数控铣床控制电路分析与检测

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认识数控机床的电气图

【例1—4】
故障现象：一台数控机床，某天开机，主轴报警，显示器显示
“S axis not ready”(主轴没准备好)。分析及处理：打开主轴伺服单元电箱，发现伺服单元无任何显示
。用万用表测主轴伺服驱动BKH电源进线供电正常，而伺服单元数
码管无显示，说明该单元损坏。检查该单元供电线路，发现供电线路实际接线与电气图不符，该单元通电起动时，KM5先闭合，2～3s 后，KM6闭合，将电阻R短接。电阻与扼流圈L的作用是在起动时防止浪涌电流对主轴单元的冲击。故障排除：按电气图重新接线，更换新主轴单元后，机床恢复正常。
上电源后，系统开始自检，当自检完毕进入基本画面时，
系统断电。分析及处理：经检查，故障原因是X轴抱闸线圈对地短路
。系统自检后，伺服条件准备好，抱闸通电释放。抱闸线
圈采用24V电源供电，由于线圈对地：一台FANUC-0T数控车床，开机后CRT无画面
1.电气原理图一般分为主电路、控制电路和辅助电路三个部分。 2.电气原理图中所有电气元件的图形和文字符号符合国家标准。 3.在电气原理图中，所有电气元件的可动部分均按原始状态画出。 4.动力电路的电源线应水平画出；主电路应垂直于电源线画出；控制电路和辅助电路应垂直于两条或几条水平电源线之间；耗能元件应接在下面一条电源线一侧，而各种控制触点应接在另一条电源线上。 5.电气原理图中采用自左向右或自上而下表示操作顺序，同时应尽量减少线条数量，避免线条交叉。
1．分析主回路
2．分析控制电路
3．分析辅助电路 4．分析连锁与保护环节
5．总体检查
一、数控机床电气线路的分析
1.主回路分析
TK40A强电回路
2.电源电路分析
TK40A电源回路图
TK40A交流控制回路图

XA6132卧式万能铣床控制电路的分析、故障诊断

冷却 M3 长动
SA3
泵
KA3
数控机床电气控制三、分析铣床电气原理图
数控机床电气控制
工作台纵向限位开关工作状态
纵向手柄触点
向左
中间（停）
向右
SQ1-1
-
-
+
SQ1-2
+
+
-
SQ2-1
+
-
-
SQ2-2
-
+
+
数控机床电气控制
工作台升降、横向限位开关工作状态
升降、横向手柄触点
向前向下
中间（停）
数控机床电气控制
注意：测量前应该仔细检查万用表的测量棒是否绝缘，插
口是否牢靠。测量时要操作动作正确，保证人身安全，防止触电。测量时应注意所测电路的电压值。测量时电压的档位是不能带电切换的。
数控机床电气控制二、铣床运动、控制要求分析
1.主要结构与运动分析 XA6132铣床除主运动和较复杂的进给运动
故障点
1 不能向任 KM3、KM4不吸合 FR2常闭触点脱线
何方向进
给
2
KM3、KM4吸合 FR2驱动元件脱线
3
M2电动机损坏
数控机床电气控制
(2)诊断故障
工作台不能正常进给
KM3或KM4
否
线圈是否吸合？
是
FR2是否动作？
否
是检查动作原因并复位
检查进给控制回路检查M2电动机
数控机床电气控制
3.操作要点（1）按步骤正确操作车床，确保设备安全。（2）注意观察车床电气元件的安装位置和走线情
控制电路功能出现问题时，不用切断电源，根据被测电路的情况，将万用表的转换开关置于交流电压或直流电压的档位，选择好量程，根据诊断逐段测量电路。如果测得电气元件两点间电压值与正常值不同，即说明该两点之前的电路接触不良或元件有损坏。如果测得某两点间电压值为0V，即说明该两点间有断路情况。

