1、数控维修实训指导书（v2017.1）项目一 FANUC Oi C/mate C数控系统的基本连接一、实训目的1、了解FANUC数控系统的各基本单元2、了解FANUC数控系统的硬件连接二、实训设备1、RS-SY-0i C/0i mate C数控机床综合实验系统。三、基础知识目前FANUC出厂的0iC/0i-Mate-C包括加工中心/铣床用的0IMC/0i-Mate-MC 和车床用的0iTC/ 0i-Mate-TC，各系统一般配置如下：系统型号用于机床放大器电机iC最多4轴iMC加工中心，铣床i系列的放大器i,Is系列iTC车床i系列的放大器i,Is系列0i Mate C最多3轴i Mate MC
2、加工中心，铣床i系列的放大器i,Is系列i Mate TC车床i系列的放大器i,Is系列注意：对于0i Mate-C, 如果没有主轴电机, 伺服放大器是单轴型(SVU), 如果包括主轴电机，放大器是一体型(SVPM)。1、FANUC Oi-C及FANUC 0I Mate-C系统构成：FANUC Oi-C系统可控制4个进给轴和一个伺服主轴（或变频主轴）。它包括基本控制单元、伺服放大器、伺服电机等。FANUC 0I Mate-C系统可控制3个进给轴和一个伺服主轴（或变频主轴）。它包括基本控制单元、伺服放大器、伺服电机和外置I/O模块等。FANUC 0i C/0i mate C控制单元接口见下图注意
3、: . FSSB 光缆一般接左边插口。2 . 风扇，电池，软键，MDI 等一般都已经连接好，不要改动。3. 伺服检测CA69不需要连接。4. 电源线可能有两个插头，一个为24V 输入(左)，另一个为+24V 输出(右)。具体接线为（1-24V,2-0V,3-地线）。5. RS232 接口是和电脑接口的连接线。一般接左边（如果不和电脑连接，可不接此线）。6. 串行主轴编码器的连接，如果使用FANUC 的主轴放大器，这个接口是连接放大器的指令线，如果主轴使用的是变频器（指令线由JA40 模拟主轴接口连接），则这里连接主轴位置编码器（车床一般都要接编码器，如果是FANUC 的主轴放大器，则编码器连接
4、到主轴放大器的JYA3）。7. 对于I/O LinkJD1A是连接到I/O 模块或机床操作面板的，必须连接。8. 存储卡插槽（在系统的正面），用于连接存储卡，可对参数，程序，梯形图等数据进行输入输出操作，也可以进行DNC加工。2、FANUC OiC/0i mate C整个系统间的部件连接3、FANUC I/O LINK 连接1)0i 用I/0 单元2)0i mate 用I/0 单元4、系统电源的接通顺序按如下顺序接通各单元的电源或全部同时接通。（1）、机床的电源（200VAC）。（2）、伺服放大器的控制电源（200VAC）。（3）、I/O 设备；显示器的电源；CNC 控制单元的电源（24VDC
5、）。5、系统电源的关断顺序按如下顺序关断各单元的电源或全部同时关断。（1）、I/O 设备； CNC 控制单元的电源（24VDC）。（2）、伺服放大器的控制电源（200VAC）。（3）、机床的电源（200VAC）。四、训练内容1、系统电源的连接2、系统与外围设备的连接3、系统与主轴变频器的连接4、系统与伺服放大器的连接5、实验台上线路的连接6、系统的通电五、操作步骤1、系统电源的连接a.在各个伺服模块的L1、L2、L3 端子上同时接入交流200V 的电压，CXA19A 插头上接入DC24V的电压；b.在系统基本单元的CP1，I/O 模块的CP1 插头上接入DC24V 的电源。2、系统与外围设备的
