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数控机床检测装置doc

发布时间:2022-05-02 11:57:24

1. 数控机床常用检测装置

数控机床位置检测装置的要求位置检测装置是数控机床伺服系统的重要组成部分回。它的作用是答检测位移和速度,发送反馈信号,构成闭环或半闭环控制。数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。不同类型的数控机床,对位置检测元件,检测系统的精度要求和被测部件的最高移动速度各不相同。现在检测元件与系统的最高水平是:被测部件的最高移动速度高至240m/min时,其检测位移的分辨率(能检测的最小位移量)可达1μm,如24m/min时可达0.1μm。最高分辨率可达到0.01μm。数控机床对位置检测装置有如下要求:(1)受温度,湿度的影响小,工作可靠,能长期保持精度,抗干扰能力强。(2)在机床执行部件移动范围内,能满足精度和速度的要求。(3)使用维护方便,适应机床工作环境。(4)成本低。

2. 数控机床测量装置主要有哪些

数控机床常用的检测装置有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅和磁尺等.

3. #数控机床#数控机床故障诊断与维修常用的检测装置有哪些

数控机床常用的检测装置有感应同步器位置检测装置、旋转变压器位置检测装置、磁尺位置检测装置、光栅位置检测装置、激光干涉位置检测装置、
脉冲编码器等。
如果你要问维修用的检测工具的话就有:逻辑测试笔、信号发生笔、万用表、示波器、检验棒、百分表、千分表、千分尺、水平仪、方规、角尺、平尺、激光干涉仪、振动检测器、红外温度检测器、转速检测器、噪声检测器

4. 数控机床常用位置检测装置有哪些

光栅尺,脉冲编码器,旋转变压器,磁尺。感应同步器

5. 数控机床检测装置作用有哪些数控机床对检测装置的要求有哪些

光栅尺,光电脉冲编码器,感应同步器,旋转变压器,他们都是位置检测元件。而数控机床对位置检测元件要求更高,尺寸加工精度的高低全靠它了,主要是用光栅尺和光电脉冲编码器来检测机床的位置距离,精度极高。

