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数控机床电气系统装调与维修一体化教程主编：韩鸿鸾模块一数控机床电气维修的基础任务一认识数控机床的电气系统知识内容4任务引入1任务目标2任务实施3任务拓展5任务巩固6数控机床电气连接的实物图数控机床电气系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电路和电子控制电路。实物示意图b）接线图c）实物图图1—2强电连接的部分实物图接线图实物图强电连接的部分实物图数控机床电气系统装调与维修一体化教程任务目标掌握数控机床的电气组成1能对数控机床的电气系统进行维护2掌握数控机床的故障特点与维修方法3数控机床电气系统装调与维修一体化教程任务实施：到工厂或实训车间中去参观数控机床的电气组成，并由技术人员或教师简单介绍数控机床电气系统的作用，在参观时要特别注意安全。数控机床电气系统的组成数控机床的组成数控机床电气系统的组成一、操作装置FANUC系统操作装置操作装置是操作人员与数控机床（系统）进行交互的工具，主要由显示装置、NC键盘、机床控制面板（MCP）、状态灯、手持单元等组成NC键盘显示装置机床控制面板MCP二、计算机数控装置（CNC装置或CNC单元）计算机数控装置计算机数控（CNC）装置是计算机数控系统的核心。作用是根据输入的零件程序和操作指令进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件（伺服单元、驱动装置和PLC等），控制其动作，加工出需要的零件。三、伺服机构伺服机构是数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部分组成。a)伺服电动机b）驱动装置伺服机构常用的位移执行机构有功率步进电机、直流伺服电动机、交流伺服电动机和直线电动机。四、检测装置检测装置（也称反馈装置）对数控机床运动部件的位置及速度进行检测，按有无检测装置，CNC机床可分为开环（无检测装置）与闭环（有检测装置）数控机床。开环数控机床的控制精度取决于步进电动机和丝杠的精度，闭环数控机床的精度取决于检测装置的精度。光栅光电编码器五、可编程控制器可编程控制器（ProgrammableController，简称PC）是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计。六、机床本体典型数控车床的机床本体数控机床电气系统的维护一、数控系统的维护1.严格遵守操作规程和日常维护制度2.清洁机床电气箱热交换器过滤网清洁过滤网3.防止灰尘进入数控装置内4.定时清扫数控柜的散热通风系统及电机定期清洁数控机床上的各种电机5.经常监视数控系统的电网电压6.定期更换存储器用电池数控机床用电池7.数控系统长期不用时的维护数控机床应尽量避免长期不用。数控机床长期不用时，应经常给数控系统通电或让数控机床运行温机程序，在空气湿度大的雨季，应该2～3天开机一次，运行1～2h，利用电气元件本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子元器件的性能稳定可靠。而且，温机程序可使油膜均匀地覆盖在丝杠、导轨等部件上，达到保护目的。8.备用电路板的维护印制电路板长期不用容易出现故障，数控机床中的备用电路板，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。电气部分包括动力电源输入线路、继电器、接触器、控制电路等1.检查三相电源的电压值是否正常，有无偏相。2.检查所有电气连接是否良好。3.检查各类开关是否有效，若工作状态不良应更换。4.检查各继电器、接触器是否工作正常，触点是否完好，可利用功能试验程序，通过运行该程序确认各控制器件是否完好、有效。5.检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效。以上电气保养每年检查、调整一次。二、电气部分的维护：学生先上网查询或到图书馆查资料后，在教师、工厂技术人员的参与下讨论总结——数控系统维护中应特别关注的器件器件具体器件易污染件传感器(光栅／光电头／电动机整流子／编码器)、接触器的铁芯截面、过滤器、风道、低压控制电器。易击穿件电容器、大功率管(晶闸管)易老化与有寿命问题元件存储器电池及其电路、光电池、光电阅读器的读带、继电器以及高频接触器等。易氧化与腐蚀件电动／电磁开关、继电器与接触器触头、接插件接头、保险丝卡座、接地点等。易磨损件测速发电动机的炭刷、电动机的电刷、离合器的摩擦片、轴承、齿轮副、高频动作的接触器。易疲劳失效件含有弹簧元器件(多见于低压电器中)的弹性失效、常拖动弯曲的电缆断线等。易松动移位件机械手的传感器、定位机构、位置开关、编码器、测速发电机等。数控机床电气系统装调与维修一体化教程器件具体器件易造成卡死件因润滑不良等而造成不能到位接触器／热继电器／位置开关／电磁开关/电磁阀。易温升件伺服放大回路中的大功率元器件，诸如稳压器与稳压电源、变压器、继电器、接触器、电动机等具有线圈的元器件。易泄漏件冷却液、润滑油、液压回路等的泄漏不仅使本身工作故障，还会流入电器引发电器故障。：在实践过程中您对这些件注意过没有？数控机床电气系统装调与维修一体化教程任务拓展1.电气系统故障的维修特点是故障原因明了，诊断比较好做，但是故障率相对比较高。