數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓臺

SHKC-08C型數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓臺（系統(tǒng)：西門子828D）

近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，學校越來越注重培養(yǎng)生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)等崗位需求的實用型、技能型專門人才，進一步提高學生的動手能力和分析解決問題的能力，全面學習掌握數(shù)控系統(tǒng)的控制原理、數(shù)控編程、電氣設(shè)計方法及安裝調(diào)試與維修。但是，大多數(shù)高校面臨缺乏此類的數(shù)控培訓設(shè)備。為此，本公司開發(fā)了數(shù)控車床、銑床、車削加工中心、銑削加工中心（四合一）電控系統(tǒng)原理及調(diào)試維修實驗臺實習裝置。使用該裝置可以使學生掌握數(shù)控機床系統(tǒng)控制原理、電氣設(shè)計方法、元器件的選擇、銑削加工中心電氣安裝及調(diào)試、故障診斷維修、零件程序編制及圖形模擬加工過程等多項實驗內(nèi)容，達到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實習效果。該裝置采用開放式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計，既可用于教學、也可用于課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和實訓，有利于提高學生設(shè)計數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)、診斷數(shù)控設(shè)備故障的能力，使受訓對象最大限度地適應(yīng)和滿足市場需求。該裝置也可以幫助科研技術(shù)人員進一步了解數(shù)控機床結(jié)構(gòu)，同時也為技術(shù)人員進行數(shù)控機床的二次開發(fā)提供了必要條件。該實驗裝置的主要器件均選用工控產(chǎn)品。

一、產(chǎn)品組成部分

四合一實驗臺是由數(shù)控系統(tǒng)，機床電氣控制接口板、主軸變頻調(diào)速實驗板、交流伺服驅(qū)動器及伺服電機、輸入輸出模塊、低壓電氣元件的原理和接線、編程、接線及在數(shù)控機床中的應(yīng)用。

二、數(shù)控控制原理

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)是采用微處理器或?qū)Ｓ梦C的數(shù)控系統(tǒng)，讓事先存放在存儲器里的系統(tǒng)程序（軟件）來實現(xiàn)控制邏輯，實現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，并通過接口與外圍設(shè)備進行聯(lián)接，稱為計算機數(shù)控，簡稱CNC系統(tǒng)。

三、產(chǎn)品的特點：

1、盡其所能將所配數(shù)控系統(tǒng)的精髓，用最直觀的方法展示給用戶，使用戶能最大限度的參與并獲得深切的體會以達到融會貫通的效果

2、方便拆卸的方案設(shè)計，使得用戶在機械、電氣等諸方面得到現(xiàn)場般的訓練，使其留下深刻的印象

3、涉及內(nèi)容豐富；數(shù)控系統(tǒng)、伺服單元、邏輯控制、低壓電器、電機

4、數(shù)控“四合一”故障診斷試驗臺：具有數(shù)控車床、車削中心、數(shù)控銑床、加工中心等數(shù)控機床安裝調(diào)試、參數(shù)設(shè)置、PLC編程、故障診斷與維修、數(shù)控編程操作等功能。不同機床的切換通過裝載西門子提供的軟件或進行PLC編程實現(xiàn)。

四、實驗臺技術(shù)參數(shù)：

1、輸入電源：AC380V（三相五線制）、50HZ

2、故障考核28項

3、工作環(huán)境：溫度-200C～400   C

4、整機容量：≤2kVA；

5、實驗臺尺寸：長×寬×高（mm）=1370mm×750mm×1890mm；

6、導軌形式：高精度工業(yè)圓形直線導軌

7、絲桿形式：進口滾珠絲桿

8、工作臺尺寸：370*200MM      X、Y、Z行程：350*200*200MM

9、主軸夾頭：1-13MM           機床規(guī)格：700*550*800MM

10、機床桌：1200*720*800

五、SHKC-08C型數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓臺內(nèi)容

（一）車床部分:

1、通過該實驗臺可完成以下實驗實習項目：

2、機床編程操作，加工模擬實驗

3、X、Z軸交流伺服單元控制實驗

4、四工位電動刀架自動換刀原理實驗

5、螺距誤差補償實驗

6、交流變頻器應(yīng)用實驗

7、系統(tǒng)安裝、調(diào)試實驗

8、數(shù)控機床故障診斷實驗

9、數(shù)控各單元的連接，控制實驗

10、數(shù)控機床超程限位實驗

11、機床參考點的設(shè)置實驗

12、車螺紋、攻螺紋模擬實驗

13、數(shù)控車床的冷卻與照明實驗

（二）、銑床部分:

1、通過該實驗臺可完成以下實驗實習項目

2、主軸變頻單元的調(diào)試運行與故障診斷實驗

3、X、Y、Z軸伺服電機驅(qū)動控制實驗

4、全數(shù)字交流伺服電機運行與故障診斷實驗

5、數(shù)控銑床電氣控制設(shè)計與分析實驗

6、三座標平臺正負限位、零點實驗

7、手輪（手搖脈沖發(fā)生器）實驗

8、數(shù)控銑床系統(tǒng)操作與編程實驗

9、絲桿螺距誤差補償實驗

10、銑床USB、網(wǎng)口通訊實驗

11、銑床DNC加工實驗

12、數(shù)控銑床故障設(shè)計排除考核

13、試車數(shù)據(jù)備份和更換

六、SHKC-08C型數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓臺內(nèi)容

（一）車削加工中心部分：

1通過該實驗臺可完成以下實驗實習項目

2機床編程操作，加工模擬實驗

3X、Z、C軸交流伺服單元控制實驗

4六工位模擬刀架自動換刀原理實驗

5螺距誤差補償實驗

6交流變頻器應(yīng)用實驗

7系統(tǒng)安裝、調(diào)試實驗

8數(shù)控機床故障診斷實驗

9數(shù)控各單元的連接，控制實驗

10數(shù)控機床超程限位實驗

11機床參考點的設(shè)置實驗

12車螺紋、攻螺紋模擬實驗

13試車數(shù)據(jù)備份和更換

（二）銑削加工中心部分

1通過該實驗臺可完成以下實驗實習項目

2主軸變頻單元的調(diào)試運行與故障診斷實驗

3X、Y、Z軸伺服電機驅(qū)動控制實驗

4全數(shù)字交流伺服電機運行與故障診斷實驗

5數(shù)控銑削加工中心電氣控制設(shè)計與分析實驗

6六工位模擬刀庫實驗

7三座標平臺正負限位、零點實驗

8手輪（手搖脈沖發(fā)生器）實驗

9、數(shù)控銑削加工中心系統(tǒng)操作與編程實驗

10、銑削加工中心USB、網(wǎng)口通訊實驗

11、數(shù)控銑削加工中心DNC加工實驗

12、數(shù)控銑削加工中心故障設(shè)計排除考核

13、試車數(shù)據(jù)備份和更換

七、實驗裝置故障說明：

實驗器材：準備萬用表一只。

GK1：切斷變頻器電源380V

現(xiàn)象：變頻器無電源供給，顯示屏無顯示

分析：這種現(xiàn)象可能有幾種可能：三相斷路器沒有合上或變頻器壞了；

處理方法：用萬用表測量變頻器輸入電源端子R、S、T無電源。

解決：故障開關(guān)復位

GK2：切斷主軸電機輸入電源

現(xiàn)象：變頻器顯示正常，但主軸不運轉(zhuǎn)。

分析：有可能是主軸電機出了問題；也可能是變頻器無電壓輸出或斷線了。

處理方法：用萬用表測量電機無電源供給。

解決：故障開關(guān)復位。

GK3：切斷冷卻電機電源（AC380V）

現(xiàn)象：NC機發(fā)出冷卻（M8）指令時冷卻電機不運行。

分析：這種現(xiàn)象一般會出在電機部分或電源輸入部分