6、连接a.系统基本单元的JA7A 插头通过电缆连接到主轴位置编码器接口；b.系统基本单元的JD1A 插头通过I/O LINK 电缆连接到外置I/O 模块。3、系统与主轴变频器的连接a.系统基本单元的JA40 插头连接到变频器的指令输入口；b.在变频器R、S、T 端子上接入220V/380V 电压，端子上接入正、反转信号，U、V、W 端子上接入电机动力线。4、系统与伺服放大器的连接a.系统基本单元的COP10A 插头通过光缆连接到伺服单元的COP10B。b.伺服单元的U、V、W 端子上接入伺服电机的动力线。c.伺服单元的CX30 插头上接入急停信号。d.伺服单元的CX29 插头上接入控制驱动主电源
7、的接触器线圈。e.伺服单元的CX19 插头上接入驱动控制电源24VDC6、系统的通电通电前的线路检查用万用表ACV 档测量AC200V 是否正常：断开各变压器次级，用万用表ACV 档测量各次级电压是否正常，如正常将电路恢复。用万用表DCV 档测量开关电源输出电压是否正常（DC24V）：断开DC24V 输出端，给开关电源供电，用万用表DCV 档测量其电压，如正常即可进行下一步。断开电源，用万用表电阻档测量各电源输出端对地是否短路。按图纸要求将电路恢复。项目二 机床参数的设置一、实训目的1、了解机床参数在数控机床调试中的应用。二、实训设备1、RS-SY-0i C/0i mate C 数控机床综合实
8、验系统。三、基础知识1、参数的分类FANUC 0I 系统主要包括以下参数：有关“SETTING”的参数、有关阅读机/穿孔机接口的参数、有关轴控制/设定单位的参数、有关坐标系的参数、有关储存行程检测参数、有关进给速度的参数、有关伺服的参数、有关显示及编辑的参数、有关编程的参数、有关螺距误差补偿的参数、有关主轴控制的参数、有关软操作面板的参数、有关基本功能的参数。2、参数的含义(这里只介绍几种，具体查看FANUC 0I 参数使用说明书)参数8130:总控制轴数(设定了此参数时,要切断一次电源)。参数8131(设定了此参数时,要切断一次电源)。 HPG 手轮进给是否使用。0：不使用1：使用FID F
9、1 位的进给是否使用。0：不使用1：使用EDC 外部加减速是否使用。0：不使用1：使用AOV 自动拐角倍率是否使用。0；不使用1：使用参数8132(设定了此参数时,要切断一次电源)。 TLF 是否使用刀长寿命管理。0：不使用1：使用BCD 是否使用第2 辅助功能。0：不使用1：使用LXC 是否使用分度工作台分度。0：不使用1：使用SPK 是否使用小直径深孔钻削循环。0；不使用1：使用SCL 是否使用缩放。0：不使用1：使用参数8133(设定了此参数时,要切断一次电源)。SSC 是否使用恒定表面切削速度控制。0：不使用1：使用SCS 是否使用Cs 轮廓控制。0：不使用1：使用SYC 是否使用主轴
10、同步控制。0：不使用1：使用参数8134(设定了此参数时,要切断一次电源)。IAP 是否使用图形对话编程功能。0：不使用1：使用四、训练内容1、显示参数2、用MDI 设定参数3、基本功能参数的设置五、操作步骤1、参数显示的操作步骤：（1）、按MDI 面板上的功能键SYSTEM 一次后，再按软键PARAM选择参数画面。（2）、参数画面由多面组成。通过（a）(b)两种方法显示需要显示的参数所在的面面。（a）有翻面键或光标移动键，显示需要的页面。（b）从键盘输入想显示的参数号，然后按软键NO.SRH。这样可显示包括指定参数所在的页面，光标同时在指定参数的位置（数据部分变成反转文字显示）。2、用MDI
11、 设定参数的操作步骤：（1）将NC 置于MDI 方式或急停状态。（2）用以下步骤使参数处于可写状态。(a)按SETTING 功能键一次或多次后，再按软键SETTING，可显示SETTING 画面的第一页。(b)将光标移至“PARAMETER WRITE”处。(c)按OPRT软键显示操作选择软键。(d)按软键ON：1或输入1，再按软键INPUT，使“PARAMETER WRITE”=1。这样参数成为可写入状态，同时CNC 发生P/S 报警100（允许参数写入）。（3）按功能键SYSTEM 一次或多次后，再按软键PARAM，显示参数画面。（4）显示包含需要设定的参数的画面，将光标置于需要设定的参数
