数控系统硬件组成

数控系统硬件组成

数控系统硬件组成

机床数控系统的硬件主要由3部分组成:

一、电源系统

数控机床的控制电源是数控系统硬件的重要组成部分，也是在维修中常常出现问题的部分。数控机床的电源系统有交流与直流两个部分。

(1)交流电源。是控制系统提供能源的器件，也是给伺服驱动提供能源的器件。交流电源上也有各种保护及切换装置;有短路、隔离及失压保护。这个交流电源向伺服系统供电时，一定要注意有晶闸管器件的装置的供电相序，一旦程序接错，有晶闸管器件就失去了同步的关系，造成故障。

(2)直流电源。直流电源作为控制用多为开关稳压电源，有+5V、+24V、?15V等电压，各设备的电压情况不尽相同，例如CRT上供电电压有的是24V，有的是交流110V或220V。所以，尽可能地看好各端子供电电压的要求。电源非常重要，一旦出错会造成不可弥补的损失。还有是对伺服供电的直流电压，它大多数是经伺服变压器及整流装置所获得的。

(3)电池电源。由于数控装置中有些信息要在机床断电情况下进行保持，因此有一部分RAM区用电池来进行数据保持，这些电池多数是锂电池，寿命长，但电量小。这部分电池也可用普通电池经二极管降压达到所需电压值来代替，但一定要注意寿命。电池必须在通电情况下进行更换，否则数据就会丢失，这一点与常规习惯不同，更换时要注意不产生短路现象。

在电源系统中，还有一个关键的装置，就是控制电压的稳压设备，也时常出现修复问题。

二、控制系统

这里所指的控制系统是指数控装置中信号产生、处理、传输及执行过程所涉及到的单元及各单元的联系手段。

对于数控系统来说，如果有这方面的资料，特别是图纸，那么就好办多了，我们可以认真研读图纸，弄清它的主要电气原理，把一个复杂的系统的大体情况刻划出来，分成各种各样的功能框，然后对每一个功能框的输入、输出信号进行分析，找出各功能框在总体中的地位以及各功能框之间的联系。

大部分数控机床不提供图纸，没有有关硬件的资料，甚至于连芯片的型号也很难查到，在这种情况下维修就十分困难。例如，一个旋转刀库驱动系统有了问题，首先分析故障的可能性，测量驱动板的各部件电压，缩小范围，进行测绘，再分析其工作原理及故障的原因。

伺服系统的维修，比起主板的维修容易些，特别是用模拟量的控制板就更容易。因为大家对伺服系统的原理比较清楚。不论哪个公司的伺服系统，虽然外观不同，但基本模式是相同的，另外这一块的输入输出也是非常清楚的。

最后就是PLC的修理。PLC综合信号来自于NC、外围各种开关信号以及各种逻辑处理器的输出信号。PLC的输出信号用以控制电磁阀、继电器、各种指示器及电机，并把有关的状态反馈给NC。PLC是一个具有相对独立性的独立单元，维修相对方便。

三、独立单元

独立单元是指能够以简单的适配关系与系统中其他部分结合在一起的部分。例如NC系统、外接PLC、伺服单元、电机、转速传感器、光栅系统、脉冲编码器、纸带阅读机、操作面板等。对于一个独立单元应了解它的电源联接，所有输入输出信号线的功能，信号的类型、性质和机床运行中各种状态变化的情况，即掌握其"接口"。就伺服单元而言，它有电源、速度反馈线、设定线、允许信号线、准备完成应答线等等。但是，是伺服系统问题还是其他器件的问题，一个关键参数就是

VCMD，VCMD就是NC送来的速度指令信号。在模拟的控制中，它就是一个一

10V~+10V的信号，这个信号就是判断伺服系统好坏的一个关键参考点。没有这个信号，伺服就不应该运动。如果有了这个信号，而伺服还不动，就是伺服的问题。当然，在实际维修中并不如此简单，但是基本原理就是这样。

所以如何把故障范围缩小下来，这是维修的第一步，也是最最重要的问题。再者，我们判断一个增量编码器是否完好，那就是看一看与脉冲编码器相联的8根线上的信号有没有，都是什么样的波形，波形有多高，负载能力如何。这就可以肯定是不是脉冲编码器的故障。这里顺便提一下，要注意倍频的问题，也就是要注意脉冲编码器出来的频率，如果脉冲编码器出来的频率不对也会测不出准确的尺寸，所以要测一下脉冲频率。

测速发电机的直流电压大小代表转速，所以首先要查一下这个线性关系是否正确，然后就要注意波形情况及干扰情况。测速发电机中的炭刷磨下的粉末，一旦集中在换向器的槽中，就会使测速发电机的绕组出现短路。这样，随着转动电压会产生很大的变动，引起机床的强烈振动。