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1、数控机床故障诊断与维护 主编 徐衡33295-01第二章数控机床的基本操作33295-02第二章数控机床的基本操作学 习 目 标解FANUC 0i系统数控机床的操作方法和步骤。为掌握该表,本文重点介绍维修中几种常用机床的操作方法。数控机床操作界面是机床的操作面板,操作数控机床就是操作机床操作面板上的开关、键盘。数控机床操作面板由数控系统操作面板和机床操作面板组成。操作者应掌握各种操作键的图形符号、用途及其使用方法。33295-02第一节FANUC 0i系统数控机床的操作界面一、FANUC 0i数控系统操作面板33295-02图2-1FANUC 0i数控系统操作面板FANUC 0i数控系统的操作
2、面板如图2-1所示。操作面板各种键的排列位置如图2-2所示。33295-02图2-2键盘上键的排列位置33295-02表2-1键盘说明键盘上各键的用途见表2-1。33295-02表2-1键盘说明33295-02表2-1键盘说明33295-02表2-1键盘说明33295-02二、机床操作面板FANUC 0i系统标准机床操作面板的配置如图2-3所示,另备的悬挂式手摇脉冲发生器如图2-4所示。小型数控机床的机床操作面板如图2-5所示表2-3和表2-4中列出了按键的标识符号,及其英文标识字符,并说明了每个按键的用途。33295-02图2-3FANUC 0i系统标准机床操作面板33295-02图2-4悬
3、挂式手摇脉冲发生器33295-02图2-5小型数控机床的机床操作面板33295-021.操作方式选择键(MODE SELECT)用按键选择操作方式,表2-2列出了按键的名称和用途,用于选择操作方式。33295-02表2-2操作方式选择键33295-02表2-2操作方式选择键33295-022.程序检查用键数控程序的编辑工作完成后,在进行数控加工之前应该检查程序,验证程序中的刀具轨迹是否正确,防止刀具碰撞,避免发生事故。数控机床上用于程序检查功能的键包括空运行、单段运行、机床锁住、选择停止、可选程序段跳过、程序停止、程序重启动等,见表2-3。33295-02表2-3程序检查用键33295-02表
4、2-3程序检查用键33295-023.手动进给(JOG方式)使用的键和旋转开关手动连续进给是指用操作面板上的按键,使刀具沿某一轴连续移动,即当按下按键时,刀具进行进给运动,按键抬起则进给运动停止。手动进给(JOG方式)操作所用的键和旋转开关见表2-4。33295-02表2-4手动进给(JOG方式)使用的键33295-024.手轮进给(HANDLE方式)用开关手摇脉冲发生器(也称手轮)如图2-4所示。转动手轮,使坐标轴进给运动,顺时针转动手轮,坐标轴正向运动;逆时针转动手轮,坐标轴负向运动。手轮进给(HANDLE方式)使用的选择开关和手轮的用途见表2-5。33295-02表2-5手轮进给(HAN
5、DLE方式)使用的选择开关和手轮的用途33295-026.启动程序、保护数据、急停用键启动程序、保护数据、急停用键见表2-7。5.手动操纵主轴用键通过手动起动主轴,使主轴转动、停止,其操纵用键见表2-6。33295-02表2-6手动操纵主轴用键33295-02表2-7启动程序、保护数据、急停用键33295-02第二节FANUC 0i系统数控机床的基本操作一、通电操作1.接通电源1)检查数控机床的外观是否正常,如检查前门和后门是否关好。2)按照机床制造厂商说明书所述步骤通电。3)通电后,如果系统正常,则会显示位置屏幕屏面,如图2-6所示。4)检查风扇电动机是否旋转。33295-022.关闭电源1