12、的位置上。（5）输入数据，然后按INPUT软键。输入的数据将被设定到光标指定的参数中。（6）若需要则重复步骤（4）和（5）。（7）参数设定完毕。需将参数设定画面的“PARAMETER WRITE=”设定为0，禁止参数设定。（8）复位CNC，解除P/S 报警100。但在设定参数时，有时会出现P/S 报警000（需切断电源），此时请关掉电源再开机。3、基本功能参数的设置，步骤如下：（1）按步骤1 的方法显示参数8130。（2）按步骤2 的方法将参数8130 设定为2（车床）、设定为3（铣床）。（3）按步骤1 的方法显示参数8131。（4）按步骤2 的方法将参数8131 设定为0（用手轮）、设定为1
13、（不用手轮）。（5）按步骤1 的方法显示参数8133。（6）按步骤2 的方法将参数8133 设定为0（不使用恒定表面切削速度）、设定为1（使用恒定表面切削速度）。（7）按步骤1 的方法显示参数8134。（8）按步骤2 的方法将参数8134 设定为0（不使用图形对话编程功能）、设定为1（使用图形对话编程功能）。项目三 主轴变频单元的调试与故障诊断一、实训目的1、掌握交流变频器的使用知识以及通常的故障诊断。二、实训设备1、RS-SY-0i C/0i mate C 数控机床综合实验系统。三、基础知识1、根据公式：n=60f/p 可知交流异步电机的转速与电源频率f 成正比与电机的极对数成反比，因此，改
14、变电机的频率可调节电机的转速。通常 我们为了保证在一定的调速范围内保持电动机的转矩不变，在调节电源频率f 时，必须保持磁通不变，由公式UE=4.44fWK可知，U/f 所以改变频率f 时，同时改变电源电压U，可以保持磁通不变。目前大部分变频器都采用了上述原理。用同时改变f 和U 的方法来实现电机转速n 的调速控制，并使得输出扭矩在一定范围内保持不变。2、以三菱公司生产的FR-S500 变频器为例,是具有免测速机矢量控制功能的通用型变频器。它可以计算出所需输出电流及频率的变化量以维持所期望的电机转速，而不受负载条件变化的影响。3、通常交流变频器将普通电网的交流电能变为直流电能，再根据需要转换成相
15、应的交流电能，驱动电机运转。电机的运转信息可以通过相应的传感元件反馈至变频器进行闭环调节。4、FR-S500 变频器电源及电机强电接线端子排列如下图所示： 变频器电源接线位于变频器的左下侧，单相交流电AC220V 供电，接接线端子L1、N 及接地PE。变频器电机接线位于变频器的右下侧，接线端子U、V、W 及接地PE 引线接三相电动机。注意：电源进线及电机接线均为交流高电压，请在接通电源之前或在通电工作中，确信变频器的盖子已经盖好。以防触电！5、FR-S500 变频器弱电控制接线端子排列如下图所示：6、变频器接线方框图7、变频器的操作面板说明，见下图。8、变频器的基本操作9、三菱变频器的功能参数
16、当Pr.30“扩张功能显示选择”的设定值为“1”时，扩张功能参数有效，具体参数相见使用手册（基本篇）10、参数禁止写入功能在变频器使用过程中为防止参数值被修改，可通过设定参数Pr.77“参数写入禁止选择”“0” 仅限于PU 运行模式的停止中可以写入“1” 不可写入参数，Pr.22、Pr.30、Pr.75、Pr.77、Pr.79“2” 即使运行时也可以写入，与运行模式无关均可写入四、训练内容1、变频器的常规使用2、变频器的常见故障诊断五、操作步骤1、使用操作面板修改参数 ，具体步骤如下图：2、用操作面板对变频器进行控制，正转、反转、停止、改变电机转速等。3、用实验台上控制板上的元件对变频器进行控