数控机床常见故障诊断和常规维修方法

许多焊点，板问或模块问又通过插接件及电缆相连。
因此，任何虚焊或接触不良都可能引起故障，当
用绝缘物轻轻敲打有虚焊及接触不良的疑点处，故障
肯定会重复出现。
３３、测量比较法．７
第一次开机的检查，机床加工造成废品但又无法报警、
一
ＣＣ系统厂家在设计印刷线路板时，为了调整，Ｎ
即从故障现象开始，根据故障机理列出多种可能产生故障的原因，然后对这些原因逐点进行分析，排除不
正确的原因，最后确定故障点。
以故障产生时有无破坏性而将故障分为破坏性故障和非破坏性故障。
２４、破坏性故障．１此类故障产生会对机床和操作者造成伤害，导致
故障部件。当然采用此法时，一定要注意元器件的温分析和比较、从而对故障定位。运用这种方法，要求
度等参数，不要将原来是好的器材烤坏。
３３、参数检测法．５
维修人员必须对整个系统或每个电路的原理有清楚、
深刻的了解。
数控参数能直接影响数控机床的性能。参数通常是存放在参数内存或存放在需由电磁保持的ＣＭＯＲＭ。一旦电磁不足或由于外界的某种干扰，ＳＡ使个别参数丢失或变化，就会使机床无法正常工作。此时，通过核对、修正参数就能将故障排除。当机床
功能。本文介绍几种常规的维修方法。
３．１３、直观法
这是一种最基本的方法，维修人员通过对故障发
生的各种光、声、味等异常现象的观察以及认真查看系统的每一处，往往可将故障范围缩小到一个模块或

数控机床的故障诊断、处理

数控机床的故障诊断、处理数控机床，是一种技术含量很高的机、电、仪一体化的高效复杂的自动化机床，机床在运行过程中，零部件不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，因此，熟悉机械故障的特征，掌握数控机床机械故障诊断的常用方法和手段，对确定故障的原因和排除有着重大的作用。

一、数控机床故障诊断原则与基本要求1.1排障原则。

主要包括以下几个方面：1)充分调查故障现象，首先对操作者的调查，详细询问出现故障的全过程，有些什么现象产生，采取过什么措施等。

然后要对现场做细致的勘测;2)查找故障的起因时，思路要开阔，无论是集成电器，还是和机械、液压，只要有可能引起该故障的原因，都要尽可能全面地列出来。

然后进行综合判断和优化选择，确定最有可能产生故障的原因;3)先机械后电气，先静态后动态原则。

在故障检修之前，首先应注意排除机械性的故障。

再在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。

而对通电后会发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通电。

1.2故障诊断要求。

除了丰富的专业知识外，进行数控故障诊断作业的人员需要具有一定的动手能力和实践操作经验，要求工作人员结合实际经验，善于分析思考，通过对故障机床的实际操作分析故障原因，做到以不变应万变，达到举一反三的效果。

完备的维修工具及诊断仪表必不可少，常用工具如螺丝刀、钳子、扳手、电烙铁等，常用检测仪表如万用表、示波器、信号发生器等。

除此以外，工作人员还需要准备好必要的技术资料，如数控机床电器原理图纸、结构布局图纸、数控系统参数说明书、维修说明书、安装、操作、使用说明书等。

二、故障处理的思路不同数控系统设计思想千差万异，但无论那种系统，它们的基本原理和构成都是十分相似的。

因此在机床出现故障时，要求维修人员必须有清晰的故障处理的思路：调查故障现场，确认故障现象、故障性质，应充分掌握故障信息，做到“多动脑，慎动手”避免故障的扩大化。

根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度，并列出故障部位的全部疑点。

FANUC_0i_Mate_MC数控加工中心电气设计和调试(DOC)

前言数控机床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。

现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在数控技术之上。

数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的核心标志，实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

我国是世界上机床产量最多的国家，但数控机床的产品竞争力在国际市场中仍处于较低水平，即使在国内市场也面临着严峻的形势：一方面国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求，而另一方面却有不少国产机床滞销积压，国内机床产品充斥市场，严重影响我国数控机床自主发展的势头。

这种现象的出现，除了有经营上、产品质量上和促销手段上等的原因外，一个最主要的原因就是新产品（包括基型、变型和专用机床）的开发周期长，不能及时针对用户的需求提供满意的产品。

