数控系统

数控系统和功能部件成为接线端子行业瓶颈 时间 国产中档数控系统国内市场占有率只有35%，而高档数控系统95%以上依靠进口。功能部件国内市场总体占有率约为30%，其中高档功能部件市场占有率更低。数控系统和功能部件发展滞后已成为制约我国接线端子行业发展的瓶颈。 据国家海关统计数据，2010年我国进口数控系统金额达18.1亿美元，机床附件(含功能部件和夹具)类产品达16.2亿美元。我国机床工具行业产品质量整体水平已经有了很大提高，但在产品质量的稳定性和可靠性方面，例如：机床早期故障率较高，精度稳定性周期短，工程能力系数(CPK值)、平均无故障工作时间(MTBF)等指标与国际先进水平比较尚有一定差距。机床工具行业属于技术密集、资金密集、人才密集的产业，具有多门类、多品种、小批量、高社会效益等产业秉性。 目前行业配套的中高档数控系统和关键功能部件主要依赖进口，多数产品技术附加值偏低，产业整体还处于国际产业链的中低端，行业整体经济效益偏低，盈利能力较差，与发达国家相比仍存在一定差距。加之我国模具设计开发及模具技术的精密度还有待提高，大部分的模具企业仍在模具行业低位挣扎，重复建设、恶性竞争现象普遍存在，严重的制约了模具企业的发展。同时也制约了国内接线端子整体行业的发展。 要加快我国接线端子产业的调整和优化布局，不仅是接线端子企业的产品开发和技术创新，同时也是整个产业链资源的优化和提升，机床数控和模具的精密度和稳定性提高显得尤为重要。本文转载：亚洲流体机械产品网

数控系统是数控机床的控制核心，现代的数控系统都是采用专用的计算机控制系统，由硬件和软件两大有些组成。　　数控系统的硬件出现疑问直接影响数控机床的运行，一旦出现硬件故障，有必要将损坏的硬件修复或许更换备件，机床才干恢复正常作业。数控系统的硬件包括CPU模块、存储器模块、显现模块、伺服轴控制模块、PLC接口模块、电源模块、显现器等。数控系统硬件出现故障时，只需在找到有疑问的模块后，对其进行修复或许更换备件，才干排除故障。　　下面介绍一些数控系统硬件故障的维修实例。　　例3-15一台数控车床开机后系统死机　　口数控系统：FANUC OTC系统。　　口故障景象:这台机床通电开机后，系统死机，不能进行任何操作。　　口故障分析与检查:对FANUC OTC系统数控装置进行检查，发现CPU底板L4报警灯亮，伺服控制模块的WDA灯亮，如图3-36所示。CPU底板L4报警灯亮指示伺服控制模块(轴卡)故障(接触不良、脱落或软件版本不符)或许主CPU底板故障。由于伺服控制模块的报警灯也亮，所以首要与别的机床互换伺服控制模块，但这台机床故障依旧。与别的机床更换系统CPU底板C A20B-2000-0175/08B，故障转移到别的机床，阐明系统CPU底板损坏。http://img.mp.itc.cn/upload/20161222/3d776078b76044208ba852bac0fb65ab_th.jpg　　口故障处理:更换系统CPU底板后，机床恢复正常运行。　　例3-16一台数控车床作业时出现报警"930 CPU INTERRUPT" (CPU中断)　　口数控系统:FANUC OTC系统。　　口故障景象:这台机床作业2-3小时后，出现930号报警，关机一会儿再开还能够作业。　　口故障分析与检查:调查故障景象，系统除了出现930号报警外，有时还出现报警"920WATCH DOG TIMER"(看门狗超时)，检查系统发现CPU主板上L2和L4报警灯亮(参考图3-36 ) L2报警灯亮指示NC有故障，L4灯亮指示轴控制模块故障(接触不良、脱落、软件版本不符)、主电路板故障等。由所以作业一段时问后才出现报警，首要与别的机床互换电源模块，这台机床故障依旧。与别的机床互换CPU主板，仍是原来的机床报警。与另一台机床互换伺服轴控制模块A 16B-2200-039后，故障报警转移到另一台机床上，阐明是系统伺服车由控制模块出现疑问。　　口故障处理:更换数控系统伺服轴控制模块后，机床恢复安稳运行。　　例3-17一台数控车床开机出现报警"408 SERVO ALARM: （SERIAL NOT RDY )"(伺服报警:串行主轴没有预备好)"409 SERVO ALARM: （ SERIAL ERR )"(伺服报警:串行主轴错误)　　口数控系统:FANUC OTC系统。　　