2.电器元件有使用寿命限制，非正常使用下会大大降低寿命。3.电气系统容易受外界影响造成故障。4.操作人员非正常操作，能造成开关手柄损坏、限位开关被撞坏的人为故障。5.电线、电缆磨损会造成断线或短路。6.冷却泵、排屑器、电动刀架等的异步电动机进水，轴承损坏会造成电动机故障。一、数控机床电气系统的故障特点(1)开机自诊断(2)运行自诊断二、数控机床故障诊断与维修的方法1.故障自诊断技术1)CNC系统与机床之间的接口输入／输出信号状态。2)CNC与PLC之间输入／输出信号状态。3)PLC与机床之间输入／输出信号状态。4)各坐标轴位置的偏差值。5)刀具距机床参考点的距离。6)CNC内部各存储器的状态信息。7)伺服系统的状态信息。8)MDI面板、机床操作面板的状态信息等。(3)脱机诊断2.功能程序测试法(1)机床加工造成废品而一时无法确定是编程，操作不当、还是数控系统故障时。(2)数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好。如不能可靠地执行各加工指令，可连续循环执行功能测试程序来诊断系统的稳定性。(3)闲置时间较长的数控机床在投入使用时或对数控机床进行定期检修时。故障诊断与维修方法3.参数检查法4.同类对调法5.备板置换法6.隔离法7.升降温法8.敲击法9.对比法10.原理分析法数控机床电气系统装调与维修一体化教程任务巩固一、填空题1.数控机床电气系统包、和。2.数控机床是集、、、及为一体的自动化设备。3.数控机床电气系统是由、、、、组成。4.常用的脉冲当量为。5.按有无检测装置，CNC机床可分为与数控机床。6.数控机床上常用的检测装置有、、、、磁栅、磁尺、双频激光干涉仪等。数控机床电气系统装调与维修一体化教程7.用于数控机床的PLC一般分为两类：PLC和PLC。8.在数控机床中，PLC主要完成与有关的一些顺序动作的I/O控制。9.机床电气箱热交换器过滤网需要清洁一次，车间环境较差时需要天清洁一次。10.如果数控机床使用环境温度过高，造成数控柜内的温度超过时，应及时加装空调装置。11.通常，数控系统允许的电网电压波动范围在额定值的之间。12.数控机床长期不用时，为了避免数控系统的损坏应经常给数控系统通电或让数控机床运行温机程序，在空气湿度大的雨季，应该开机一次，运行，利用电气元件本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子元器件的性能稳定可靠。数控机床电气系统装调与维修一体化教程13.数控系统维护中要特别关注的易击穿件有：、。14.数控机床的主要故障是的故障，电气系统故障又以上的低压电器故障为主。15.目前数控机床的伺服机构中，常用的位移执行机构有、、和。16.检测装置（也称反馈装置），是对数控机床的位置及速度进行检测的装置。17.开环数控机床的控制精度取决于和的精度，闭环数控机床的精度取决于的精度。18.PLC接受CNC装置的控制代码、、等顺序动作信息，对其进行，转换成对应的控制信号。19.数控系统中部分CMOS存储器中的存储内容在关机时靠电池供电保持，一般采用锂电池或可充电的镍镉电池，电池电压降到一定值就会造成丢失。数控机床电气系统装调与维修一体化教程二、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）1．强电是24V以上供电，以电器元件、电力电子功率器件为主组成的电路。（）2．数控机床的主要故障是机械系统的故障。（）3．数控系统中的参数无需事先备份。（）4．数控机床应尽量避免长期不用。数控机床长期不用时，为了避免数控系统的损坏，应对数控系统进行定期维护保养。（）5．数控机床的电气系统要具有高可靠性。（）6.PLC装置是计算机数控系统的核心。（）数控机床电气系统装调与维修一体化教程7.检测装置（也称反馈装置）只对数控机床运动部件的速度进行检测。（）8.控制代码M（辅助功能）、S（主轴功能）、T（刀具功能）是由CNC发出。（）9.电器元件有使用寿命限制，正常使用下会大大降低寿命。（）10.数控系统只要正常使用，电器元件不会老化和损坏。（）11.印制电路板长期不用容易出现故障，因此，数控机床中的备用电路板，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。（）12.闭环数控机床的精度取决于丝杠的精度。（）13.检测装置通常安装在机床的工作台、丝杠或驱动电动机转轴上，相当于普通机床的执行机构和人的四肢。（）数控机床电气系统装调与维修一体化教程三、选择题1．数控机床PLC接受CNC装置的控制代码M（辅助功能）、S（主轴功能）、T（刀具功能）等顺序动作信息，对其（）进行，转换成对应的控制信号，。A.译码B.纠错C.编程D.逻辑处理2.数控机床电气系统强电电路是指工作电压为（）V以上。A.36B.110C.24D.220数控机床电气系统装调与维修一体化教程3．为防止数控装置过热，当数控柜内的温度超过（）时，应及时加装空调装置。A.25～45℃B.10～80℃C.55～60℃D.70～80℃4．通常，数控系统允许的电网电压范围在额定值的（）。A.70％～120％B.85％～110％C.50％～140％D.80％～110％5．按照数控机床使用说明书中的规定，每（）清扫检查一次。A.二个季度B.一年或二个季度C.二年或四个季度D.半年或一个季度