1、数控机床安装、调试与维修技术项目训练样题浙江机电职业技术学院数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime1一、设备及工艺过程描述 本装置由 fanuc 0I-MATE-TC数控系统、交流伺服模块、变频调速模块、冷却控制模块、刀架控制模块、变压器、网孔板、其它辅助功能模块等组成，机械装置包括十字滑台。工作目标是：在规定时间内，根据任务书的要求，以现场操作的方式，完成数控车床的电气设计、电路连接、十字滑台的机械装配、参数设置及机电系统联调、PLC 的调试、数控功能调试。二、需要完成的工作任务1.电路设计、设备安装和电路连接(1)根据任务书要求，设计一台数控车床的电气控制电路。(2)
2、根据器件安装布局图，完成本装置变频器、伺服驱动器、电器元件等的安装工作，安装在装置背面的网孔板上。(3)根据提供的电路图和由学生自行设计的电路图，按照给定的 I/O分配表及接口说明，连接伺服驱动模块、变频调速模块、刀架控制模块、冷却控制模块等电路。2.按照机械装配工艺，完成十字滑台的机械装配和调试。3.参数设置、PLC 的调试(1)根据现场提供的数控系统、变频器、驱动器等技术手册，查找并确定需要设定的数控系统参数、变频器参数、伺服驱动器参数，记录于附录的参数设置表中。(2)按照参数设置表中的参数，完成数控系统、变频器、驱动器模块参数设置。(3)训练装置配备基本的 PLC程序，根据任务书的的功能
3、要求及系统的故障诊断，编写调试 PLC程序、调整参数设置并完成数控车床的调试。(4)调试完成后，备份数据。4.编制数控功能测试程序。三、具体的工作要求任务 1：电路设计根据数控车床功能和端子排接口定义（表 1、表 2、表 3）及 I/O定义（表 4） ，完成数控车床主轴与刀架电路设计，分别绘制于附录的专用页中。并修改原有图纸的错误。数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime2表 1端子排（一）接口定义序号 名称 定义 序号 名称 定义1 U51 控制变压器 TC2输出 25 QD 启动按钮 NO触点2 W51 控制变压器 TC2输出 26 QD 启动按钮 NO触点3 TZ 停
4、止按钮 NC触点 27 U11 伺服变压器 TC1输出4 TZ 停止按钮 NC触点 28 V11 伺服变压器 TC1输出5 U10 伺服变压器 TC1输入 29 W11 伺服变压器 TC1输出6 V10 伺服变压器 TC1输入 30 U12 X轴驱动器电源7 W10 伺服变压器 TC1输入 31 V12 X轴驱动器电源8 U50 控制变压器 TC2输入 32 W12 X轴驱动器电源9 W50 控制变压器 TC2输入 33 U12 Z轴驱动器电源10 24V 刀架霍尔开关电源+ 34 V12 Z轴驱动器电源11 0V 刀架霍尔开关电源- 35 W12 Z轴驱动器电源12 P24 数控系统电源+
5、36 U22 主轴电机13 M0 数控系统电源- 37 V22 主轴电机14 24V 开关电源 DC24V 38 W22 主轴电机15 0V 开关电源 0V 39 U31 刀架电机16 T1 刀架刀位 1 40 V31 刀架电机17 T2 刀架刀位 2 41 W31 刀架电机18 T3 刀架刀位 3 42 U41 冷却电机19 T4 刀架刀位 4 43 V41 冷却电机20 24V 开关电源 DC24V 44 W41 冷却电机21 0V 开关电源 0V 45 QDL 启动按钮灯(DC42V)22 24V 开关电源 DC24V 46 QDL 启动按钮灯(DC42V)23 0V 开关电源 0V 4
6、7 TZL 停止按钮灯(DC42V)24 24V3 X轴 CX29的 NO端 48 TZL 停止按钮灯(DC42V)表 2端子排（二）接口定义序号 名称 定义 序号 名称 定义1 Vout 主轴模拟量输出电 压 13 0V Z正限位传感器电源 -2 GND 主轴模拟量输出地 14 ZL+ Z正限位传感器输出3 24V Z参考点传感器电源 15 24V X正限位传感器电源数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime3+ +4 0V Z参考点传感器电源 - 16 0V X正限位传感器电源 -5 Z0 Z参考点传感器输出 17 XL+ X正限位传感器输出6 24V Z负限位传感器电源