6、)检查操作面板上表示循环启动的显示灯(LED)是否关闭。2)检查数控机床的移动部件是否都已经停止。3)如果有外部的输入/输出设备连接到机床上,应先关掉外部输入/输出设备的电源。4)持续按下POWER OFF按钮大约5s。5)参考制造厂提供的说明书,按照其中所述步骤切断机床的电源。33295-02二、屏幕显示屏面的分区与切换解决问题。通常把屏幕屏面所显示的内容划分为五个部分:当前屏面内容显示区、数据显示区、设定数据信息区、CNC运行状态/报警信息显示区和软件菜单显示区,如图2-6所示。上述的五个区域不总是在同一显示屏面中同时显示,而是会根据显示屏面功能的不同而有所不同。33295-02表2-8一
7、般屏幕显示的操作步骤33295-02三、屏幕屏面显示内容数控程序运行时,数控系统可以在屏幕上实时显示CNC运行的状态,以便于操作者在操作过程中通过屏幕屏面监视CNC的运行状态。CNC当前状态在屏幕上用一行字符显示,显示位置如图2-6所示。33295-02图2-6屏幕上的显示区域和CNC当前状态在屏幕上的显示位置33295-02表2-9数控系统(CNC)状态显示行字符的含义33295-02表2-9数控系统(CNC)状态显示行字符的含义33295-02表2-9数控系统(CNC)状态显示行字符的含义33295-02为方便学员逐渐掌握操作技能,方便查阅,本书用表格形式简单表示各种操作的顺序,见表2-1
8、0表2-19。表中“操作步骤”一栏用“”代表操作面板上的键,“”代表软键,“”表示操作顺序。四、数控机床的基本操作33295-02表2-10复位操作33295-02表2-11MDI输入操作33295-02表2-12FANUC文件盒的输入/输出操作33295-02表2-13FANUC文件盒的输入操作33295-02表2-14输出到FANUC文件盒的操作33295-02表2-15检索操作33295-02表2-15检索操作33295-02表2-16编辑操作33295-02表2-17清除操作33295-02表2-18手动进给操作33295-02表2-19显示操作33295-02第三节手动进给操作一、手
9、动返回参考点33295-02手动返回参考点的过程如图2-7所示。手动返回参考点是指利用操作面板上的开关和按键,将刀具移动到机床的参考点,操作步骤见表2-20。图2-7手动返回参考点过程33295-02表2-20手动返回参考点的操作步骤33295-02二、手动连续进给(JOG)手动连续进给(JOG)方式也就是点动进给方式,是指用手动按键使任一坐标轴进行进给运动。在选择了进给轴后,持续按下操作面板上的进给轴方向按钮,便会使进给轴沿着所选的方向连续移动。点动连续进给操作一次,只能移动一个轴。JOG进给速度可以通过倍率旋钮进行调整。33295-02手动连续进给操作如图2-8所示,操作步骤见表2-21。
10、图2-8手动连续进给操作33295-02表2-21手动连续进给(JOG)操作步骤33295-02三、手动手轮进给悬挂式手摇脉冲发生器如图2-4所示。手摇脉冲发生器又称手轮。手轮进给就是摇动手轮,使X、Y、Z等任一坐标轴移动。顺时针转动手轮,坐标轴沿正向运动;逆时针转动手轮,坐标轴沿负向运动,如图2-9所示。一般在需要精确调整坐标轴时,采用手轮进给方式。手轮进给的操作步骤见表2-22。33295-02图2-9手轮进给操作33295-02表2-22手轮进给的操作步骤33295-02四、安全操作安全操作包括急停、超程及各类报警处理。1.报警2.急停3.超程33295-02表2-23超程处理操作步骤3
11、3295-02一、实训目的1.理解系统强电电气逻辑控制的基本原理。2.了解各元、器件的工作原理及导线的选型,掌握配线技术。二、实训设备RS-SX-0i TC数控机床综合实训系统,其电气柜的结构如图2-10所示。实训一0i/0i Mate TC实训系统外围电路的电气控制原理33295-02图2-10RS-SX-0i TC数控机床综合实训系统电气柜a)电气柜侧面b)电气柜正面c)电气柜背面33295-02三、实训相关知识1.强电柜内的基本元件及其功能电气柜中常用的电气元件及其功能见表2-24。表2-24强电柜内基本电气元件33295-02表2-24强电柜内基本电气元件33295-02表2-24强电