本论文采用的是FANUC数控加工中心系统，深入浅出地介绍了FANUC数控加工中心的电气原理图、PMC程序的编制和简单系统的调试等。

电气原理图与PLC程序设计是这次设计中的重点内容，同时也是难点。

由于本人水平有限，设计中的错误和不足之处在所难免，敬请各位指导老师和验收老师批评指正。

目录前言 (1)第一章绪论 (3)1.1 选题背景 (3)1.2 FANUC数控系统概述 (4)1.2.1 FANUC数控系统的主要类型 (4)1.2.2 FANUC数控系统的特点 (4)1.2.3 FANUC 0系列的主要功能及特点 (5)1.2.4 FANUC 0i系列的主要功能及特点 (5)1.3 FANUC数控加工中心的创新与应用 (6)第二章 FANUC加工中心电气原理图的设计 (6)2.1 常用电器的选型 (6)2.1.1 伺服电机的选型 (6)2.1.2 低压元器件选择 (7)2.2 电气原路图的基础知识 (8)2.2.1 电气原理图 (8)2.2.2 电气原路图的构成要素 (8)2.2.3 电气原路图的画法规则 (8)2.3 电气原理图的设计原则和设计步骤 (9)2.3.1 电气原理图中的图形符号、文字符号和接线端子标记 (9)2.3.2 电气原理图 (9)2.4 电气原理图电路示例 (12)第三章 FANUC PMC程序的设计 (14)3.1 概述 (14)3.2 PMC的地址 (15)3.3 PMC程序的结构 (16)3.4 基本指令 (16)3.5 功能指令 (18)3.5.1功能指令的格式 (19)3.5.2部分功能指令说明 (20)3.6 FANUC数控加工中心PMC的分析 (24)3.6.1 I/O分配表 (24)3.6.2 PLC完成M功能信号的处理 (25)第四章系统的调试 (27)4.1 FANUC Oi Mate-MC数控系统操作面板 (27)4.2 参数的显示 (28)4.3 用MDI设定参数 (29)4.4 重要参数的设定 (30)4.4.1 有关“SETTING”的参数 (30)4.4.2 有关轴控制/设定单位的参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．324.4.3 有关存储式行程检测的参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．354.4.4 有关进给速度的参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．354.4.5 有关加减速控制的参数 (35)4.4.6 有关伺服的参数 (35)4.4.7 有关DI/DO的参数 (36)4.4.8 有关MDI、显示和编辑的参数 (37)4.4.9 有关程序的参数 (39)4.4.10 有关螺距误差补偿的参数 (39)4.4.11 有关主轴控制的参数 (40)结论 (41)致谢 (41)参考文献 (42)第一章绪论1.1 选题背景加工中心（Machining Center，简称MC）是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。

数控机床第8章数控机床电气控制电路设计与案例(2015-08))

周德卿 2015.8
图8-4 保护接地连接
11
(2）工作接地
为了保证设备的正常工作，如直流电源常需要有一极接地，作为参考零电位，其他极与之比较，形成直流电压，例如±15V、±5V、±24V 等；信号传输也常需要有一根线接地，作为基准电位，传输信号的大小与该基准电位相比较，这类地线称工作地线。在系统中一定要注意工作地线的正确接法，否则非但起不到作用反而可能产生干扰，如共地线阻抗干扰、地环路干扰、共模电流辐射等等。
周德卿 2015.8
2
图8-1 某数控车床的机床主电路与继电控制电路原理图
周德卿 2015.8
3
① 主电路如图8-1左半部分所示。该电路是指3相交流380V电源和起拖动作用的电动机之间的电路，它由电源开关、熔断器、断路器或电动机保护器的过流过压触点、热继电器的热元件、交流接触器的主触点、电动机以及其它要求配置的电器如电源变压器、控制变压器、变频器、交流开关稳压电源等电气元件连接而成。
在数控系统中，常用的隔离变压器有伺服变压器和控制变压器，其产品与电气符号如图8-7所示。
图8-5 单点接地几种形式
周德卿 2015.8
12
(3）屏蔽接地
为了抑制噪声，电缆、变压器等的屏蔽层需接地，相应的地线称为屏蔽地线。在低阻抗网络中，低电阻导体可以降低干扰作用，故低阻抗网络常用作电气设备内部高频信号的基准电平（如机壳或接地板），连接时应标明符号“ ” 作为屏蔽地。以屏蔽电缆为例，数控系统中有很多弱信号传输线，传输模拟信号或数字信号，如CNC到伺服驱动信号线、编码器反馈电动机位置与速度的信号线等，它们极易受干扰必须使用屏蔽电缆。
该电路的控制原理同典型的电动机拖动控制电路，只是控制触点的信号来自CNC数控单元和I/0接口单元输出电路中的直流继电器的常开（或常闭）触点，如图8-1中控制主轴电动机正、反转的直流继电器KA1、KA2；控制刀架电动机正、反转的直流继电器KA4、KA5等，均是由PLC相应输出接口控制的。

XK714A数控铣床电气控制线路识读

XK714A数控铣床电气控制线路识读XK714A数控铣床工作台左右运动为X坐标，前后运动为Y坐标，均由GK6062-6AF31交流永磁伺服电动机通过同步齿形带、带轮、滚珠丝杠和螺母实现；主轴箱上下运动为Z坐标，其运动由GK6063-6AF31带抱闸的交流永磁伺服电动机通过同步齿形带、带轮、滚珠丝杠和螺母实现。