7、 + 18 24V X参考点传感器电源 +7 0V Z负限位传感器电源 - 19 0V X参考点传感器电源 -8 ZL- Z负限位传感器输出 20 X0 X参考点传感器输出9 YL 三色灯（黄）电源 21 24V X负限位传感器电源 +10 GL 三色灯（绿）电源 22 0V X负限位传感器电源 -11 RL 三色灯（红）电源 23 XL- X负限位传感器输出12 0V 三色灯公共端 24 24V Z正限位传感器电源 +表 3 继电器模组接口定义：序号 名称 定义 序号 名称 定义1 1NO - 20 7NC2 1NC X负限位 21 7C 开关电源 24V3 1C 开关电源 24V 22 8
8、NO 刀位 24 2NO - 23 8NC5 2NC Z参考点 24 8C 开关电源 24V6 2C 开关电源 24V 25 9NO 刀位 37 3NO - 26 9NC8 3NC X正限位 27 9C 开关电源 24V9 3C 开关电源 24V 28 10NO -10 4NO - 29 10NC 刀位 411 4NC Z负限位 30 10C 开关电源 24V12 4C 开关电源 24V 31 +24V 开关电源 24V13 5NO - 32 A1 X正限位传感器输入14 5NC X参考点 33 A2 X参考点传感器输入15 5C 开关电源 24V 34 A3 X负限位传感器输入16 6NO
9、- 35 A4 Z正限位传感器输入17 6NC Z正限位 36 A5 Z参考点传感器输入18 6C 开关电源 24V 37 A6 Z负限位传感器输入数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime419 7NO 刀位 1表 4 I/O接口定义：序号 名称 功能定义 序号 名称 功能定义1 X8.0 X正限位 21 Y8.4 三色灯-黄2 X8.1 Z正限位 22 Y8.5 三色灯-绿3 X9.0 X参考点 23 Y8.6 三色灯-红4 X9.1 Z参考点 24 Y9.0 X轴原点灯（面板）5 X8.2 X负限位 25 Y9.1 Z轴原点灯（面板）6 X8.3 Z负限位 26 Y9.
10、3 刀架正转7 X8.7 过载信号 27 Y9.4 刀架反转8 X8.4 急停报警 28 Y9.5 照明9 X10.2 刀位 1 2910 X10.3 刀位 2 3011 X10.0 刀位 3 3112 X10.1 刀位 4 3213 X10.4 冷却电机过载 3314 X10.5 冷却液低于下限 3415 X10.6 润滑电机过载 3516 X10.7 润滑液低于下限 3617 Y8.0 主轴正转 3718 Y8.1 主轴反转 3819 Y8.2 冷却 3920 Y8.3 润滑 40任务 2.设备安装根据提供的数控车床器件安装布局图（图 1） ，将变频器、伺服驱动器、交流接触器、继电器、断路
11、器等电气部件安装在装置背面的网孔板上。数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime5图 1 器件安装布局图任务 3：电路连接根据提供的电路图和由学生自行设计的电路图，按照给定的 I/O分配表及接口说明（表 1、表 2、表 3、表 4） ，连接伺服驱动模块、变频调速模块、刀架控制模块、冷却控制模块等电路。具体工作任务如下：(1) 根据附录 1中的电气原理图（图号 SW-01）和端子排接口定义（表1、表 3） ，连接数控车床开关电源供电部分的控制电路（启动、停止）和主电路。(2) 根据附录 1中的电气原理图（图号 SW-03）和端子排接口定义（表1、表 2、表 3、表 4）,连接
12、X、Z 轴伺服驱动控制电路和主电路。(3) 根据附录 1中的自行设计的电气原理图和端子排接口定义（表 1、表 2、表 3、表 4）,连接变频器控制电路和主电路，其中主轴编码器电缆直接连接到数控系统接口。(4) 根据附录 1中的电气原理图自行设计的限位、回零及急停控制原理数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime6图和端子排接口定义（表 1、表 2、表 3、表 4） ，连接限位、参考点、急停控制电路。(5) 根据附录 1中的电气原理图（图号 SW-06）和端子排接口定义（表1、表 2、表 3、表 4） ，连接三色灯电路、电子手轮电路。(6) 根据附录 1中的自行设计的电气控制原