12、柜内基本电气元件33295-022.导线和电缆的选择(1)一般要求1)导线和电缆的选择应适用于工作条件(如电压、电流、电击的防护、电缆的分组)和可能存在的外界影响(如环境温度、存在水或腐蚀物质和机械)。2)只要可能,就应选用有阻燃性能的绝缘导线和电缆。(2)材料一般情况导线应为铜质的,任何其他材质的导线都应具有承载相同电流的标称截面积,如果用铝导线,其截面积应至少为16mm2。(3)机械强度导线绝缘层的机械强度和厚度应使得工作或铺设时,尤其33295-02是电缆装入通道时,其绝缘层不受损伤。为确保适当的机械强度,铜导线的截面积应不小于表2-25所示数值。表2-25铜导线的最小截面积(单位:mm
13、2)33295-023.配线技术(1)一般要求1)所有连接,尤其是保护接地电路的连接应牢固,没有意外松脱的危险。2)连接方法应与被连接导线的截面积及导线的性质相适应。3)只有专门设计的端子,才允许一个端子连接两根或多根导线,但一个端子只能连接一根保护接地电路导线。4)接线座的安装和接线应使内部和外部配线不跨越端子。(2)导线和电缆铺设33295-021)导线和电缆的铺设应使两端子之间无接头或拼点。2)为满足连接和拆卸电缆和电缆束的需要,应提供足够的附加长度。3)如果导线端部会受到不适当的张力,则多芯电缆端部应夹牢。(3)导线的标识1)一般要求。2)保护导线的标识。3)绝缘单芯导线应使用的颜色包
14、括:黑色(交流和直流动力电路)、红色(交流控制电路)、蓝色(直流控制电路)。33295-024.动力电源及控制电源部分的说明FANUC数控系统所需电源为三相AC200V,所以需要采用干式变压器(TC)将AC380V变压至AC200V,然后按图2-11所示流程分别给伺服系统、CNC控制单元、I/O单元等供电。图2-11动力电源及控制电源流连接33295-02(1)伺服系统的供电1)三相380V电源(1L1、1L2、1L3)经断路器QF2到变压器TC1变压为三相AC200V为伺服系统提供动力电源,两相380V电源(1L1、1L2)经断路器QF5到TC2变压为两相220V(1、10)为开关电源提供控
15、制电源,如图2-12所示。图2-12伺服系统动力电源33295-022)当伺服系统的NCC准备好后,接触器线圈得电吸合,伺服驱动器得以同时上电起动。图2-13伺服电动机动力电源33295-02(2)变频器的供电AC220V(1L3、1N)经断路器QF4由KM3实现逻辑控制给变频器供电,U、V、W三相给主轴电动机供电。由数控系统JA40提供的模拟电压(4、5)实现转速的设定,主轴正反转通过继电器KA6、KA7的控制来实现,如图2-14所示。图2-14变频器的供电33295-02(3)开关电源(DC24V)的供电220V控制电源(1、10)经断路器QF7,钥匙开关SA1(11)给开关电源供电,输出
16、DC24V,由接触器控制,为数控系统、图2-15开关电源33295-02伺服系统、输入/输出信号等提供DC24V电源,如图2-15所示。5.各元、器件之间的连接及控制原理(1)系统的启动与停止(NC ON/OFF)1)系统的启动。2)强电回路的接通。与此同时,数控系统I/O输出端的Y1.7输出一个信号,如图2-16所示,继电器线圈KA2得电吸合,使控制变频器电源接通的接触器KM3得电吸合,从而使变频器上电,实现整个强电电源的接通,数控机床得以起动。33295-023)系统的停止。图2-16数控系统的启动和停止33295-02(2)主轴的正反转当按下机床控制面板上主轴正转按钮或执行M03指令时,