机床主轴旋转运动则由YPNC-50-5.5-A主轴电动机经同步带及带轮传至主轴。

主轴电动机为变频调速三相异步电动机，由数控系统控制变频器的输出频率实现主轴无级调速。

1. 动力电路图1是XK714A数控铣床的380V动力电路。

图中QF1、QF3、QF2、QF4分别为电源总开关以及主轴强电、伺服强电、冷却电动机所在电路的断路器，在各自的电路中起接通电源及短路保护、过流保护等作用，其中QF4断路器还带有辅助触头，该触头信号输进到PLC中作为报警信号。

图1 XK714A数控铣床动力电路KM1、KM2、KM3分别为控制伺服电动机、主轴电动机、冷却泵电动机的交流接触器的主触头，分别控制相应的电动机。

TC1则是将380V电压变换为交流220V电压的主变压器，采用三角-星连接，输出的220V交流电供给伺服电源模块。

RC1、RC2、RC5为阻容吸收器，当相应的电路断开后，可吸收伺服电源模块、主轴变频器、冷却电动机的瞬时开释能量，进行过电压保护。

2. 电源控制线路图2是XK714A数控铣床的电源控制线路。

图中TC2是控制变压器，一次侧接进来自动力电路U、V真个AC380交流电源，二次侧则输出AC110V、AC24V 、AC220V三路。

图2 XK714A数控铣床电源控制线路AC110V供给交流控制线路、电柜热交换器电源； AC24V 供给工作灯线路；AC220V供给主轴风扇电动机、润滑电动机和24V直流稳压电源VC1，并通过低通滤波器滤波后再供给伺服模块、电源模块和24V直流稳压电源VC2。

VC1直流稳压电源将给数控装置、PLC输进输出接口、24V继电器线圈、伺服模块、电源模块、悬挂风扇提供电源；VC2直流稳压电源则给Z轴电动机提供24V的Z轴抱闸装置。

数控机床常见故障诊断及排除方法

数控机床常见故障诊断及排除方法不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别，但随着微电子技术的发展，在故障诊断上有它的共性。

1、数控机床故障诊断原则在故障诊断时应掌握以下原则：（1）先外部后内部数控机床是集机械、液压、电气和光学为一体的机床，故其故障的发生也会由这四者综合反映出来。

维修人员应先由外向内逐一进行排查。

尽量避免随意地启封、拆卸机床，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。

（2）先机械后电气一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。

在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。

（3）先静后动先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。

在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。

而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。

（4）先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。

往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。

2、数控机床的故障诊断技术数控系统是高技术密集型产品，要想迅速而正确的查明原因并确定其故障的部位，要借助于诊断技术。

随着微处理器的不断发展。

诊断技术也由简单的诊断朝着多功能的高级诊断或智能化方向发展。

诊断能力的强弱也是评价CNC数控系统性能的一项重要指标。

目前所使用的各种CNC系统的诊断技术大致可分为以下几类：1. 启动诊断（Start Up Diagnostics）启动诊断是指CNC系统每次从通电开始，系统内部诊断程序就自动执行诊断。

诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件，如CPU、存储器、I/O等单元模块，以及MDI/CRT单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。

只有当全部项目都确认正确无误之后，整个系统才能进入正常运行的准备状态。

否则，将在CRT画面或发光二极管用报警方式指示故障信息。

此时启动诊断过程不能结束，系统无法投入运行。

数控铣床电气图分析

模块6 XD-40数控铣床电气图分析一、学习目标终极目标：会读数控机床电气图册，利用电气图维修机床。

促成目标：1）掌握读图的方法。

2）掌握根据电气图查找机床电气故障的方法。

二、工作任务分析XD-40 802D数控铣床的电气图。

三、相关实践知识数控机床的电气册由数控机床厂商提供，电气原理图一般包括主电路、控制电路、进给伺服驱动电路、主轴驱动电路、CNC接口电路和PLC输入输出电路。

除此之外还提供电气元件安装位置图等，便于维修。

机床厂在设计电气图册时一般考虑多种不同情况，如不同的主轴变频器，全闭环或半闭环系统等，因此电气图上会用虚线框标示出来一些选件，这些选件在实际机床电气配置不一定都有，因此在利用电气图进行维修时首先应清楚机床实际的电气配置。