13、理图和端子排接口定义（表1、表 2、表 3、表 4） ，连接电动刀架主电路和控制电路。(7) 根据附录 1中的电气原理图（图号 SW-08）和端子排接口定义（表1、表 2、表 3、表 4） ，连接冷却电机主电路和控制电路。任务 4：十字滑台的安装与调试根据提供的电机、联轴器、电机支座、轴承支座、直线导轨、滑块、等高块、滚珠丝杠、螺母、螺母支座、轴承、运动平台等，其中滚珠丝杠、轴承已装成组件，要求学生根据安装装配工艺要求和提供的零部件进一步自行完成十字滑台的装配。底座已经安放型材桌面上，图 2是装配完成后的效果图。注：装配要求导轨、滚珠丝杠平行度误差小于 3丝；十字滑台两根滚珠丝杠垂直度误差小于
14、 3丝；工作台面的平面度误差小于 5丝。图 2数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime7任务 5：参数设置、PLC 的调试5.1功能参数设计(1)将需要设定变频器的参数记录于附录 4的表格中。(2)将需要设定伺服驱动器的参数记录于附录 5的表格中。(3)将需要设定的数控系统设置参数记录于附录 6的表格中。(4)将需要设定的数控系统 X和 Z轴参数记录于附录 7表格中，要求最大轴速度 3500mm/min，点动速度 3000mm/min，点动快速速度 3500 mm/min。(5)将需要设定的数控系统主轴参数记录于附录 9的表格中，要求点动速度 500rpm，最大转速 140
15、0rpm。5.2功能参数设置，根据参数表设置数控系统变频器、伺服驱动器的参数。5.3数控车床 PLC程序编制与调试（在提供的基本程序上修改）(1)根据现有技术指标修改 PLC程序。(2)编写主轴控制程序。(3)编写冷却控制程序(4)将编写好的 PLC程序传输到数控系统，并完成 PLC程序的调试。任务 6：数控功能测试与编制数控功能测试程序6.1主轴功能模块的调试(1)在手动（JOG）模式下按主轴正转键，主轴以 500rpm的速度按顺时针方向旋转（从正面看） ；按主轴反转键，主轴以 500rpm的速度按逆时针方向旋转（从正面看） ；按主轴停止键，主轴停止。(2)在手动输入（MDA）模式下，运行
16、M03S*，主轴以指令速度正转运行，运行 M04S*，主轴以指令速度反转运行，运行 M05，主轴停止。(3)调整主轴编码器反馈速度在 500-700转速段与主轴指令速度匹配。6.2电动刀架模块的调试(1)在手动（JOG）模式下，按一下换刀控制按键，电动刀架正转到下个刀位，然后反转锁紧。(2)在手动输入（MDA）模式下，输入 T0*,电动刀架换刀到指定刀位（4个刀位） 。6.3冷却系统的调试(1)在手动（JOG）模式下，按一下冷却系统功能按键，冷却系统启动，再次按一下，冷却系统停止。数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime8(2)在手动输入（MDA）模式下，运行 M09，冷却
17、系统启动，运行 M08，冷却系统停止。6.4进给轴的调试(1)在参考点（REF）模式下，利用减速开关， X、Z 轴沿正方向回参考点，该轴显示参考点标志，同时坐标值清零。(2)在手动（JOG）模式下，按 X或 Z轴方向键，车床 X或 Z轴以3000mm/min的进给速度移动。(3)在手动（JOG）模式下，同时按 X或 Z方向键和快速叠加键，车床 X或 Z轴以 3500mm/min的进给速度快速移动。(4)在手动（JOG）模式下，移动 X、Z 轴到极限位置，系统出现对应的硬限位报警。(5)根据硬限位位置进行软限位参数调试，要求软限位提前硬限位 5mm触发。(6)手轮功能调试：顺时针转动手轮，进给轴