6. 急求 车床或铣床plc系统设计的论文 专科

1.车床加工论文
2.《如何控制切削量有关方面的论文》
3.数控机床的论文
4.数控编程的论文
5.数控机床的检测与维修的毕业论文
6.稀沥青喷刷机设计开题报告
7.c6150车床数控化改造
8.模具设计毕业论文
9.《六工位卧式镗铣专用加工机床的控制系统设计》
其设计任务如下:
1> 分析六工位卧式镗铣专用加工机床的工艺流程和机床的动作流程
2> 设计其控制系统的硬件
3> 编写其控制系统的软件
要求如下:
1> 画出其硬件原理图
2> 画出PLC接线图
3> 调试系统(这个由我来)
4> 编写毕业设计论文 (1万字以上)
10.《和面机的设计》
11.设计S195柴油机中“最终传动箱壳体”的加工工艺和其中某道工序的专用夹具
12.工程机械的主动减振系统研究
13.关于模具设计油笔笔筒或矿泉水瓶盖的毕业设计论文
14.汽车减震器的论文
15.机械零件加工或车床加工
16.关于印刷机械的工艺与发展
17.5t/h冲天炉热风炉胆的设计
18.从公差标准的发展看中国工业标准化的发展概况及趋势
19.影响数控加工质量的分析
20.数控中心技师论文
21.矿山机械类毕业设计
22.关于机电数控机床
23.机电一体化方面的论文
24.机械产品设计"的论文
25.数控车床加工零件方面的论文
26.NOKIA8210手机外壳注塑模设计
说明书.doc(29页)
8210手机上壳装配图.dwg
顶杆固定板零件图.dwg
动模零件图.dwg
主装配图1.dwg
主装配图2.dwg
27.WY型滚动轴承压装机设计
说明书.doc(29页)
A1液压系统原理1.dwg
总装配图1(A0)A0-00.dwg
总装配图2(A0)B0-00.dwg
定位缸(a2)B-01.dwg
定位缸前缸盖(A2)B0-02.dwg
防尘压盖(a4)B0-03.dwg
法兰盖A4纸B0-06.dwg
后端盖(A4)B0-08.dwg
活塞(A4)B0-07.dwg
活塞杆A4纸B0-05.dwg
夹紧缸A2B0-04.dwg
导向套A4纸03.dwg
顶尖A4纸04.dwg
压装缸A0.dwg
压装缸活塞A4纸02.dwg
压装缸活塞杆A405.dwg
轴承托架a4纸06.dwg
28.XKA5032AC数控立式升降台铣床自动换刀设计
说明书.doc(21页)
1刀库装配图A0.dwg
2自动换刀装置的安装示意图A2.dwg
3机械手装配图A2.dwg
4机械手液压控制图A3.dwg
5蜗杆零件图A2.dwg
机械手换刀过程传动演示.mpg
设计答辩演示文稿.ppt
29.Φ90磨球群铸金属型复合模具设计及制造工艺设计
说明书.doc(46页)
动画演示.mpg
实际生产1.rm
实际生产2.rm
设计答辩演示文稿.ppt
上模A2.dwg
上砂芯A2.dwg
胎具图.dwg
下模A2.dwg
下砂芯A2.dwg
装配图.dwg
30.安全帽注塑模具设计及模腔三维造型CADCAM
说明书.doc(24页)
设计答辩演示文稿.ppt
开合模过程.avi
装配过程.avi
抽芯机构.dwg
定模A1.dwg
动模A1.dwg
动模垫板A2.dwg
零件图A4.dwg
推杆固定板A2.dwg
斜导槽A3.dwg
异型推杆A4.dwg
装配图A0.dwg
31.笔筒抽屉注射模实体设计及数控加工
说明书.doc(22页)
侧型芯A2.dwg
抽屉注射模装配.dwg
定模板兼型腔A1.dwg
零件图A2.dwg
型芯A2.dwg
32.拨叉加工自动线设计
说明书.doc(27页)
A0中间底座装配图(A0).dwg
A3中间底座---零件图(A3).dwg
倒挡拨叉(A3).dwg
电机控制系统工作原理图.dwg
电气图(A2).dwg
副变速拨叉(A3).dwg
刚性主轴(A2).dwg
滑台装配图(A0).dwg
集中控制图(A2).dwg
加工示意图(A3).dwg
快挡拨叉(A3).dwg
随性夹具输送系统图(A3).dwg
自动线工艺过程图(A3).dwg
自动线总体布置图(A0).dwg
加工动画.avi
33.长度计数器盖模具设计
说明书.doc(21页)
凹模A3.dwg
模具整体图A0.dwg
凸模A3.dwg
型腔设计图A2.dwg
制品A4.dwg
主流道衬套A4.dwg
34.充电器外壳注塑模具设计及型腔CADCAM
说明书.doc(22页)
注塑模拟.mpg
装备动画.mpg
设计答辩演示文稿.ppt
零件图.dwg
零件图A0.dwg
零件图A1.dwg
装备图A0.dwg
35.抽屉注塑模具设计
说明书.doc(22页)
侧型芯A2.dwg
侧型芯.dwg
抽屉注射模装配A0-O0-00.dwg
导轨块A4.dwg
定模板兼型腔A2.dwg
定模板兼型腔.dwg
定位圈A4.dwg
零件图A2.dwg
零件图.dwg
斜导柱A4.dwg
型芯A2.dwg
型芯.dwg
36.大口杯盖注塑模设计
说明书.doc(24页)
杯盖.DWG
顶杆.dwg
定位环.DWG
上模零件图.DWG
下模零件图.DWG
主流道衬套.DWG
装配图.dwg
37.大型管材相贯线切割机设计
说明书.doc(26页)
设计答辩演示文稿.ppt
两轴联动.avi
手动调节割炬.avi
四轴联动.avi
支架装配.avi
相贯线切割机软件系统.exe
A0Z轴方向工作滑台装配.dwg
A0割炬支架装配.dwg
A1相贯线切割机总体布局图.dwg
A1硬件连接线路图.dwg
