第4章 数控机床电气系统的维护

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第4章 数控机床电气系统的维护4.1 数控系统的维护 4.2 伺服系统的维护

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知识目标了解主轴伺服驱动系统、进给伺服驱动系 了解主轴伺服驱动系统、 常用位置检测元件、常用I/O I/O元件的维护 统、常用位置检测元件、常用I/O元件的维护 方法、 方法、步骤及日常使用注意事项 根据电气元件的维护方法及使用注意事项， 根据电气元件的维护方法及使用注意事项， 掌握常见的电气元件的维护要点

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4.1 数控系统的维护 4.1.1 常见数控系统的介绍 4.1.2 数控系统的维护

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4.1.1 常见数控系统的介绍1.FANUC数控系统介绍 FANUC数控系统介绍日本FANUC公司创建于1956年 日本FANUC公司创建于1956年，是生产数 FANUC公司创建于1956 控系统和工业机器人的著名厂家。 控系统和工业机器人的著名厂家。

图4.1 FANUC数控系统 FANUC数控系统

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FANUC数控系统有以下特点。 FANUC数控系统有以下特点。 数控系统有以下特点 采用模块化结构。这种结构易拆装， (1)采用模块化结构。这种结构易拆装， 各个控制板高度集成，便于维修和更换。 各个控制板高度集成，便于维修和更换。 采用专用LSI技术， LSI技术 (2)采用专用LSI技术，以此提高芯片 的集成度、系统的可靠性， 的集成度、系统的可靠性，减小体积和降低 成本。 成本。 产品应用范围广，每一种CNC CNC装置 (3)产品应用范围广，每一种CNC装置 可配多种控制软件，适用于多种机床。 可配多种控制软件，适用于多种机床。 不断采用新工艺、新技术， (4)不断采用新工艺、新技术，如采用 SMT(高密度表面安装技术)、 )、多层印制电 了SMT(高密度表面安装技术)、多层印制电 路板、光导纤维电缆等。 路板、光导纤维电缆等。 CNC装置体积小 采用面板装配式、 装置体积小， (5)CNC装置体积小，采用面板装配式、 内装式PMC PMC以及多种形式结构和尺寸规格的控 内装式PMC以及多种形式结构和尺寸规格的控 制器，以适应机电一体化的需求。 制器，以适应机电一体化的需求。

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(6)在插补、进给加减速、补偿、自动 在插补、进给加减速、补偿、 编程、图形显示、通信、 编程、图形显示、通信、控制和诊断方面不 断增加新的功能。 断增加新的功能。 以用户特定宏程序、MMC等功能来 (7)以用户特定宏程序、MMC等功能来 推进CNC装置面向用户开放的功能。 CNC装置面向用户开放的功能 推进CNC装置面向用户开放的功能。 (8)支持多种语言显示。 支持多种语言显示。 备有多种外设。 (9)备有多种外设。 10)设有MAP MAP( (10)设有MAP(Manufactory Protocol,制造自动化协议) Automation Protocol,制造自动化协议)接 CNC装置通过

该接口实现与上一级计算 口，使CNC装置通过该接口实现与上一级计算 机的通信。 机的通信。 11)根据用户需要，能不断地更新CNC (11)根据用户需要，能不断地更新CNC 装置的功能，可形成多种版本。 装置的功能，可形成多种版本。

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2.SIEMENS数控系统介绍 SIEMENS数控系统介绍802Sbase line(ECU) SINUMERIK 802Sbase line(ECU)采用步 进电动机驱动系统，可带3 进电动机驱动系统，可带3个驱动轴和一个主 驱动采用STEPDRIVE C+, 轴，驱动采用STEPDRIVE C和STEPDRIVE C+, 最高10 000步/R的控制精度 的控制精度， 最高 10 000 步 /R 的控制精度 ， 是开环的最低 价的系统(经济型数控) 价的系统(经济型数控)。 802Cbase SINUMERIK 802Cbase line 是 同 SINUMERIK-802S 有一样的硬件结构， SINUMERIK-802S 有一样的硬件结构 ， 是低价 611U 数 控 系 统 的 选 择 ， 驱 动 是 SimoDrive 611U 通用型，具有数字和模拟信号10 10V (通用型，具有数字和模拟信号10V),可以 FK6 系列同步伺服电动机( 也可以接1FK7 接 1FK6 系列同步伺服电动机 ( 也可以接 1FK7 电动机) 电动机)。

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802D是全数字式的数控系统 是全数字式的数控系统， SINUMERIK 802D是全数字式的数控系统， HMI(人机接口)、PLC程序和NCK软件集成为 )、PLC程序和NCK HMI(人机接口)、PLC程序和NCK软件集成为 一体。 一体。

图4.2 SINUMERIK-802D数控系统组成 SINUMERIK-802D数控系统组成

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SINUMERIK 810D/840D powerline是全数 powerline是全数 字式的数控系统，PCU20/50/70(50/70带有 字式的数控系统，PCU20/50/70(50/70带有 硬盘), ),SimoDrive 611D(数字型), ),可配 硬盘),SimoDrive 611D(数字型),可配 1FT/1FK交流伺服电动机 1PH7主轴电动机 交流伺服电动机， 主轴电动机， 1FT/1FK交流伺服电动机，1PH7主轴电动机， PLC为S7-300,其中840D中的S7 315-2DP集成 840D中的S7PLC为S7-300,其中840D中的S7-315-2DP集成 在NCU561.2/571.3/572.3/573.3上，S7NCU561.2/571.3/572.3/573.3上 S7314C-2DP集成在NCU562.4/573.4上 集成在NCU562.4/573.4 314C-2DP集成在NCU562.4/573.4上。 814Di采用NCK( 采用NCK SINUMERIK 814Di采用NCK(数控核心部 系统软件，PCU20/50/70,S72DP集 件)系统软件，PCU20/50/70,S7-315—2DP集 成在MCI板上， MCI板上 ET200M/S/X( 成在MCI板上，SIMATIC DP ET200M/S/X(分 布式I/O)作为I/O连接在PROFIBUS-DP上，最 布式I/O)作为I/O连接在PROFIBUS-DP上 I/O I/O连接在PROFIBUS 大可到18个轴，包括6个通道和方式组。 18个轴 大可到18个轴，包括6个通道和方式组。

