51数控机床返回参考点控制及常见故障分析

5.1数控机床返回参考点控制及常见故障分析1.数控机床返回参考点的必要性(1)系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机床坐标系。(2)可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。2.数控机床返回参考点控制控制(1)数返回控机床参考点控制原理(有档块)(2)数控机床返回参考点的PMC控制(SSCK-20数控车床)X20.6:+X按钮开关X20.7:-X按钮开关X21.0:+Z按钮开关X21.1:-Z按钮开关X21.1:-Z按钮开关G120.7:系统回零F148.0:X轴回零结束F148.1:Z轴回零结束F149.1:系统复位3.数控机床返回参考点常见故障分析找不到参考点（通常会导致机床超程报警）（1）机床回零过程无减速动作或一直以减速回零，多数原因为减速开关及接线故障。（2）机床回零动作正常，为系统得不到一转信号。原因可能是电动机编码器及接线或系统轴板故障。找不准参考点（即回参考点有偏差）（1）减速挡块偏移（2）栅格偏移量参数设定不当（3）参考计数器容量参数设定不当（4）位置环增益设定过大（5）编码器或轴板不良5.2数控车床自动换刀装置控制及常见故障分析1.意大利BARUFFALDITS200/12电动转塔结构和动作原理（1）该刀架采用行星轮系传动的减速机构，结构紧凑、传动效率高。该系列电动刀塔的特点：动效率高。（2）刀盘无需抬起实现转位刹紧控制。这样可以防止机床切削过程中切屑、灰尘、切削液等影响精定位端齿盘，从而保证刀架的高定位精度。（3）可双向回转和任意刀位就近选刀，最大限度地减少刀架转位的辅助时间。（4）机电配合控制合理，故障率低。意大利BARUFFALDITS200/12电动转塔结构2.电动刀塔的电气控制线路3．电动刀塔的PMC控制（1）系统PMC输入/输出信号地址分配（1）正常工作中，出现刀塔未锁紧报警通过系统梯形图（如图5—9）查看到是由于锁紧到位信号X21.2未接通产生的报警（信息继电器A0.1为1）。故障原因可能是接近开关损坏、接近开关调整位置不当、刀塔机械传动故障。（2）换刀时出现乱刀现象出现该故障的原因是角度编码器不良，此时需要更换编码器。4.电动刀塔常见故障及维修出现该故障的原因是角度编码器不良，此时需要更换编码器。（3）换刀过程中出现断路器跳闸现象产生故障的主要原因是电动机短路、刀塔内部机械传动卡死及断路器本身不良。（4）换刀过程中，系统发出电动机过热报警产生故障主要原因有预分度电磁铁插销不能准确动作、电动机缺相或匝间短路、角度编码器位置调整有偏差及电动机内装热偶开关不良。5.3加工中心自动换刀装置控制及常见故障分析BT50-24TOOL圆盘式刀库自动换刀装置的特点：（1）刀库的旋转为电动机拖动(具有电磁制动装置)，靠电气实现刀库旋转方向（具有就近选刀功能）、换刀位置检测及定位控制，结构简单，工作可靠。（2）机械手换刀采用先进的凸轮换刀结构，实现电气和机械（2）机械手换刀采用先进的凸轮换刀结构，实现电气和机械联合控制。（3）倒刀控制采用气动控制，通过气缸的磁环开关检测控制。（4）全机械式换刀，避免液压泄漏，降低了故障率。（5）换刀时间仅2.7秒，大大提高机床效率。1．BT50-24TOOL圆盘式刀库自动换刀装置机构圆盘式刀库结构简图凸轮式换刀机械手简图1．BT50-24TOOL圆盘式刀库自动换刀装置机构2.自动刀具交换动作步骤（1）程序执行到选刀指令T码时，系统通过方向判别后，控制刀库电动机1正转或反转，刀库中刀位计数开关2开始计数（计算出到达换刀点的步数），当刀库上所选的刀具转到换刀位置后，旋转刀库电动机立即停转，完成选刀定位控制。如图5—11a图所示。刀库选刀定位控制过程2.