38.多功能甘蔗中耕田管机改进设计
说明书.doc(26页)
端盖(A3).dwg
驱动轮(A2).dwg
驱动轮装配(A1).dwg
行走系(A0).dwg
张紧轮装配图(A1).dwg
支架(A0).dwg
支重轮轴(A4).dwg
支重轮装配(A2).dwg
39.甘蔗收获机剥叶和集拢环节的设计
说明书.doc(26页)
甘蔗剥叶机和集拢装置A2.dwg
剥叶片A4.dwg
扫叶片A4.dwg
橡胶棒A2.dwg
橡胶棒依附圆筒A2.dwg
装配图俯视图.dwg
装配图右视图.dwg
装配图主视图.dwg
40.甘蔗种植机机构设计
说明书.doc(26页)
机架装配图A0.dwg
四张A2图纸.dwg
行走机构装配图A0.dwg
41.高硬度辊筒注塑模设计
说明书.doc(25页)
设计答辩演示文稿.ppt
浇口套零件图A4.dwg
零件图A0.dwg
零件图A2.dwg
装配图A0.dwg
42.海工码头工字钢数控切割设备
说明书.doc(24页)
布局零件图A2.dwg
回转机构装配图A1.dwg
回转零件图A2.dwg
液压缸装配图A3.dwg
整体布局图A1.dwg
43.渐开线斜齿轮注塑模设计
说明书.doc(22页)
斜齿轮注塑模装配图.dwg
斜齿轮型腔.dwg
型腔衬套.dwg
渐开线斜齿轮.dwg
主流道衬道.dwg
定模型腔.dwg
44.经济型数控系统研究与设计
说明书.doc(62页)
A1数控操作面板外形图.dwg
A1系统连接图.dwg
A3板式结构图.dwg
数控机床操作面板A2.dwg
系统电气原理图A0.dwg
45.沐浴露瓶盖注塑模具结构设计
说明书.doc(28页)
定模板.dwg
定模型芯.dwg
动模板.dwg
动模型芯.dwg
上瓶盖.dwg
下瓶盖.dwg
装配图.dwg
46汽车发动机连杆称重去重自动线设计
说明书.doc(21页)
设计答辩演示文稿.ppt
布局图A0.dwg
分类机A0.dwg
进退液压缸零件图A2.dwg
连杆部件总成图A2.dwg
连杆零件图A2.dwg
连杆上端盖A3.dwg
输送装置A0.dwg
专用部件输送装置液压缸A1.dwg
自动线工作循环时间表A4.dwg
自动线控制框图A2.dwg
47.汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计
说明书.doc(25页)
动画.mpg
答辩演示幻灯片.ppt
A0汽车连杆大小头平行度自动检测装置设计装配图.dwg
测试箱装配图A1.dwg
连杆总成图A3.dwg
数控系统控制电路图A1.dwg
液压夹紧系统原理图A4.dwg
支座零件图A2.dwg
48.全液压多功能甘蔗收获机设计收割输送装置设计
说明书.doc(16页)
割梢去头刀片A4.dwg
甘蔗收获机收割去头机构装配图.dwg
喂入机构部件图.dwg
割蔗头蔗梢部件图.dwg
49.三自由度圆柱坐标型工业机器人设计
说明书.doc(24页)
答辩演示幻灯片.ppt
工作空间图.dwg
机构简图.dwg
导向套.dwg
支架.dwg
支座.dwg
转动壳体.dwg
支座和手臂装配图.dwg
终端执行器.dwg
实体.mpg
动画.mpg
50.洗衣机波轮注射模设计
说明书.doc(26页)
A2定位圈.dwg
A0 装配图.dwg
A1凹模.dwg
A2凹模套板.dwg
A2动模固定板.dwg
A3浇口套.dwg
A3凸模.dwg
A4浇口套.dwg
制品.dwg
51.相机壳下盖注塑模具设计
说明书.doc(27页)
模具组合动画.avi
脱模动画.avi
凹模.DWG
零件.DWG
模具装配图.dwg
凸模.DWG
52.行星齿轮的注塑模具设计及其模腔三维造型CADCAM
说明书.doc(24页)
垫板A2.dwg
垫块A3.dwg
定模板.dwg
定模固定板A3.dwg
动模板.dwg
浇口套A3.dwg
推杆固定板A2.dwg
行星齿轮零件A3.dwg
装配图A0.dwg
53.扬声器模具设计
说明书.doc(31页)
盖板.dwg
上垫板.dwg
凸模固定板.dwg
下垫板.dwg
下模固定板.dwg
卸料板.dwg
上顶块.dwg
下顶块.dwg
冲孔凸模.dwg
二模凹模.dwg
二模凸模.dwg
拉深冲孔凸凹模.dwg
落料凹模.dwg
落料拉深模凸凹模.dwg
凸模(二模).dwg
模柄.dwg
第二模具总装配图.dwg
总装配图.dwg
54.液压控制阀的理论研究与设计
说明书.doc(29页)
A0溢流阀装配图.dwg
A1溢流阀先导阀体.dwg
A1溢流阀主阀体.dwg
A1溢流阀主阀芯.dwg
A4溢流阀调节杆.dwg
A4溢流阀调压螺帽.dwg
A4溢流阀先导阀芯.dwg
A4溢流阀先导阀座.dwg
A4溢流阀主阀座.dwg
55.运送铝活塞铸造毛坯机械手设计
说明书.doc(26页)
答辩演示幻灯片.ppt
实体.mpg
动画.mpg
装配图A0.dwg
末端执行器A1.dwg
传动轴A2.dwg
底座A2.dwg
底座上端盖A2.dwg
齿轮轴A3.dwg
底座转盘A3.dwg
工作空间图A3.dwg
传动轴底部端盖A4.dwg
导向杆前支架A4.dwg
导向套A4.dwg
机构简图A4.dwg
上下导向杆A4.dwg
楔块A4.dwg
支承端盖A4.dwg
56.发动机三维设计
说明书.doc(45页)
发动机.mpg
剖视.mpg
气门相位.mpg
发动机总装配图.dwg
30多张三维设计图 PRO/E

