数控维修样题 - 图文

全国高职院校技能邀请赛 数控机床安装、调试与维修技术竞赛项目

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一、竞赛设备及工艺过程描述 （以西门子系统为例）

本装置由西门子802C base line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。

竞赛的工作目标是：参赛队在规定时间内，根据任务书的要求，以现场操作的方式，完成数控车床（西门子802C base line数控系统）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部分电气控制电路。 (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选手自行设计的电路图，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)竞赛装置配备基本的PLC程序，根据任务书的的功能要求及系统的故障诊断，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。

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3、表4），完成数控车床刀架、冷却电机控制电路和主电路设计，分别绘制于附录2、附录3专用页中。

表1端子排（一）接口定义

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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 名称 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 X3 功能定义 X正限位 Z正限位 X参考点 Z参考点 X负限位 Z负限位 过载信号 急停报警 刀位1 刀位2 刀位3 刀位4 - - 超程释放信号 就绪信号 主轴正转 主轴反转 冷却 - X轴编码器接口 序号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 名称 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P24 0V X5 功能定义 刀架正转 刀架反转 - - 三色灯-黄 三色灯-绿 三色灯-红 - 启动按钮C端 启动按钮NO端 启动按钮灯 启动按钮灯 停止按钮C端 停止按钮NC端 停止按钮灯 停止按钮灯 急停按钮C端 急停按钮NC端 系统电源正 系统电源负 Z轴编码器接口 表2端子排（二）接口定义 序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 1.56 1.14 1.65 I．9 24V 0V 3.56 功能定义 X轴速度信号 X轴速度信号 X轴使能信号 X轴使能信号 外部电源24V 外部电源0V Z轴速度信号 序号 8 9 10 11 12 13 14 名称 3.14 3.65 3.09 24V 0V 4.56 4.14 功能定义 Z轴速度信号 Z轴使能信号 Z轴使能信号 外部电源24V 外部电源0V 主轴速度信号 主轴速度信号 2

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表3端子排（三）接口定义

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 名称 24V SA1 0V 24V SA2 0V 24V SA3 0V 24V SA4 0V 24V SA5 0V 24V SA6 0V 24V 0V LTY LTG LTR COM 定义 X正限位传感器电源+ X正限位传感器输出 X正限位传感器电源- X参考点传感器电源+ X参考点传感器输出 X参考点传感器电源- X负限位传感器电源+ X负限位传感器输出 X负限位传感器电源- Z正限位传感器电源+ Z正限位传感器输出 Z正限位传感器电源- Z参考点传感器电源+ Z参考点传感器输出 Z参考点传感器电源- Z负限位传感器电源+ Z负限位传感器输出 Z负限位传感器电源- 开关电源输出正 开关电源输出负 三色灯-黄输出 三色灯-绿输出 三色灯-红输出 三色灯-公共端 序号 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 名称 24V 0V 24V 0V L N V50 W50 U22 V22 U21 V21 U12 V12 W12 U31 V31 W31 U41 V41 W41 U1 V1 W1 定义 开关电源24V 开关电源0V 开关电源24V 开关电源0V 控制变压器TC2输出 控制变压器TC2输出 控制变压器TC2输入 控制变压器TC2输入 伺服变压器TC1输出 伺服变压器TC1输出 伺服变压器TC1输入 伺服变压器TC1输入 主轴电机 主轴电机 主轴电机 冷却电机 冷却电机 冷却电机 刀架电机 刀架电机 刀架电机 总电源U1 总电源V1 总电源W1 表4 继电器模组接口定义： 序号 1 2 3 名称 1NO 1NC 1C 定义 - X正限位 开关电源24V 序号 20 21 22 名称 7NC 7C 8NO 定义 刀位1 开关电源24V - 3

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4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2NO 2NC 2C 3NO 3NC 3C 4NO 4NC 4C 5NO 5NC 5C 6NO 6NC 6C 7NO - X参考点 开关电源24V - X负限位 开关电源24V - Z正限位 开关电源24V - Z参考点 开关电源24V - Z负限位 开关电源24V - 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 8NC 8C 9NO 9NC 9C 10NO 10NC 10C +24V A1 A2 A3 A4 A5 A6 刀位2 开关电源24V - 刀位3 开关电源24V - 刀位4 开关电源24V 开关电源24V X正限位传感器输入 X参考点传感器输入 X负限位传感器输入 Z正限位传感器输入 Z参考点传感器输入 Z负限位传感器输入 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、断路器等电气部件安装在装置背面的网孔板上。

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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选手自行设计的电路图，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、SW-04）和端子排接口定义（表1、表2、表3）,连接X、Z轴伺服驱动控制电路和主电路。

(3)根据附录1中的电气原理图（图号SW-02）和端子排接口定义（表1、表2、表3）,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X6接口。

(4)根据附录1中的电气原理图（图号SW-05）和端子排接口定义（表1、表3、表4），连接限位、参考点、急停控制电路。

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(5)根据附录1中的电气原理图（图号SW-7）和端子排接口定义（表1、表3），连接三色灯电路、电子手轮电路、RS232通讯电路。

(6)根据自行设计的电动刀架电气控制原理图，连接电动刀架主电路和控制电路。

(7)根据自行设计的冷却电机电气控制原理图，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，要求选手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

①导轨、滚珠丝杠平行度误差小于5丝；②十字滑台两根滚珠丝杠垂直度误差小于6丝；③工作台面的平面度误差小于8丝。

图2

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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PLC参数（14510、14512）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、8的表格中，要求最大轴速度3000mm/min，点动速度2000mm/min，点动快速速度3000 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1400rpm。

5.2功能参数设置，根据参数表设置数控系统（数控系统的口令是：EVENING）、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)将数控系统的PLC程序传输到PC机。

(2)定义用户键K7为刀架功能键，在JOG模式下按K7键电动刀架工作。 (3)编写冷却控制程序（K9键为冷却功能手动控制键）。

(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)在参考点（REF）模式下手动转动主轴，主轴返回参考点，显示参考点标志，且坐标值清零。

(2)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。

(3)在手动输入（MDA）模式下，运行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。 (4)调整主轴编码器反馈速度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（K7），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）。

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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（K9），冷却系统启动，再次按一下，冷却系统停止。

(2)在手动输入（MDA）模式下，运行M08，冷却系统启动，运行M09，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2000mm/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3000mm/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，要求选手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Φ54mm，长200mm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号外圆螺纹刀加工导程为3mm，螺距为1mm的单头螺纹。

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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．选手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．选手提交最终的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)。选手的试卷用工位号标识，不得写上姓名或与身份有关的信息（竞赛时每组发放两套试题，选手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．比赛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不能正常工作的扣15分。 （2）选手认定器件有故障可提出更换，经裁判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，直接取消竞赛资格。

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附录1：电气控制原理图

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附录2 刀架控制电路和主电路设计图绘制专用页

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附录3 冷却电机控制电路和主电路设计图绘制专用页

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附录4：变频器主要参数设置记录表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 参数号 设定值 序号 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 参数号 设定值

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附录5：交流伺服驱动器主要参数设置记录表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 参数号 设定值 序号 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 参数号 设定值

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2009年全国高职院校技能邀请赛数控机床安装、调试与维修技术竞赛项目

附录5：交流伺服驱动器主要参数设置记录表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 参数号 设定值 序号 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 参数号 设定值

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/bqxp.html