自动刀具交换动作步骤（2）程序中执行到交换刀具指令，交换刀具指令一般为M06（实际是调换刀宏程序或换刀子程序），首先主轴自动返回换刀点（一般是机床的第二参考点），且实现主轴准停，然后倒刀电磁阀线圈获电，气缸推动选刀的刀杯向下翻转90度（倒下），倒刀到位检测信号开关（磁环开关）8发出信号，完成倒刀控制，同时是交换刀具的开始信号。如图5—11b图所示。倒刀控制2.自动刀具交换动作步骤（3）当倒刀检测开关8发出信号且机械手原位开关7处于接通状态时，换刀电动机10旋转带动机械手从原位逆时针旋转一个固定角度（65/75度），进行机械手抓刀控制，如图5—11c所示。机械手扣刀控制过程2.自动刀具交换动作步骤（4）当机械手扣刀到位开关6接通后，主轴开始松开刀具控制（通常采用气动或液动控制），当主轴松刀开关接通后，换刀电动机运转，使机械手下降，进行拔刀控制，机械手完成拔刀后，换刀电动机继续旋转，机械手旋转180度（进行交换刀具控制）并进行插刀控制，当换刀电动机停止开关5（接近开关）接通后发出信号使电动机立即停止。如图5—11d、e所示。机械手拔刀控制机械手旋转180度并进行插刀控制(5)当机械手完成擦刀控制后,机械手扣刀到位开关6再次接通,此时主轴刀具进行锁紧控制。2.自动刀具交换动作步骤机械手擦刀并完成主轴刀具锁紧控制（6）当主轴锁紧完成开关信号发出后，机械手电动机启动旋转，机械手顺时针旋转一个固定角度，机械手回到原位后，机械手电动机立即停止。2.自动刀具交换动作步骤机械手回到原位控制2.自动刀具交换动作步骤（7）当机械手的原位开关7再次接通后，回刀电磁阀线圈获电，气缸推动刀杯向上翻转90度，为下一次选刀做准备。回刀气缸伸出到位开关9（磁环开关）接通，完成整个换刀控制。回刀控制来自M/C讯号刀库动作气缸动运转讯号马达动作接近开关讯号回刀开关讯号倒刀开关讯号13581114自动刀具交换系统(ATC)控制时序图返回M/C讯号动作换刀手臂动作倒刀电磁阀回刀电磁阀马达动作接近开关原点确认讯号扣刀确认讯号马达停止讯号24679101213153.自动换刀装置常见故障及维修（1）刀库乱刀故障处理方法故障原因:1）PMC参数丢失或系统记忆值与实际不符2）换刀装置拆修3）操作者误操作1)手动方式使刀库回到原位位置,即1号刀座对应换刀位置2)通过系统PMC参数画面,初始化数据表,数据表的D000设定为0，D001—D024设定值分别为1、2、3-24进行设定。3)通过系统PMC参数画面,刀库计数器初始化设定为23。4)系统MDI方式下，把实际刀具送回到刀库中。具体处理方法:3.自动换刀装置常见故障及维修（2）换刀过程中出现碰刀的处理故障原因:1)主轴换刀点位置不正确2)主轴准停位置不正确主轴换刀点位置不正确的处理方法:1)机床手动返回到机床参考点2)手动盘机械手电动机,使机械手转到扣刀位置3)调整主轴到换刀点,并记下机床坐标系的坐标值4)把主轴换刀点的坐标值输入到换到宏程序的换刀位置中主轴准停位置不正确的处理方法:首先要排除主轴一转信号不稳的故障,然后调整主轴准停角度使主轴刀座的键与机械手上的键槽对准(通过换刀宏程序调整)3.自动换刀装置常见故障及维修（3）换刀过程中停止并发出换刀超时故障报警处理1)根据换刀动作时序图,查明,换刀故障时执行到第几步2)借助系统梯形图的信号变化,查明故障发生时是前一个动作没结束还是后一个动作没开始个动作没结束还是后一个动作没开始3)是机械故障还是电气故障的判别4)排除故障后,手动盘机械手电动机使机械手回到原位位置５.4数控机床操作中常见故障及诊断方法1.机床手动和自动操作均无法执行位置坐标显示不变时，故障原因可能是：（1）系统工作的状态不对（2）系统处于急停状态（CRT显示“EMG”）（3）系统复位信号接通（3）系统复位信号接通（4）系统轴互锁信号接通（5）系统进给倍率为0（6）系统伺服故障位置坐标显示变化时，故障原因可能是：故障原因是机床输入了进给轴的机床锁住信号或各轴锁住信号,也可能是机床面板锁住开关短接故障。５.4数控机床操作中常见故障及诊断方法2.机床只是手动（JOG）操作无效（1）系统状态选择未在手动状态（2）进给轴和方向选择信号未输入（3）进给速度参数设定不正确3.