處理方法：用萬用表測量KM5的輸出電源端無電源。

解決：復位故障開關(guān)。

GK4：切斷刀架電源380V

現(xiàn)象：在手動狀態(tài)下按“手動換刀”鍵，KM3換刀交流繼電器吸合，但不換刀。

分析： 1、出現(xiàn)這個現(xiàn)象一般有兩種可能，一種是缺相，一種是三相電相序反了。缺相造成電機無力矩，無法抬起刀架。相序反了造成電機正常是正轉(zhuǎn)的，現(xiàn)變成了反轉(zhuǎn)，所以無法抬起刀架，但這個問題比較好排除，出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，只有按下KM4繼電器刀架如沒有上升轉(zhuǎn)位，就說明刀架相序是對的。

處理方法：用萬用表測量刀架電機無三相電源。

解決：故障開關(guān)復位。

GK5：切斷直流控制器輸入電源220V

現(xiàn)象：NC機無法開機，面板上的2個數(shù)字直流表顯示“00.0”，

分析：作為維修人員一般我們首先不考慮系統(tǒng)壞了的問題，而因通過現(xiàn)象判斷是不是電路出問題沒有。NC工作的是直流24V電源而且數(shù)字表無電壓指示，它是由一個專用的直流電源來提供的，在電路中還有一個保險，所以先測量一下直流電源是否損壞，或保險絲是否有燒壞。

處理方法：用萬用表測量直流模塊的L、N端無電源。

解決：故障開關(guān)復位

GK6：切斷交流110V電源

現(xiàn)象：合上QF1總電源開關(guān)，交流繼電器KM1、KM2無吸合，NC機發(fā)出“70016、230003、3000”號報警

分析：該報警是由于驅(qū)動沒有電源電造成的，系統(tǒng)應(yīng)該沒問題；問題就出在110V控制電路上；另一種現(xiàn)象是，如果說繼電器壞了，一般情況不會出現(xiàn)兩個同時壞；

處理方法：合上QF1總電源開關(guān)，用萬用表測量KM1、KM2線圈無電源

解決：故障開關(guān)復位，NC機重新啟動。

GK7：切斷工作燈電源AC24V

現(xiàn)象：實驗臺上方的工作燈不亮。

分析：一般情況下都是由于燈管在機床上長時間工作損壞；或由于電路電流忽然增大造成保險絲燒壞；或開關(guān)觸點損壞等，一般在維修中我們首先不考慮是變壓器次級繞組燒壞。

處理方法：用萬用表測量照明燈輸入端子無電源

解決：故障開關(guān)復位。

GK8：切斷刀架正轉(zhuǎn)繼電器線圈電源110V

現(xiàn)象：NC機發(fā)出換刀信號，KA6吸合，KM3不動作，使刀架不能換刀，5秒鐘后NC機發(fā)出“700046”號換刀超時報警。

分析：KA6能夠吸合，說明數(shù)控系統(tǒng)正常；再一個作為維修人員我們要靈活運用多種來判斷出現(xiàn)的故障。如果是KM3繼電器線圈壞了，有時多少就會有種燒焦味；還有通過電路直接來檢測1、KA6的常開點至KA7常閉點，2、KA7常閉點至KM3線圈是否通暢。

處理方法：用萬用表電阻檔測量KA6的常開點到KM3線圈不通。

解決：故障開關(guān)復位。按NC機上的“取消”鍵消除報警號

GK9：切斷主軸變頻器公共端信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出M03或M04指令時，KA4或KA5直流繼電器吸合，使主軸不能運轉(zhuǎn)。

分析：一般這種現(xiàn)象出現(xiàn)有幾個方面：接觸不良、繼電器長時間工作損壞或變頻器無收到信號。

處理方法：用萬用表測量變頻器公共端與KA4、KA5直流繼電器的常開點不通。

解決：復位故障開關(guān)