（一）主电路数控机床主电路主要包括电源的进线，总开关，冷却、润滑、排屑、散热风扇等辅助功能的电机连接，如果因伺服动力电不是380V，还需要动力变压器和控制变压器的变压电路。

图3-6-1 主电路图一由图3-6-1可以看到，该机床采用三相五线制供电，电网三相380V电L1，L2，L3经总开关QF1输入至电气柜，给各支路供电，QF1带有分离脱扣，当机床执行指令M30时，中间继电器KA11得电，QF1断开，实现了机床关机。

机床排屑、冷却及主轴风扇电动机都配有过载保护开关QM，QM的作用相当于QF 和FR的作用。

FV为限压保护器件，在电动机频繁起停时起干扰作用。

在图纸上标注的3/E4表示此处与第3页E4区标有320和0线号的地方连接，2/B1表示与第2页B1区是相同的三条线。

XB0是地线的接线排，此外在图纸上还标明了连接线的线径和QM的型号及电流设定值。

图3-6-2 主电路图二在第2张主电路图当中，通过一个两相的QF2接到单相变压器上，变压器有24V和220V两个抽头，其中24V用于机床照明灯EL1，EL2；220V用于给其它设备供电，包括热交换器，机床润滑泵，以及两个开关电源。

试述数控机床日常电气维修项目的内容

试述数控机床日常电气维修项目的内容数控机床日常电气维修项目是保证数控机床正常运行的重要工作之一。

在日常维修中，电气工程师需要进行多项操作和检修，以确保机床的安全和稳定运行。

电气工程师需要进行电气系统的检查和维护。

他们会检查电气元件的连接是否松动，电源线是否磨损，电缆是否老化等情况。

如果发现问题，他们会及时进行修复或更换。

电气工程师需要检查数控系统的电源供应情况。

他们会检查电源线路是否正常，电压是否稳定。

如果发现电源问题，他们会采取相应的措施，如更换电源线路或修复电源设备。

电气工程师还需要检查数控系统的控制电路和信号传输线路。

他们会检查控制器、编码器、传感器等设备是否正常工作，是否有信号丢失或干扰等问题。

如果发现问题，他们会进行维修或更换相应的设备。

电气工程师还需要对数控机床的电机系统进行检查和维护。

他们会检查电机的绝缘情况，测量电机的电阻和绝缘电阻，以确保电机的正常运行。

如果发现电机故障，他们会进行修复或更换电机。

电气工程师还需要进行电气系统的调试和优化。

他们会根据机床的工作要求，调整电气系统的参数，以提高机床的运行效率和精度。

在调试过程中，他们会进行多次测试和调整，直到达到理想的效果。

电气工程师还需要编写维修记录和维修报告。

他们会详细记录每次维修的内容、维修的时间和维修的结果。

这些记录和报告对于日后的维修和故障排除都非常重要。

数控机床日常电气维修项目是一项关键的工作，它需要电气工程师具备扎实的电气知识和丰富的维修经验。

通过他们的努力，可以保证数控机床的正常运行，提高生产效率和产品质量。

机床电气控制电路设计

机床电气控制电路设计引言在机床的制造过程中，电路设计起着至关重要的作用。

机床电气控制电路设计涉及到各种传感器、执行器、开关和控制器的选择和配置。

本文将介绍机床电气控制电路设计的基本原则和常用组件，并提供一些实际案例来帮助读者更好地理解。

基本原则机床电气控制电路设计的基本原则是确保系统的可靠性、稳定性和安全性。

以下是一些常见的设计原则：1.分离电源：将电源分为主电源和控制电源，以确保不会因为控制电路故障而影响整个系统的运作。

2.使用合适的传感器：选择适合机床应用的传感器，例如位置传感器、压力传感器和温度传感器等。

3.合理配置执行器：根据机床的具体要求，选择合适的执行器，例如伺服电机、步进电机和液压执行器等。

4.使用适当的开关：选择合适的开关设备，例如按钮开关、刀闸开关和继电器等，确保系统的正常操作。

常用组件PLC（可编程逻辑控制器）PLC是一种专门用于工业控制的计算机设备，能够根据预定程序来控制机床的操作。

PLC通常由中央处理单元（CPU）、输入/输出模块（I/O 模块）和通信模块组成。

PLC的设计要考虑到机床的需求，合理选择适当的输入和输出模块。

通过编程，可以实现对机床的自动化控制。

PLC编程语言常用的PLC编程语言有梯形图（Ladder Diagram）、指令列表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）和结构化文本（Structured Text）等。