机床只是手脉操作无效（1）系统状态未在手脉状态（MPG）。（2）手脉轴选择信号未输入（3）手脉本身及接线故障５.4数控机床操作中常见故障及诊断方法4.自动操作无效（此时手动正常）自动操作无效（循环起动指示灯不亮）（1）系统状态选择信号不正确（2）系统循环起动信号未被输入（3）系统进给暂停信号被输入5.自动操作无效（循环指示灯亮）（1）机床进给倍率为零（2）系统输入了轴互锁信号（3）系统等待主轴速度到达信号（程序中只是插补移动指令不执行）5.5数控机床超程故障及处理方法1．数控机床硬件超程控制及处理方法X20.0:为机床超程释放按钮开关X2.0:为X轴正向超程限位开关X2.1:为Y轴正向超程X2.1:为Y轴正向超程限位开关X2.2:为Z轴正向超程限位开关X2.3:为X轴负向超程限位开关X2.4/X2.5:为Y/Z轴负向超程限位开关5.5数控机床超程故障及处理方法2.数控机床软件超程报警及处理方法（1）系统存储行程极限值的设定方法把A、B值转换成系统的检测单位后，分别输入到系统参数的1320和1321中，从而完成了系统存储行程极限值的设定。（2）系统软件超程报警的处理方法1）当系统出现软件超程报警时，系统状态开关工作在手动连续进给状态（JOG），按下超程报警轴的反方向按钮开关，使机床反方向退出超程范围，然后按下系统复位键RESET使系统复位。2）如果机床出现软件超程而系统处于死机状态时，首先把存储行程极限参数设定为无效，即参数1320设定为99999999，参数1321设程极限参数设定为无效，即参数1320设定为99999999，参数1321设定为-99999999，然后系统断电并重新上电，进行机床返回参考点操作后，再按原来机床软限位坐标值重新设定系统的存储行程极限参数。3）如果机床还出现超程报警或系统死机，则需要把系统参数全部清除，重新恢复系统参数方法来解决。5.8系统电源单元的工作原理及常见故障分析1．电源单元输入电路工作原理2．电源单元输出工作原理3．电源单元常见故障及诊断（1）电源单元无法接通的故障诊断故障现象是机床工作指示灯亮而系统显示装置不亮SSCK-20数控车床电源单元的连接（2）电源单元熔断器熔断故障的诊断1）熔断器F11、F12熔断故障诊断熔断器F11、F12用来实现电源单元输入侧电路短路保护的。当F11、F12熔断时,CRT不亮,电源单元状态指示灯PIL和故障状态指示灯ALM不亮。产生故障原因可能是:①浪涌吸收器VS11故障。②整流块DS11击穿短路或电容C12、C13严重漏电。③开关管Q14、Q15击穿短路或保护二极管D33、D34开路。④辅助电路短路(如开关管Q1击穿短路)。F11、F12的规格为A60L-0001-0194(7.5A)。2)熔断器F13熔断故障诊断熔断器F13用来实现电源单元+24V的输出侧短路保护。当F13熔断时,CRT不亮(CRT灯丝也不亮),电源单元状态指示灯PIL和故障状态指示灯ALM都亮。产生故障原因可能是:①CRT单元中可能发生短路或与之相连的+24V电源电缆线发生短路。从电源单元上拔下CP15的插头,系统重新上电，如果电源单元的报警灯（红色指示灯ALM）不亮，且CP15端子果电源单元的报警灯（红色指示灯ALM）不亮，且CP15端子有+24V输出，则故障在系统显示装置CRT侧。②电源单元内部电路发生短路。从电源单元上拔下CP15的插头,系统重新上电，如果电源单元的报警灯（红色指示灯ALM）还亮，说明故障在电源单元的内部，如二极管DS17击穿短路或电容C74、C75严重漏电等。F13的规格为A60L-0001-0075(3.2A)。3)熔断器F14熔断故障诊断熔断器F14用来实现系统内部(各印刷电路板单元)、电源单元内部+24E电路及机床侧信号控制输入电路短路保护的。当F14熔断时,CRT上将显示系统“950”报警号,电源单元状态指示灯PIL亮（故障状态指示灯ALM不亮）,系统主板故障指示灯L2亮。产生故障原因可能是:①系统内部+24E电路短路（包括电源单元内部电路）。①