GK10：切斷主軸正轉(zhuǎn)信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出M03指令時，KA4直流繼電器吸合，使主軸不能運轉(zhuǎn)。

分析：一般這種現(xiàn)象出現(xiàn)有幾個方面：接觸不良、繼電器長時間工作損壞或變頻器無收到信號。

處理方法：用萬用表測量KA4直流繼電器的常開輸出點與變頻器正轉(zhuǎn)信號端子不通。

解決：復位故障開關(guān)

GK11：切斷主軸反轉(zhuǎn)信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出M04指令時，KA5直流繼電器吸合，使主軸不能運轉(zhuǎn)。

分析：一般這種現(xiàn)象出現(xiàn)有幾個方面：接觸不良、繼電器長時間工作損壞或變頻器無收到信號。

處理方法：用萬用表測量KA5直流繼電器的常開輸出點與變頻器反轉(zhuǎn)信號端子不通。

解決：復位故障開關(guān)

GK12：切斷主軸變頻器模擬量信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出M03 或M04指令時，KA4或KA5直流繼電器吸合，使主軸不能運轉(zhuǎn)。

分析：一般這種現(xiàn)象出現(xiàn)有幾個方面：接觸不良、繼電器長時間工作損壞或變頻器無收到信號。

處理方法：用萬用表直流電壓檔測量變頻器的模擬量與模擬地端子無相應(yīng)電源輸入。

解決：復位故障開關(guān)

GK13：切斷手輪5V電源

現(xiàn)象：手輪搖動，但坐標軸不能運行，直流5V數(shù)字表顯示00.0，

分析：這種現(xiàn)象一般都需要對手輪的所有腳位進行通斷測量，因我們一般無法對手輪內(nèi)部的元器件進行修理。

處理方法：用萬用表直流電壓檔測量手輪接口端子無5V電源

解決：故障開關(guān)復位，NC機重新啟動

GK14：切斷手輪A+相信號

現(xiàn)象：手輪搖動，但坐標軸不能運行

分析：這種現(xiàn)象一般都需要對手輪的所有腳位進行通斷測量，因我們一般無法對手輪內(nèi)部的元器件進行修理。

處理方法：用萬用表電阻檔測量手輪接口X143的第3腳和手輪A+相不通

解決：故障開關(guān)復位

GK15：切斷I/O板輸出電源DC24V

現(xiàn)象：機床所有軸限位報警“021614”號，急停報警“3000、70016”號。

分析：這種現(xiàn)象一般只有一種可能就是沒有24V電源。因為行程開關(guān)同時壞了的可能性不大。

處理方法：用萬用表直流電壓檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”B01插頭與外部直流電源0V無24V電源

解決：故障開關(guān)復位。

GK16：切斷X+限位信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出報警號“021614”，鎖定坐標軸移動

分析：說明系統(tǒng)的機床保護開關(guān)出了問題，通過診斷頁面可查到是某軸某方向。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的A02插頭與分線器的A02端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK17：切斷X－限位信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出報警號“021614”，鎖定坐標軸移動

分析：說明系統(tǒng)的機床保護開關(guān)出了問題，通過診斷頁面可查到是某軸某方向。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的B02插頭與分線器的B02端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK18：切斷Z+限位信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出報警號“021614”，鎖定坐標軸移動

分析：說明系統(tǒng)的機床保護開關(guān)出了問題，通過診斷頁面可查到是某軸某方向。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的B03插頭與分線器的B03端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK19：切斷Z－限位信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出報警號“021614”，鎖定坐標軸移動

分析：說明系統(tǒng)的機床保護開關(guān)出了問題，通過診斷頁面可查到是某軸某方向。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的A04插頭與分線器的A04端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK20：切斷機床急停信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出報警號“3000、70016”，鎖定坐標軸移動