选择合适的编程语言，可以提高编程效率和可读性。

变频器变频器是控制电动机转速的装置。

它通过改变电源的频率和电压来调整电动机的转速。

变频器能够提供精确的转速控制和启动/停止控制，适用于需要频繁改变转速的机床应用。

电气元件机床电气控制电路设计中常用的电气元件有继电器、断路器、按钮开关和接触器等。

这些元件用于控制电路的开关和保护。

实际案例数控铣床控制电路设计在数控铣床的控制电路设计中，需要考虑到以下几个方面：1.位置控制：选择合适的位置传感器，如光电开关或编码器，以获取工件和刀具的准确位置信息。

《机床电气控制》学习领域课程标准

《机床电气控制》学习领域课程标准2009-10-14 18:06 | 编稿:4《机床电气控制》学习领域课程标准一、学习领域定位：《机床电气控制》是电气自动化专业的一门核心职业技术技能课程。

课程主要介绍生产设备的电气控制原理、线路以及设计方法，通过各种控制线路板的制作，采用“教、学、做”一体化的教学模式，使学生应达到以下基本要求：1、熟悉常用控制电气设备的结构、工作原理、用途、型号、并能正确选用。

2、熟悉电气控制线路的基本环节，对一般电气控制线路具有独立分析能力。

3、初步具有对电气控制系统进行改造和设计的能力。

4、初步具有对一般继电器-接触器控制线路的故障分析与检查能力。

5、电气控制线板安装的工艺要求。

由于《机床电气控制》课程具有较强的实际应用型，因此本课程在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用。

先修课：《电子电气制图》、《电工知识技能》、《电机拖动与控制实践》、《电子电气仪器仪表》。

后续课：《PLC原理及应用》、《工矿电气产品及实践》、《毕业设计》。

二、学习目标：1.专业人才培养定位随着行业结构的调整和优化组合，企业进入了一个新的快速发展阶段。

新工艺、新设备、新技术大量应用，特别是自动化控制系统的引进与广泛应用，电气控制系统的运行维护岗位增加，根据对行业企业的调查，这些技术所对应的岗位群主要分布在各类机床控制系统的安装、调试、运行、维护岗位以及电气元器件及电气设备的销售与技术服务岗位。

因此电气自动化专业培养生产、建设、管理、服务一线需要的德、智、体、美等全面发展的，具有一定专业理论知识，能够从事各类自动化电气设备及系统应用、运行、维护、安装与调试等工作的高等技术应用性专门人才。

2．课程目标《机床电气控制》课程作为机电系的重点建设课程，根据高职教育特点，立足于工学结合，基于工作过程设计课程内容，采取工学交替教学方式，重点突出技能培养，实行“教、学、做”一体化项目教学，具有“工学结合”教学模式的示范作用。

数控机床限位问题的分析与处理

数控机床限位问题的分析与处理【摘要】本文由浅入深地讲述了数控机床“限位”的三种控制方式，观察分析故障现象,从原理上入手，抓住特点，灵活运用PMC诊断画面快速定位故障点并予以排除。

结合实际工作经验对常用的限位控制方式进行分析说明，供维修人员参考与借鉴。

【关键词】限位；故障；分析；处理0.概述数控机床是集现代机械制造、自动控制、计算机技术、精密测量等多种技术于一体的自动化设备，故障具有隐蔽性、复杂性，与普通机床相比，在维修理论、技术和手段上有着较大的差异[1]。

面对机床种类繁多，故障现象千差万别，最重要的是要有一个明确的故障判断思路：“立足原理—PMC定位—快速排除”。

为了保障机床安全运行，机床的直线轴一般设置有软限位、硬限位或者软限位硬限位结合的行程保护“防线”。

由于限位工作元件安装在机床的工作区域，受冷却液、铁屑等环境的影响，使限位故障成为数控机床常见故障之一。

下面以FANUC 数控系统为例，从机床限位的工作原理出发，对导致“限位报警”的主要原因作一些分析和说明。

1.限位问题的分析与处理1.1硬限位（行程开关限位）硬限位是常用、较有效的限位方式之一，故障率也相对较高，主要是限位元件受工作现场环境影响较大、也有元件质量的因素。