18、沿正方向移动；逆时针转动手轮，进给轴沿负方向移动。(7)丝杠螺距、传送比、反向间隙补偿等参数调试。6.5 完成 PLC程序、试车数据备份。6.6 编制数控功能测试程序。根据零件图（图 3）及假定的工艺条件，要求学生自行编制数控功能测试程序，并自动运行程序，通过十字滑台、主轴电机、冷却电机的动作过程，测试整机功能。要求进给切削时开启冷却功能。假定工艺条件：工件材质为 45#钢，毛坯为直径 55mm，长 100mm的棒料；刀具选用（假定各刀具刀偏为零）：1 号端面刀加工工件端面，2 号端面外圆刀粗加工工件轮廓，3 号端面外圆刀精加工工件轮廓，4 号外圆螺纹刀加工螺距为 1.5mm的单头螺纹。数控机
19、床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime9图 3四、注意事项1进行电气接线时，注意交流接触器及继电器线圈端子的定义，不要接错，否则极易烧坏器件。2学生应在试卷指定页内完成数控车床电路设计图；并在指定页记录数控系统、变频器、伺服驱动器的参数。3学生提交最终的 PLC程序和系统备份数据，存放在“D:2009 数控机床维修XX”文件夹下(XX:工位号)。学生的试卷用工位号标识，不得写上姓名或与身份有关的信息（训练时每组发放两套试题，学生将所有答案集中写在其中一套上并在试卷的封面标明“答卷” ，两套试题一并收回） 。4训练中如出现下列情况时另行扣分：（1）调试过程中，由于撞击造成十字滑台
20、不能正常工作的扣 15分。（2）学生认定器件有故障可提出更换，经教师测定器件完好时每次扣3分，器件确实损坏酌情补时。5.由于错误接线等原因造成数控系统、交流伺服电机及驱动器、变频器、变压器、主轴电机、电动刀架、冷却电机、直流电源损坏的，直接取消训练资格。数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime10附录 1：电气控制原理图数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime11数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime12数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime13数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime14数
21、控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime15数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime16数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime17数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime18数控机床安装、调试与维修技术项目训练（FANUC） zime19数控机床安装、调试与维修技术训练项目样题20附录 4：变频器主要参数设置记录表序号 参数号 设定值 序号 参数号 设定值1 282 293 304 315 326 337 348 359 3610 3711 3812 3913 4014 4115 4216 4317 4418 45
22、19 4620 4721 4822 4923 5024 5125 5226 5327 54数控机床安装、调试与维修技术训练项目样题21附录 5：交流伺服驱动器主要参数设置记录表序号 参数号 参数代码 X轴 Z轴1 初始化位设定值2 电机代码3 AMR4 指令倍乘比5 柔性齿轮比 N6 (N/M ) M7 方向设定8 速度反馈脉冲数9 位置反馈脉冲数10 参考计数器容量11121314数控机床安装、调试与维修技术训练项目样题22附录 6：数控系统普通参数设置记录表序号 参数号 数值1 234567891011121314数控机床安装、调试与维修技术训练项目样题23附录 7：数控系统轴参数设置记录表 4： 设 定 值序 号 参 数 号 X 轴Z 轴12345678910111213141516171819202122数控机床安装、调试与维修技术训练项目样题24附录 9：数控系统轴参数（主轴主要参数）设置表 6：电 机 代 码电 机 名 称主 轴 最 高 速 度电 机 最 高 速 度主 轴 传 感 器 类 别电 机 回 转 方 向位 置 编 码 器 旋 转 方 向