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3.华中数控系统介绍武汉华中数控系统有限公司成立于1994 武汉华中数控系统有限公司成立于1994 是一家从事数控系统研究、 年，是一家从事数控系统研究、开发和经营 的中外合资企

业。 的中外合资企业。 华中数控系统具有以下几个特点。 华中数控系统具有以下几个特点。 ① 以通用工控机为核心的开放式体系结 构。 ② 独创的曲面直接插补算法和先进的数 控软件技术。 控软件技术。 系统配套能力强。 ③ 系统配套能力强。

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HNC(1)HNC-21/22数控系统的功能。 数控系统的功能。可配4个进给轴， ① 可配4个进给轴，具有数字量和模拟 量接口，可自由选配各种数字式、 量接口，可自由选配各种数字式、模拟式交 流伺服单元或步进电动机驱动单元。 流伺服单元或步进电动机驱动单元。最大联 动轴数为4 动轴数为4轴。 内部已提供满足标准车、 ② 内部已提供满足标准车、铣床控制的 PLC程序 也可按要求自行编制PLC程序。 程序， PLC程序 PLC程序，也可按要求自行编制PLC程序。 除标准机床控制面板外，还配置有40 ③ 除标准机床控制面板外，还配置有40 位输入和32位输出开关量接口、 32位输出开关量接口 位输入和32位输出开关量接口、手摇脉冲发 生器接口、模拟主轴接口。还可扩展RS485 RS485远 生器接口、模拟主轴接口。还可扩展RS485远 I/O接口 接口。 程I/O接口。

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图4.3所示为华中数控系统的连接组成图。 4.3所示为华中数控系统的连接组成图。 所示为华中数控系统的连接组成图

图4.3 华中数控系统的连接

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(2)技术规格。世纪星HNC-21/22数控 技术规格。世纪星HNC-21/22数控 单元技术规格如表4.1所示 所示。 单元技术规格如表4.1所示。表4.1 世纪星HNC-21/22数控单元技术规格 世纪星HNC-21/22数控单元技术规格输入电源：AC24V 100W+DC24V≥50W 光电隔离开关量输入接口(40位) 光电隔离开关量输出接口(32位) 输出电流范围0~100mA 输出电压范围DC24V 主轴模拟量输出接口 分辨率：12位 输出电压：DC±10V或0~+10V 主轴编码器输出接口 方波差分接收 手摇脉冲发生嚣输入接口，TTL电平输入 进给轴脉冲输出接口(4个)差分输出，包括 进给脉冲和方向信号 最高脉冲频率：2MHz 进给轴D/A输出接口(4个) 电流：20mA~+20mA 电压：10V~+10V 进给轴码盘反馈输入接口(4个),RS-422差 分 输入 HSV-11伺服接口(4个) RS-232接口

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4.1.2 数控系统的维护 1.严格遵守操作规程和日常维护制度 2.应尽量减少数控柜和强电柜的开门 次数 3.定时清扫数控柜的散热通风系统清扫的具体方法如下。 清扫的具体方法如下。 拧下螺钉，拆下空气过滤器。 (1)拧下螺钉，拆下空气过滤器。 在轻轻振动过滤器的同时， (2)在轻轻振动过滤器的同时，用压缩 空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘。 空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘。 过滤器太脏时， (3)过滤器太脏时

,可用中性清洁剂 清洁剂和水的配方为5∶95 冲洗( 5∶95) (清洁剂和水的配方为5∶95)冲洗(但不可 揉擦),然后置于阴凉处晾干即可。 ),然后置于阴凉处晾干即可 揉擦),然后置于阴凉处晾干即可。

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4.数控系统输入/输出装置的定期维护 数控系统输入/(1)每天必须对光电阅读机的表面(包 每天必须对光电阅读机的表面( 括发光体和受光体)、 )、纸带压板以及纸带通 括发光体和受光体)、纸带压板以及纸带通 道用蘸有酒精的纱布进行擦拭。 道用蘸有酒精的纱布进行擦拭。 (2)每周定时擦拭纸带阅读机的主动轮 滚轴、压紧滚轴、导向滚轴等运动部件。 滚轴、压紧滚轴、导向滚轴等运动部件。 每半年对导向滚轴、 (3)每半年对导向滚轴、张紧臂滚轴等 加注润滑油一次。 加注润滑油一次。 一旦使用纸带阅读机完毕， (4)一旦使用纸带阅读机完毕，就应将 装有纸带的阅读机的小门关上， 装有纸带的阅读机的小门关上，防止尘土落 入。

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5.经常监视数控系统的电网电压 6.定期更换存储用电池 7.数控系统长期不用时的维护(1)要经常给数控系统通电，特别是在 要经常给数控系统通电， 环境湿度较大的梅雨季节更应如此。 环境湿度较大的梅雨季节更应如此。 (2)如果数控机床的进给轴和主轴采用 直流电动机驱动， 直流电动机驱动，应将电刷从直流电动机中 取出，以免由于化学腐蚀作用， 取出，以免由于化学腐蚀作用，使换向器表 面腐蚀，造成换向性能变化， 面腐蚀，造成换向性能变化，甚至使整台电 动机损坏。 动机损坏。