容易造成控制电路断路或限位元件损坏。

机床厂家常用的硬限位有以下两种控制方式。

1.1.1“软硬”相结合的控制方式采用梯形图逻辑控制（软件）、限位开关（硬件）、参数设置相结合的方式。

这类机床有行程开关，一般都安装在旁边的保护盒中，由于机床长期工作，冷却液、铁屑、油泥等未能及时清除而积累使工作环境变得恶劣。

维修时一般采用先软件后硬件的方法。

由PMC判断故障位置，然后用万用表确定。

例如：安阳机床厂生产的CK6152数控车床，发生“OT0507:X轴负向超程”报警，机床停止工作，但该机床X轴实际位置还处在正常的工作范围内[2]。

根据该机床的电气原理图(见图1)，查找机床运行的PMC程序(见图2)和参数3004#5=1，可以判断该机床采用的是软硬相结合的控制方式。

数控机床常见故障诊断及维修

数控机床常见故障诊断及维修数控机床是一种集自动控制、计算机、微电子、伺服驱动、精密机械等技术于一身的高技术产物。

一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停机，影响生产。

所以，如何正确维护设备和出现故障时迅速诊断，确定故障部位，及时排除解决，保证正常使用，是保障生产正常进行的必不可少的工作。

1 数控机床故障诊断原则1.1 先外部后内部数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。

维修人员应先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。

1.2 先静后动先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。

在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。

而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。

1.3 先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。

往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。

1.4 先机械后电气一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。

在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。

2 数控机床常见故障分析根据数控机床的构成，工作原理和特点，将常见的故障部位及故障现象分析如下。

2.1 数控系统故障2.1.1 位置环这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。

它具有很高的工作频度，并与外部设备相联接，容易发生故障。

常见的故障有：①位控环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元内部损坏。

②不发指令就运动，可能是漂移过高，正反馈，位控单元故障；测量元件损坏。

③测量元件故障，一般表现为无反馈值；机床回不了基准点；高速时漏脉冲产生报警的可能原因是光栅或读头脏了；光栅坏了。

2.1.2 电源部分电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。

5.第五章数控机床电气控制线路

图5.1 数控机床电气组成结构框图
1
第一节数控车床电气控制线路
数控车床的机械部分比同规格的普通车床更为紧凑简洁。主轴传动为一级传动,去掉了普通机床主轴变速齿轮箱，采用了变频器实现主轴无级调速。进给移动装置采用滚珠丝杠，传动效率高、精度高、摩擦力小。
2
1.1 数控车床的主要工作情况
一般经济型数控车床的进给均采用步进电动机，进给电动机的运动由NC装置实现信号控制。数控车床的刀架能自动转位。换刀电动机有步进、直流和异步电动机之分，这些电动刀架的旋转、定位均由NC 数控装置发出信号，控制其动作。而其他的冷却、液压等电气控制跟普通机床差不多。现以经济型CK0630型数控车床为例，说明普通数控车床
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图 5.11 数控系统控制步进驱动接线图原理图
21
4、数控系统对电动刀架的控制:
(1)、直流型电动机电动刀架
数控系统控制电动刀架,主要控制刀架电动机的正反转, 所反应的刀号数送给数控系统.从数控系统输入信号接口来看，低电平有效。由于电动机电流不是太大，故选用数控系统能驱动的功率继电器。
数控系统控制电动刀架电动机的接线原理图如图5.12 所示。 P3 口的 O6(P3.6) 和 O7 （ P3.7) 控制 KA3 、 KA4继电器,由于输出低电平有效,故中间继电器另一端接+24V。三个微动开关信号SQ1～ SQ3分别接P3口的I1（P3.21)、I2（P3.22）、I3（P3.23），信号低电平有效。图5.12中，用 KA3、KA4的触点控制直流电动机正反转，而直流电源 DC27V的产生通过变压器和整流桥等电路产生。
31
图5.19 CLK脉冲与DIR信号波形
图5.20 数控系统与步进驱动的接口图

数控机床电气控制原理图 PPT

2.2.5 电气原理图识图
1、必须熟悉图中各器件的符号和作用。 2、识主电路 3、识控制电路 4、对于机电液配合比较紧密的生产机械，深入了解机械传动和液压传动。 5、识读照明、信号指示、检测、保护等部分。即：从机到电、先主后控、化整为零、连成系统
例1：
例1：
数控车床电气控制原理图分析
机床电气
机起串动 KT得电计时
KM2得电电动机全压运行
停止
图中电动机由降压起动转为
全压运行后KM1和KT均断电，
起动
只有KM2得电。
按下SB1，电动机停
2 Y -△降压起动
⑴ 原理：起动时，定子绕组接成星形，每相绕组所承受的电压为电源的相电压（220V），待转速上升到接近额定转速时，再将定子绕组的接线换接成三角形，每相绕组所承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入全电压正常运行状态。 ⑵应用：用于正常运行时定子绕组为△联结的电动机。
二、能耗制动控制原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场，达到制动的目的。
二、能耗制动控制 1.单向能耗制动控制
工作原理：
按SB2
KM1通电
电动机起动
KM1断电能耗按SB1 KM2通电制动
KT通电延时
KM2断电（制动结束）
桥式整流电路
的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控制基本线路识图、绘图、设计等；
2.2.1 电气原理图图形符号和文字符号
1、文字符号用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、
状态和特征的字符代码。例如， FR表示热继电器。 2、图形符号
用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。例如，“～”表示交流，R表示电阻等。