口故障景象:这台机床开机就出现408号和409号报警，指示串行主轴故障。　　口故障分析与检查:这台机床采用FANUC a系列数字伺服系统，检查伺服系统，发现主轴伺服模块显现器上有“24"号报警代码显现，如图3-37所示。依据主轴伺服系统报警手册，"24”号报警代码指示串行口数据传输出错，也许的故障原因如下:　　1)主轴驱动模块与NC数据传输不正常。　　2 ) NC没有接通。　　3)串行总线电缆连接有疑问。　　4)串行总线接口电路有疑问。　　5 ) I/O总线适配器有疑问。http://img.mp.itc.cn/upload/20161222/a5e9bad3fe9241b38d4ec3f1789d164e.jpg　　检查串行总线连接，没有发现疑问;与别的机床互换主轴驱动模块，故障没有转移;串行主轴的信号是从系统的存储器模块输出的，互换系统存储器模块，故障依旧;当把另一台机床的系统CPU底板(A206-2002-065更换上后，系统不再产生报警，阐明系统CPU底板出现了疑问。　　口故障处理:更换系统CPU底板后，机床恢复正常运行。　　例3-18一台数控车床开机出现报警"420 SERVO ALARM: Z AXIS EXCESSERROR"(伺服报警:Z轴超偏差错误)　　口数控系统:FANUC OTC系统。　　口故障景象:这台机床开机就出现图3-38所示的420号报警，指示Z轴超差。　　口故障分析与检查:依据故障景象和报警信息分析，Z轴开机就出现超差报警，这时还没有让Z轴运动，因此故障原因也许是机床数据疑问、编码器疑问、伺服电动机疑问、系统伺服轴控制模块疑问或伺服驱动模块疑问等。http://img.mp.itc.cn/upload/20161222/feed5e8fe4c646a699ec0eb044562f95_th.jpg　　首要检查有关的机床数据没有发现异常。为了进一步确认故障，在系统伺服轴控制模块(轴卡)上将X轴指令电缆和反馈电缆插头与Z轴的互换，即指令输出插头M 184与M187互换插接，编码器反馈插头M185与M188互换插接。这时开机，系统仍然出现420号报警，指示的仍是Z轴故障，阐明故障与编码器、伺服驱动模块和伺服电动机都没有联系。所以故障原因应该定位在系统的伺服轴控制模块(轴卡)上。　　口故障处理:更换系统的伺服轴控制模块A 16B-2200-039后，通电开机，机床恢复正常运行。　　例3-19一台数控车床出现报警"424 SERVO ALARM: Z AXIS DETECT ERROR"(伺服报警:Z轴检测错误)　　口数控系统:FANUC OTC系统。　　口故障景象:这台机床开机就出现如图3-39所示的424号报警，指示Z轴有疑问。　　口故障分析与检查:依据FANUC OTC系统的作业原理，该系统具有共同的诊断数据，通过系统“DGNOS”功用能够调用这些数据。当机床出现故障时，检查这些数据，能够了解机床的一些运行情况，为确诊机床故障供给依据。http://img.mp.itc.cn/upload/20161222/fb9bffd004954d8888e2ab89704324f4_th.jpg　　放电单元故障。这台机床的伺服系统采用FANUC的a系列数字伺服驱动装置，更换伺服驱动模块和电源模块都没有处理疑问，并且调查伺服装置一切数码管均显现“一”，如图3-40所示，指示伺服系统没有预备好。因此，怀疑系统伺服轴控制模块(轴卡)有疑问。　　口故障处理:更换系统伺服轴控制模块后，系统报警消除，机床恢复正常作业。　　例3-20一台数控车床通电开机后，屏幕没有显现　　口数控系统:FANUC OTC系统。　　口故障景象:这台机床通电发动系统后，系统发动不了。　　口故障分析与检查:出现故障后，首要对系统进行检查，按下系统发动按键后，系统电源模块上的指示灯一个也不亮，如图3-41所示。FANUC电源模块上有两个指示灯，一个绿色PIL指示灯，指示电源模块作业正常;另一个赤色指示灯指示电源系统有故障。　　检查系统发动线路和电源模块输入电压都正常没有发现疑问。那么必定是如图3-42所示的系统电源模块A16B-1212-0100-01损坏。