17、I/O口Y1.0输出一个信号,继电器线圈KA3得电吸合,从而接通变频器正转指令,实现主轴的正转。当按下主轴反转按钮或执行M04指令时,I/O口Y1.1输出一个信号,继电器线圈KA4得电吸合,从而接通变频器反转指令,实现主轴的反转。如图2-17所示。(3)刀架的换位与紧锁刀架换刀时,I/O口Y1.2输出一个信号,使控制刀架正转的继电器线圈KA5得电吸合,接触器线圈KM4得电,常开触点吸合,刀架电动机正转,刀架换位。而常闭触点断开,此时反转不可能接通。当系统检测到刀位后,I/O口Y1.3输出一个信号,使控制刀架反转的继电器KA6得电吸合,接触器线圈KM5得电,常开触点吸合,通过调整电动机的相序来3
18、3295-02实现反转,使刀架锁紧。常闭触点断开,正转此时不可能接通,彼此间形成了互锁,从而实现了刀架的换位与紧锁,如图2-17所示。图2-17接通强电回路33295-02四、实训内容1)掌握电气原理图的正确连接方法。2)了解各元、器件的逻辑控制及各部件的上电时序。五、实训步骤1.检验器材质量在不通电的情况下,用万用表或目测检查各元、器件各触点的分合情况是否良好,检查按钮中的螺钉是否完好,检查接触器的线圈电压与电源电压是否相符。33295-022.实训板上线路的连接1)按照图样正确连接实训板上的各部件。2)电源进线,将所用按钮、指示灯的线号,返回参考点的线号等引到相应的端子上。布线时应符合平直
19、整齐、紧贴敷设面,走线合理及节点不得松动,露铜不得过长等要求。其原则如下:1)同一平面的导线应高低一致或前后一致,不能交叉。2)布线应横平竖直,变换走向应垂直。33295-023)一个电气元件接线端子上的连接导线一般只允许连接一根。4)布线和剥线时严禁划伤线芯和导线绝缘层。3.实训板与外围电路的连接1)把系统的驱动器通过光纤连接起来。2)把系统上的JD1A插座与I/O模块上的JD1B插座连接起来。3)连接驱动器与电动机的动力电缆与反馈电缆。4)连接变频器与主电动机的动力电缆。5)将限位、返回参考点等信号线引到相应的端子上。33295-024.通电前线路的检查1)通电前务必断开数控系统、伺服驱动
20、单元、变频器等设备的电源。2)测量各电源输出端对地是否短路。3)通电前,测量各电源电压是否正常。5.系统通电1)按下启动按钮,观察各继电器、接触器的吸合情况及先后顺序。2)选择MDA方式,用M03、M04指令控制主轴的正反转。33295-02实训二数控机床(实训台)的开机与手动操作一、实训目的1)熟悉数控系统的操作面板和机床操作面板。2)掌握数控机床上电与断电操作方法。3)掌握手动机床进给操作方法。33295-02二、实训设备RS-SY-0i C/0i mate C数控机床综合实验系统。注:本书实训设备均采用RS-SY-0i C/0i mate C数控机床综合实验系统,直接采用FANUC 0i
21、 mate C/0i C数控机床设备也可进行相应的实训操作。33295-02三、实训相关知识1.数控实验台电源的接入2.手动进给操作的步骤(见本章第三节内容)四、实训内容1)掌握电气原理图的正确连接方法。2)了解各元、器件的逻辑控制及各部件的上电时序。3)掌握手动进给操作方法。33295-02五、实训步骤1.系统上电数控系统上电的操作顺序为:1)接通外部电源。2)合上漏电保护开关和所有小型断路器。3)把电源切换开关拨至接通状态,此时实训柜控制面板上的电源指示灯应亮,观察电压表的电压是否正常。4)接通控制面板上的电源钥匙开关。5)按下控制面板上的电源接通按钮。33295-022.系统断电1)把机床运行至合适的位置,按下急停按钮。2)按下控制面板上的电源切断按钮。3)把电源切断开关拨至断开状态。4)切断外部电源。33295-023.手动进给操作1)手动返回参考点操作可依据表2-20所述的步骤进行。2)手动连续进给(JOG)操作可依据表2-21所述的步骤进行,分别完成X、Y、Z轴的进给操作。3)手动手轮进给操作可依据表2-22所述的步骤进行,分别完成X、Y、Z轴的进给操作。4)安全操作中的超程处理可依据表2-23所述的步骤进行。