《典型机床维护与故障检修》课程标准

《典型机床维护与故障检修》课程标准
一、课程性质与任务
本课程是中等职业院校机电技术与应用专业的一门应用性主干专业课程。

课程的主要任务是通过理论教学、实验、实训，使学生深刻理解机床电路的基本功能含义，掌握机床电路的常见维修方法，培养学生在机床应用方面的实践能力和维修能力。

在教学过程中，还要紧跟机床发展的最新进程，及时补充新技术、新型号、新应用领域的有关内容。

并注意培养学生科学的思维方法和综合的职业能力，以适应职业教育发展的需要。

二、课程教学目标
使学生了解机床的主要结构、运动形式、电力拖动和电气控制特点、电器的操纵方法。

逐步了解和掌握各电气的布置位置、作用，各操纵手柄、开关、按钮、电动机的功能。

熟悉和掌握各机床常用控制电路的工作原理和作用。

结合生产实际，了解机床机械、电气、液压系统的工作情况。

哪些电器元件受机械、液压的控制；而哪些机械、液压元件又受电器元件的控制。

养成机床操作的良好习惯。

培养学生严谨细致认真的工作作风，养成辨证科学的分析和解决问题的方法，确立良好职业道德规范。

三、教学内容结构
教学内容由基础模块和选学模块两部分组成。

1.基础模块是各专业学生必修的基础性内容和应该达到的基本要求，教学时数为64课时。

2.选学模块是适应不同专业需要，以及地域差异，学校差异，学生差异，满足学生个性发展的选学内容，选定后即为该专业的必修内容，教学时数不少于8课时。

3.课程总学时数不少于72课时。

四、教学内容与要求
基础模块
选修模块
五、学时安排建议。

数控机床故障维修常用方法

• 在检查测排除故障应掌握以下若干原则： 2.31 先外部后内部 2.32先机械后电气 2.33先静后动 2.34先公用后专用 2.35先简单后复杂 2.36先一般后特殊
数控系统的故障诊断有故障检测，故障判断及隔离和故障定位。为了及时发现系统出现故障，快速确定故障所在部位并能常用方法及时排除，要求：1）故障检测应简便，不需要复杂的操作和指示。 2）故障诊断所需要的仪器应尽可能少，为些可以采用以下的诊断方法 B.
1）数控机床故障诊断与维护概述
概述数控机床故障诊断与维护特点和必要性
•
2）故障诊断的常用方法
A. 故障诊断的常规步骤
2.1 调查故障现场，充分掌握故障信息
故障出现后，不要急于动手盲目处理，首先要查看故障记录，向操作人员询问故障出现的全过程。在确认通电对机床无危险的情况下，通电亲自观察
分析故障原因时应注意以下几点： 2.21）要在充分调查现场，掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来。 • 2.22）要思路开阔，无论是数控系统，强电部分，还是机，液，气等，都要将有可能的引起故障的原因以及每一种可能解决的方法全部列出来。进行综合定断和筛选； • 2.23）在对故障进行深入分析的基础上，预测故障原因并拟定检查的内容和方法
• 4 嗅和触摸 • 有时机床出故障时，通过嗅和触摸也可以定位出故障点，一般有芯片和电线烧焦的糊味，而手摸电器表面感觉温度，机械部件的振动和反向间隙等。 • 例8 广机改装6132+980T，上电开机时出现X，Z轴驱动器报警，而驱动器并没报警。 • 分析系统出现报警而驱动器无报警，有可能是系统参数设错，也有可能是主板出现故障，经检查参数并没有设错，但更换主板故障并没排除，但在更换主板调试过程中嗅到一股糊味，后来关电检查，发现这种糊味是从电源盒传出，怀疑电源盒已烧坏，为了安全把电源盒输出全断开，上电用万用表测得+12V输出异常，为0V，从报警接收电路可知（如图2），如果没有+12V电压，报警信号一直为低电平而引起报警。更换电源盒重新上电开机报警消失。