http://img.mp.itc.cn/upload/20161222/ac6bd52926ce4c8ba95db64752353351_th.jpg　　口故障处理:维修电源模块后，系统恢复正常作业。　　例3-21一台数控球道磨床出现报警"104 Control loop hardware"(控制环硬件)　　口数控系统:西门子3M系统。　　口故障景象:这台磨床常常出现图3-43所示的104号报警，指示X轴伺服控制环有疑问。http://img.mp.itc.cn/upload/20161222/5edb1c6793e2470eb493153ea27e9bda_th.jpg　　口故障分析与检查:依据机床的作业原理，为确保机床的精度，该机床采用光栅尺作为位置反馈元件，为此在系统测量模块上加装EXE信号处理板C 260 619 015 918 976，用以对光栅尺反馈信号进行处理。对故障景象进行调查，不管X轴是不是运动，都出现报警，有时开机就出现报警。因此怀疑光栅尺或许系统的测量模块有疑问。　　本着先易后难的原则，首要检查系统测量模块(6FX1125-1AA01)，由于X轴和Y轴各采用一块EXE信号处理板，如图3-44所示，所以采用互换法将X轴的EXE信号处理板与Y轴的EXE信号处理板对换，这时机床再出现故障时，显现114号报警，指示的是Y轴伺服环有疑问，即故障转移到Y轴上，阐明是原X轴的EXE信号处理板有疑问。http://img.mp.itc.cn/upload/20161222/f738f9942bee4d7380f6751960fc1d9e_th.jpg　　口故障处

经济型数控机床的主要特点是价格便宜，功能针对性强。一般情况下，普通机床改装成简易数控机床后可以提高工效1～4倍，同时能降低废品率，提高产品质量，又可减轻工人劳动强度。改造费用通常一年左右就可以收回。一般用单板微计算机作为控制装置，用步进电机为执行机构，将普通机床改造成简易数控机床。经改造后的机床既保留了原机床的通用性，又增加了许多传统机床所没有的特点，如自动对刀、间隙补偿、自动调整进给速度、自动回原点等功能。这种机床尤其适用于杆轴类、盘类零件以及带有锥度、球面的中等复杂程度零件的频繁、轮番加工。 　　 　　数控系统的工作过程如下: 　　 　　(1)输入大量的零件加工程序一般通过通信方式从外部计算机输人而来。数控系统一般有两种不同的输人工作方式:一种是边输人边加工(即通常所说的DNC方式)，这种方式用于较长程序，也就是复杂零件的加工;另一种是一次将琴件加工程序全部输人数控系统内部的存储器，加工时再由存储器一段一段地读出进行零件加工。具体采用哪种方式，视数控系统存储器的存储量而定。 　　 　　(2)译码输人的程序段含有零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、要求的加工速度以及其他的辅助信息(换刀、主轴转速、进给速度、冷却液等)。系统计算机依靠译码程序来识别这些指令符号，译码程序将零件加工程序翻译成系统计算机内部能识别的语言。 　　 　　(3)数据处理数据处理一般包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理。数控刀具半径补偿是根据刀具半径值把零件轮廓轨迹转化为刀具中心轨迹。速度计算是解决该加工程序段以什么样的速度运动的问题。另外还有辅助功能如换刀、冷却液等数据的处理。 　　 　　(4)插补(即轴进给运动)在机床的实际加工中，被加工上件的轮廓形状千差万别。严格说来，为了满足几何尺寸精度的要求，刀具中心轨迹应该准确地依照工件的轮廓形状生成。对于简单的曲线，数控系统易于实现，但对于较复杂的形状，若直接生成刀具中心轨迹，势必会使计算方法变得很复杂，计算工作量也相应地大大增加。因此，在实际应用中，常常采用一小段直线或圆弧去逼近(或称为拟合)曲线，有些场合也叮以采用抛物线、椭圆、双曲线和其他高次曲线去逼近曲线。所谓插补，是在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后，在起点和终点之间进行数据点的密化，从而用多段简单曲线来逼近复杂曲线。数控系统经过插补运算后向伺服系统发出指令，从而实现各坐标轴的进给运动，完成零件的加上。脉搏制造网-外协加工-机械加工-数控加工-专注加工制造业B2B平台