0 引言

X62W万能铣床是一种高效率的加工机械,在机械加工和机械修理中得到广泛的应用。万能铣床的操作,是通过手柄同时操作电气与机械,以达到机电紧密配合完成预定的操作,是机械与电气结构联合动作的典型控制,是自动化程度较高的组合机床。但是在电气控制系统中,故障的查找与排除是非常困难的,特别是在继电器接触式控制系统,由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长,给生产与维护带来诸多不便,严重地影响生产。时随着工业自动化的发展,对工业智能化程度的要求越来越高,以及市场经济要求制造业对市场需求做出迅速反应—生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为满足这一要求,生产设备和自动生产线的控制系统必需具有极高的可靠性与灵活性,这就需要使用智能化程度高的控制系统来取代传统的控制系统,使电气控制系统的工作更加灵活、可靠,更容易维修,更能适应经常变动的工艺条件。基于这些问题,本文提出了利用西门子S7-200和触摸屏对X62W 型卧式万能铣床的继电接触式电控系统进行技术改造的方案。

1 X62W万能铣床工作原理及继电器接线图

1.1 工作原理

主电路中有三台电动机,M1是主电动机,拖动主轴带动铣刀进行铣削加工;M2是进给电动机,拖动升降台及工作台进给;M3是冷却泵电动机,供应冷却液。三台电动机共用一组熔断器FU1作短路保护。每台电动机均有热继电器FR作过载保护。其中以主电动机的热继电器FU1和冷却泵电机的热继电器FU2作总的保护,它们的常闭触头串在控制电路的总线上,而进给电动机的热继电器FR3只作进给系统的保护,其常闭触头接在进给控制电路中。因为主电动机要求不频繁的正反转,用组合开关SA5控制倒相。进给电动机的正反转频繁,用接触器KM3和KM4进行倒相。冷却泵在主电动机起动后方可开动,另有手动开关SA1控制。主电机采用两组起动按钮SB3和SB4并联,两组停止按钮SB1和SB2串联.接触器KM1是电动机M1的控制接触器,SQ7是位置开关,用作主轴变速的冲动开关。主轴的起动,按下起动按钮SB3或SB4,接触器KM1通电吸合并自锁,主电动机M1起动.当主电动机起动后,KM1的辅助触头接通控制电路的进给控制部分,才可以开动进给电动机。 电机的转速达到一定速度时接通速度继电器,当按下停止按钮SB1或SB2时,接触器KM2得电,主轴电机反转。