分析：說明系統(tǒng)的機床保護開關(guān)出了問題，通過診斷頁面可查到是急停信號出現(xiàn)報警。

出現(xiàn)這種情況一般有2個問題。1、急停開關(guān)被按下或損壞；2、急停信號斷線。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的B01插頭與分線器的B06端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK21：切斷刀架1號刀位（T1）

現(xiàn)象：NC機發(fā)T1指令時，刀架換刀又立即鎖刀，T2、T3、T4正常

分析：這種現(xiàn)象是828D系統(tǒng)最典型的例子，那就是1號刀信號掉失了；檢查接線是否存在不良。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的A12插頭與分線器的A12端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK22：切斷刀架2號刀位（T2）

現(xiàn)象：NC機發(fā)T2指令時，刀架換刀又立即鎖刀，當換T1時刀架旋轉(zhuǎn)不停，T3、T4正常。

分析：這種現(xiàn)象是828D系統(tǒng)最典型的例子，那就是2號刀信號掉失了；檢查接線是否存在不良。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的B12插頭與分線器的B12端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK23：切斷刀架3號刀位（T3）

現(xiàn)象：NC機發(fā)T3指令時，刀架換刀又立即鎖刀，當換T1、T2時刀架旋轉(zhuǎn)不停，T4正常。

分析：這種現(xiàn)象是828D系統(tǒng)最典型的例子，那就是3號刀信號掉失了；檢查接線是否存在不良。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的A13插頭與分線器的A13端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK24：切斷刀架4號刀位（T4）

現(xiàn)象：NC機發(fā)換刀指令（任意刀號）刀架正轉(zhuǎn)后，找不到刀位，5秒鐘后出現(xiàn)報警號“700046”

分析：這種現(xiàn)象是828D系統(tǒng)最典型的例子，那就是4號刀信號掉失了；檢查所有刀位信號線接線是否存在不良。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的B13插頭與分線器的B13端子不通。

解決：故障開關(guān)復位，按NC機的“取消”鍵消除報警

GK25：切斷系統(tǒng)驅(qū)動使能信號

現(xiàn)象： KA2繼電器沒有吸合，NC機發(fā)出移動坐標軸指令時，報警“缺少軸使能”。

分析：這種現(xiàn)象出現(xiàn)有幾個方面：接觸不良、繼電器長時間工作損壞或KA2線圈無工作電源。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的A16插頭與分線器的A16端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK26：切斷系統(tǒng)驅(qū)動使能信號

現(xiàn)象：KA3繼電器沒有吸合，NC機報警“25201”號。

分析：這種現(xiàn)象出現(xiàn)有幾個方面：接觸不良、繼電器長時間工作損壞或KA3線圈無工作電源。

處理方法：用萬用表電阻檔測量面板上的“輸入/輸出控制模塊”的B16插頭與分線器的B16端子不通。

解決：故障開關(guān)復位

GK27：切斷主軸正轉(zhuǎn)信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出M03信號，KA4無吸合，主軸不轉(zhuǎn)。

分析：這種情況說明系統(tǒng)無正轉(zhuǎn)信號輸出或繼電器沒有接收到工作電源。

處理方法：用萬用表電壓檔測量KA4線圈無24V電源

解決：故障開關(guān)復位

GK28：切斷刀架正轉(zhuǎn)信號

現(xiàn)象：NC機發(fā)出換刀指令，此時KA6直流繼電器無吸合，使換刀交流繼電器KM3無吸合，致使不能換刀，5秒后NC機發(fā)出“700046”號報警。

分析：一般這種現(xiàn)象出現(xiàn)有幾個方面：接線不良、繼電器長時間工作線圈燒斷或數(shù)控系統(tǒng)信號無輸出、KA6繼電器沒有接收到工作電源。

處理方法：用萬用表電壓檔測量KA6線圈無24V電源

解決：故障開關(guān)復位，按NC機的“取消”鍵消除報警