机每转-圈机床移动距离或角度所对应的内部脉冲当量 电机每转-圈反馈到数控装置的脉冲数 (模拟伺服) 或 电机每转-圈机床移动距离或角度所对应的内部脉冲当量 数控装置所发脉冲数 ( / 脉冲伺服或步进单元),返回,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.3 进给伺服系统参数初始化设定步骤 5. 设定柔性进给变比N/M。,返回,柔性进给变比常设定值,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.3 进给伺服系统参数初始化设定步骤 6. 设定电机转动方向：,机床正方向
16、移动方向设定,返回,任务2 进给伺服系统初始化参数设定,3.2.3 进给伺服系统参数初始化设定步骤 8.设定参考计数器的容量： 使用栅格信号回参考点及使用无挡块回参考点设定参数时，为了以电动机每转为1 次的比例生成栅格信号，需要设定参考计数器的容量（计数器的最大值=电动机转1转）。根据参考计数器的容量，每隔该容量脉冲数溢出产生一个栅格脉冲，栅格（电气栅格）脉冲与光电编码器中一转信号（物理栅格）通过NO.1850 参数偏移后，作为回零的基准栅格，调试时默认为3000。 参考计数器=电动机每转一圈所需的位置脉冲或其整数分之一（电动机的一转脉冲） 所以： 参考计数器 栅格间隔 / 检测单位 栅格间隔 脉冲编码器1 转的移动量,返回,任务3 进给伺服系统调整与优化设置,3.3.1进给伺服系统参数调整画面,返回,伺服调整画面,任务3 进给伺服系统调整与优化设置,3.3.3 FANUC 0i MD数控系统与误差相关伺服参数 示例：