工作台向右进给,当主轴起动后,工作台控制电源接通.将位置开关SQ1旋转,SQ1-1常开触头闭合,接触器KM3通电吸合,电动机M2正转.当运行到预定位置时,位置开关SQ1复位,电动机M2停止转动。

工作台向左进给,将位置开关SQ2旋转,SQ2-1闭合,SQ2-2断开,接触器KM4通电吸合,电动机反转,工作台向左移动。

当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ1-1(或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ3-1)、19、KM4、20 ,KM3得电M2正转,工作台向下运动。

当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ2-1(或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ4-1)、24、KM3、25, KM4得电M2反转,工作台向上运动。

当SA3-2闭合 SA3-1、SA3-3断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SQ1-2、22、SQ2-2、21、SA3-2、19、KM4、20, KM3得电。当SA3-2闭合,SA3-1、SA3-3断开时,进给电机M2正反转就组成了互锁,SQ1,SQ2,SQ3,SQ4位置开关控制圆盘旋转不同的位置。

不论电动机正反转,接触器KM3和KM4的线圈电流都由SQ1-2和SQ3-2接通.若机床正在向左进给 机床的联锁问题,当SQ2或SQ4被旋转时,它们的常闭触头SQ2-2或SQ4-2是断开的,所或向右进给时,发生误操作,压着上下前后手柄,则一定使SQ3-2或SQ4-2中的一个断开,使KM3或KM4断电释放,电动机M2停止运转,以确保安全。位置开关SQ6为进给变速冲动开关。

冷却和照明控制,冷却泵只有在主电动机起动后才能起动,所以主电路中将M3接在主接触器KM1触头后面, SA1控制冷却泵。照明电路用安全电压36伏用开关SA4控制。

2 X62W 型万能铣床控制系统的硬件构成

2.1 PLC 的选择和硬件设计。

根据X62W万能铣床电气控制要求,输入输出均为开关量,需要PLC监测的输入信号有8个按钮,5个行程开关,两个选择开关,输入点为 21点,PLC输出控制信号有6个继电器,1个照明灯,共7点。因此,选用了西门子S7-200PLC,具体配 置 如 下 :CPU226CN AC/DC/DC型(6ES7 216-2BD23-0XB8),自带24点输入,16点输出,自带两个接口2个RS-485接口 PORT0和POT1,一个通讯接口,能满足控制要求。PLC的I/O口分配是根据其控制对象的特点和控制要求,将I/O口的输入输出口与相应的电气设备相连,达到控制和检测的功能,具体I/O分配如表1。进行完I/O分配后,进行PLC硬件设计,PLC外接硬件电路如图1。

I/O分配表

表1

内部寄存器I/O分配表

表2

2.2 PLC编程:

根据机床控制要求,PLC语句表如程序1,在程序设计过程中,用了6个内部辅助继电器来简化程序设计,主轴电机正反转互锁和进给电机正反转互锁提高了系统运行的可靠性。在程序中将不同的控制方式均分开设计,这样程序结构简洁、清晰。由于整个系统用触摸屏控制,它可替代物理按钮和开关及其指示灯,所以在编程序是这些按钮和开关均使用了内部寄存器M0.6-M3.1, 把下面程序的输入寄存器改成相应的内部寄存器即可。内部寄存器程序,如程序2

程序1 手动控制程序

程序2 自动控制程序

3、触摸屏选择及设计

触摸屏越来越多的用在了工业中,方便,易于远程控制。根据X62W铣床的控制要求,我们用NTOUCH触摸屏和MCGS组态软件配合PLC来替代控制柜上的按钮和选择开关等物理元器件,并且还可以通过触摸屏来监视铣床运行动作情况。