17、制，正转、反转、停止、改变电机转速等。4、用NC 系统对变频器进行控制，正转、反转、停止、改变电机转速等，同时通过拨码开关断开主轴正转、反转、模拟量信号观察主轴运行情况。项目四 机床主轴的概念及主轴编码器的安装与故障诊断一、实训目的1、使学生了解机床主轴的工作原理以及主轴编码器的相关知识。2、相关故障的分析方法与解决办法。二、实训设备1、RS-SY-0i C/0i mate C 数控机床综合实验系统三、基础知识1、就电气控制而言，机床主轴的控制是有别于机床伺服轴的。一般情况下，机床主轴的控制系统为速度控制系统，而机床伺服轴的控制系统为位置控制系统。换句话说，主轴编码器一般情况下不是用于位置反馈
18、的（也不是用于速度反馈的），而仅作为速度测量元件使用，从主轴编码器上所获取的数据，一般有两个用途，其一是用于主轴转速显示；其二是用于主轴与伺服轴配合运行的场合（如螺纹切削加工，恒线速加工，G99 转进给等）。注：当机床主轴驱动单元使用了带速度反馈的驱动装置以及标准主轴电机时，主轴可以根据需要工作在伺服状态。此时，主轴编码器作为位置反馈元件使用。2、机床主轴，一般用于给机床加工提供动力，通常主轴驱动被加工工件旋转的是车削加工，所对应的机床是车床类；主轴驱动切削工件旋转的是铣削加工，所对应的机床是铣床类。主轴电机通常有普通电机与标准主轴电机两种（与之对应的驱动装置也分为开环与闭环两种）。3、主轴驱
19、动装置，有普通变频器和闭环主轴驱动装置等，普通变频器的生产厂家很多，目前市场上流行的有德国西门子公司、日本三肯、安川等。闭环主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产，如西门子公司的611 系列，日本发那克公司的系列等。4、主轴编码器，机床的主轴编码器一般直接安装在主轴上或安装在主轴附近用相应传动装置与主轴相连，使其能如实地向数控系统反映主轴的转速、方向等信号。主轴编码器一般有三个信号通道：A、B 和Z，其中A、B 两通道为相差90 度的脉冲信号，其二通道主要反映主轴的转速与方向。数控系统根据两通道单位时间的脉冲数来计算主轴的速度，根据A 通道与B 通道之间的相位差来判别主轴的旋转方向。Z 为
20、零脉冲信号，主轴每转一圈，Z 通道发一个零脉冲，该通道主要给系统在加工时提供相关基准信号。见下图：注：编码器的信号可以是如上图所示的方波信号，也可以是其他波型的信号（如正/余弦信号等）5、与编码器相关的参数PRM3706PG2 和PG1：主轴与位置编码器的齿轮比。倍率=主轴转速/位置编码器转速TCW 和CWM：主轴速度输出时电压的极性。四、训练内容1、验证主轴编码器与主轴转速之间的关系；2、了解数控系统通过主轴编码器识别主轴旋转方向的原理；3、了解与主轴编码器有关的数控加工；4、利用拨码开关，设置主轴编码器硬件故障；五、操作步骤1、在MDI 方式，改变参数3706.0、3706.1 的值，关机
21、再开机，机床回参考点，在MDI 方式，执行程序M03S200，观察屏幕上主轴转速理论值和实际值的变化及关系？2、在MDI 方式，改变参数3706.6、3706.7 的值，关机再开机，机床回参考点，在MDI 方式，执行程序M03S200，再执行程序M04S200，观察各种参数情况下，主轴旋转方向的变化？3、在MDI 或AUTO 方式分别运行程序G98G1Z100F200 和G99G1Z100F200M3S400，观察机床的运行情况，及运行过程中主轴转速变化的区别？用同样的方法运行G96、G32 并观察机床的运行，并分析其原因。4、用拨码开关分别断开A 与A*，B 与B*，Z 与Z*并观察机床的报警情况，特别要注意观察，此时报警要用什么方法才能复位？