3.1 MCGS组态编辑

通过对系统的分析,在本系统中,依靠MCGS系统设计组态画面,实现对系统操作和监控。如图2

图2 系统控制总体画面

以上提到此系统的输入和输出均是开关量,所以在MCGS组态的实时数据库中定义的名字类型也要为开关型的,如图3

图3 实时数据库

3.2 通讯连接

既然用MCGS控制此系统,那么怎么才能让其与西门子PLC相互通讯,起到监控的作用?MCGS组态软件在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的连接关系,使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态,实现对工业过程的实时监控。根据此系统的控制要求以及控制方式,可以利用PPI电缆,相互传数据,以便实现监控。

在设备窗口中需要设置设备0-[通用串行口父设备]属性和设备1-[西门子S7-200PPI]属性,此时,还需要设置设备内部属性增加相应的PLC通道,和通道读写类型,输入通道多数用到的是内部寄存器,读写类型是只读类型,输出寄存器Q0.0~Q0.6读写类型,Q1.0.和Q1.1只读类型值读取SA313和SA32的开关信号,在实际通讯过程中,在设备属性设置中“串口端口号”设为0-COM1,通讯波特率设为:6-9600,数据位位数:3-8位,数据校验方式:偶校验,一位停止位,数据采集方式:同步采集。设置完后单击“确认”按钮返回。

为了西门子S7-200PLC与MCGS更好的通讯,必须在设备属性设置:[设备1]对话框中设置属性设备注释为:西门子S7-200PPI,初始工作状态为:启动,最小采样周期为:1000ms,PLC地址为:2,内部属性设置PLC通道要与实施数据库中所定义的名字相对应。如图4。

图4 PLC通道属性设置

编辑完毕组态画面,在上位机上试验成功,便可以通过上位机的网线接口用一根网线和触摸屏上的网线借口相连接,并且在MCGS嵌入式组态软件菜单栏中“工具”\“下载配置”设置好IP地址,便可以下载到触摸屏中,如图8,然后,用PPI电缆连接触摸屏和PLC,母头连接触摸屏COM5口,公头连接在PLC接口上,即可实现丢掉控制柜面板上的按钮控制,用触摸屏的软按钮控制,画面生动,清晰。

4 结束语

本文所述方案是对原来的继电接触式模拟控制系统进行 PLC与触摸屏改造而成,已在实验室控制柜予以实施。运行结果表明,该 PLC 控制系统无论是硬件还是软件,控制稳定可靠,且尽大限度降低了操作的危险性。

参考文献:

[1]、陈远龄.机床电气自动控制[M] 重庆大学出版社,1997

[2]、吕景泉.可编程序控制器及其应用[M] 北京:机械工业出版社,2001

[3]、杨长能,张光毅.可编程序控制器基础及其应用[M] 重庆大学出版社,1992

[4]、MCGS嵌入式用户手册 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司

[5]、廖常初,PLC编程及应用[M] 北京:机械工业出版社,2005,5

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7. 数控机床检测装置故障分析

1位置检测元件的维护1.1光栅尺的维护光栅尺本身具有一定的防护措施,有的需要给尺盒里面通入洁净的气源,保持尺内气压大于外部气压,防止潮气进入,但限于现场的生产环境及机床本身的加工条件(如高压力的切削液等),还是要做好防污、防振等维护工作。1.1.1防污光栅尺由于直接安装于工作台和机床床身上,因此,极易受到冷却液的污染,从而造成信号丢失,影响位置控制精度。冷却液在使用过程中会产生轻微结晶,这种结晶会在扫描头上形成一层薄膜且透光性差,不易清除,故在选用冷却液时要慎重。加工过程中,冷却液的压力和流量过大,容易形成大量的水雾,会污染光栅尺。光栅尺最好通入低压压缩空气,以免扫描头运动时形成的负压把污物吸入光栅,压缩空气必须净化,滤芯应保持洁净并定时更换。1.1.2防振光栅尺拆装时要用静力,不能用硬物敲击,以免引起光学元件的损坏。1.2光电脉冲编码器的维护光电脉冲编码器是在一个圆盘的边缘上开有间距相等的缝隙,在其两面分别装有光源和光敏元件,当圆盘转动时,光线的明暗变化,经过光敏元件检测变成电信号的强弱,从而得到脉冲信号。编码器的输出信号有:两个相位差90°的信号,用于辨向;一个零信号(又称一转信号),用于机床回参考点的控制;另外还有+5 V电源和接地端信号。编码器的维护主要注意以下两个问题。1.2.1防振和防污编码器是一个精密的测量元件,本身密封很好,在使用和拆装时要与光栅尺一样注意防振和防污。污染容易出现在导线引出段、接插头处,要做好这些部位的防护措施。振动容易造成内部紧固件松动脱落,造成内部短路。1.2.2连接问题连接问题分为连接松动和连接调整不当。编码器的连接方式有内装式和外装式。内装式与伺服电机同轴安装,如:SIEMENS 1FT5、1FT6伺服电机上的ROD320编码器。外装式安装于传动链的末端,当传动链较长时,这种安装方式可以减小传动链累积误差对位置检测精度的影响。由于连接的松动,所以往往会影响位置控制精度。另外,有些交流伺服电机的内装式编码器除了位置检测外,还同时有测速和交流伺服电机转子位置检测作用,因此编码器连接松动还会引起进给运动的不稳定,影响交流伺服电动机的换向控制,从而引起机床的振动。另外编码器是通过皮带传动的,若传动皮带调整过紧,给编码器轴承施加力过大,则容易损坏编码器。维修实例1:一数控机床出现进给轴飞车失控的故障。该机床伺服系统为SIEMENS 6SC610驱动装置和1FT5交流伺服电机带ROD320编码器,在排除数控系统、驱动装置及速度反馈等因素后,将故障定位在位置检测控制装置。经检查,编码器输出电缆及连接均正常,拆开ROD320编码器,发现一紧固螺钉脱落并置于+5 V与接地端之间,造成电源短路,编码器无信号输出,数控系统处于开环状态,从而引起飞车失控故障。维修实例2:一加工中心在主轴换刀时,主轴定位不准,重新设定后,试验位置又有偏差。该机床的主轴位置检测用一个脉冲编码器,主轴和编码器通过皮带1:1传动。由于系统有C轴位置显示功能,手动将主轴旋转一圈,发现位置变化小于360°。怀疑编码器问题,卸下来检查发现,圆光栅部分区域磨损。经分析后认为,主轴和编码器的传动皮带调整过紧,长时间运行后,编码器轴承损坏,使圆光栅与读数头部分摩擦。更换新的编码器,将皮带松紧调整适当后,未出现类似故障。2位置检测元件故障诊断及维修实例当出现位置环报警时,将J2连接器脱开,在CNC系统一侧,把J2连接器上的+5 V线同报警线ALM连在一起,合上数控系统电源,根据报警是否再现,便可迅速判断故障部位是在测量装置还是在系统接口板上。若问题出现在测量装置,便可测J1连接器上有无信号输入,这样便可将故障定位在光栅尺或EXE脉冲整形电路。维修实例1:一卧式加工中心采用SIN8系统,带EXE光栅测量装置,运行中出现114号报警,同时伴有113号报警。从报警产生的原因看,由于114号报警,引起113号报警,因此将故障定位在位置检测装置。114号报警有两种可能:一是电缆断线或接地;二是信号丢失。前者可通过外观检查和测量诊断,后者主要是信号漏读。如果某种原因使光栅尺输出的正弦信号幅度降低,则在信号处理过程中,将会影响到被处理信号过零的位置,严重时会使输出脉冲挤在一起,造成丢失。因为光电池所产生的信号与光照强度成正比,所以信号幅度下降无非是因为光源亮度下降或光学系统脏污所致。从尺身中抽出扫描单元,分解后看到,灯泡下的透镜表面呈毛玻璃状,指示光栅表面有一层雾状物,灯泡和光电池上也有这种污物,这些污物导致了光源发光效率下降和输出信号降低,通过对光栅的清洗可消除故障。维修实例2:某数控立式铣床配备FANUC 3M数控系统,位置检测装置为与伺服电动机同轴连接的编码器。在运行过程中Z轴产生31号报警。查维修手册,31号报警为误差寄存器内容大于规定值,根据31号报警提示,将误差寄存器的设定极限值放大,即将对应的参数由2 000改为5 000,然后用手摇脉冲发生器给Z轴发移动指令,又发生32号报警,32号报警表示误差寄存器的内容超过±32 767,或数模转换指令值超过了-8 192~+8 191的范围。这种故障需要检查系统的位置偏差诊断。误差寄存器是用来存放指令值和反馈值之差的,当位置检测装置或位置控制单元发生故障时,就会引起误差寄存器的超差,为此,将故障定位在位置控制装置上。位置控制信号可以用诊断号800(X轴)、801(Y轴)、802(Z轴)来诊断。将三个诊断号调出,用手摇脉冲发生器分别给各轴发出指令,观察其变化,给X、Y轴发出指令,位置偏差变化的过程与机床的移动是一致的。给Z轴发出指令偏差不消失。进一步定位故障是在Z轴控制单元还是在编码器上,采用交换法,将Z轴和Y轴驱动装置和反馈信号同时互换,发现同样的故障现象出现在Y轴上,这说明Z轴控制单元没问题,故障出现在与Z轴伺服电动机同轴连接的编码器上。维修实例3:某数控铣床,配备DECKEL系统,位置检测装置采用HEIDENHAIN LS907光栅尺,故障报警为Z轴检测系统脏污。系统启动后,移动Z轴时,低速时比较稳定,当跟随误差超过60时,机床就过冲,并发出该报警,且上升时不报警,下降时报警。根据报警内容,首先确认光栅尺是否需要清洁。拆下检查后,发现光栅尺外壳上有较多润滑油,这是由于机床对光栅尺的保护措施不到位,长时间使用后,机床导轨润滑油顺着床身流到光栅尺部位。清洗光栅尺,安装上重试,还发生光栅尺报警。这时,分析光栅尺是否本身有故障。正好该机床Y轴光栅尺与Z轴规格、型号相同,采用置换法将两根光栅尺进行互换,结果Y轴出现测量系统故障,可以确定是光栅尺本身故障,进一步对光栅尺进行鉴定,确认读数头有故障,更换读数头,机床恢复正常。位置检测装置是数控机床的关键部件,在数控机床故障中经常出现,在维修过程中,要仔细认真的研究,才能迅速查找出故障所在,保证机床的正常运行。

8. 数控机床检测装置的种类有哪些

1)增量式检测方式
增量式检测方式单纯测量位移增量,移动一个测量单位就发出一个测量信号。其优点是检测装置比较简单,任何一个对中点均可作为测量起点;缺点是对测量信号计数后才能读出移距,一旦计数有误,此后的测量结果将全错;同时发生故障时(如断电、断刀等)不能再找到事故前的正确位置,事故排除后,这时必须将工作台移至起点重新计数才能找到事故前的正确位置。
2)绝对式测量方式
绝对式测量方式中,被测量的任一点的位置都以一个固定的零点作基准,每一被测点都有一个相应的测量值。这样就避免了增量式检测方式的缺陷,但其结构较为复杂。
2.数字式与模拟式
1)数字式测量方式
数字式检测是将被测量单位量化以后以数字形式表示,测量信号一般为电脉冲,可以直接把它送到数控装置进行比较、处理。数字式检测装置的特点是:
(1)被测量量化后转换成脉冲个数,便于显示和处理;
(2)测量精度取决于测量单位,与量程基本无关;
(3)检测装置比较简单,脉冲信号抗干扰能力强。
2)模拟式测量方式
模拟式检测是将被测量用连续的变量来表示,如用相位变化、电压变化来表示。主要用于小量程测量。它的主要特点是:
(1)直接对被测量进行检测,无需量化;
(2)在小量程内可以实现高精度测量;
(3)可用于直接检测和间接检测。
3.直接测量与间接测量
1)直接测量
对机床的直线位移采用直线型检测装置测量,称为直接检测。其测量精度主要取决于测量元件的精度,不受机床传动精度的影响。但检测装置要与行程等长,这对大型数控机床来说,是一个很大的限制。
2)间接测量
对机床的直线位移采用回转型检测元件测量,称为间接测量。间接检测使用可靠方便,无长度限制,缺点是在检测信号中加入了直线转变为旋转运动的传动链误差,从而影响检测精度。因此为了提高定位精度,常常需要对机床的传动误差进行补偿。

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