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图书分类

Book classification
  1. 由于机床数控系统技术复杂、种类繁多,现在数控机床的“使用难、维修难”问题,已经是影响数控机床有效利用的首要问题,本书按照数控系统的应用特点,从机床的实际结构出发,以功能模块为主线,突出实用性,以技能培养为主线,突出实践性,彰显职业教育特点,本教材以FANUC数控系统调试与维护的规划及实施为主线,主要介绍FANUC数控系统操作,硬件连接,系统参数调制,伺服优化,系统日常维护等内容。
  2. 前   言
    随着社会的进步,科技的发展,数控机床已经在机械制造业中得到广泛应用,数量也越来越多。在我国,几乎所有的机床品种都有了数控机床,并且还发展了一些新的品种,这极大地推动了我国现代制造技术的发展。由于机床数控系统技术复杂、种类繁多,现在数控机床的“使用难、维修难”问题,已经是影响其有效利用的首要问题。
    本书是校企合作教材,由四川长征机床集团有限公司、宝鸡机床集团有限公司等企业的技术专家与四川信息职业技术学院数控技术专业一线资深教师共同编写而成。本书充分体现了课程改革新理念,具有以下特色:
    (l)内容项目任务化,凸显应用性和实践性。本书按照数控系统的应用特点,从机床的实际结构出发,以功能模块为主线,突出应用性;以技能培养为主线,突出实践性,彰显职业教育特点。
    (2)企业专家把关,确保技术先进性和权威性。四川长征机床集团有限公司、宝鸡机床集团有限公司的工程技术人员参与重点章节的编写,书中涉及的主要技术资料、实战演练均来自企业。
    (3)体现课改理念,创新教材编写风格。本书的编写风格适用于具有职业教育特色的“边学边做、边做边学”的教学模式,同时基于工作导向教学原则下的各种教学方法,操作步骤要点突出。
    (4)体现让学生学有所思、学有所得、学有所乐、学有所用的创新教学资源。
    本书共4个项目,11个任务,读者可以根据教学和培训的具体情况选用。
    本书由杨金鹏、曾祥兵担任主编,燕杰春、王小虎担任副主编,尹存涛担任主审,杨金鹏负责统稿。编写分工如下:项目一由宝鸡机床集团有限公司鲁亚莉工程师和四川信息职业技术学院王小虎共同编写,项目二由四川长征机床集团有限公司曾祥兵高级工程师和四川信息职业技术学院杨金鹏共同编写,项目三由宝鸡机床集团有限公司李恩科工程师和四川信息职业技术学院陈志平共同编写,项目四由四川长征机床集团有限公司王琳高级工程师和四川信息职业技术学院何为共同编写。
    本书在编写过程中参考了大量的企业文献资料,在此向文献资料的作者致以诚挚的谢意。
    由于编者水平及编写时间有限,书中难免有不妥之处,恳请广大读者批评指正。


    编  者
    2014年5月
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  1. 项目一  数控机床认识与操作
    【知识目标】
    (1)熟悉数控机床基本操作。
    (2)熟悉数控系统显示画面及其操作。
    【能力目标】
    (1)能正确完成数控机床基本操作。
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    (1)培养学生高度的责任心和耐心。
    (2)培养学生动手、观测、分析问题、解决问题的能力
    (3)培养学生查找资料和自学的能力。
    (4)培养学生与他人沟通的能力,塑造自我形象、推销自我。
    (5)培养学生的团队合作意识及具备企业员工意识。
    任务一  数控机床基本操作
    【工作内容】
    (1)对数控机床的整体结构与组成进行描述。
    (2)认识数控机床的面板与布局。
    (3)对数控机床进行基本操作。
    【知识链接】
    一、认识数控机床
    1. 数控机床的结构与组成
    数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床,它属于机电一体化设备,能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作,完成加工。图1.1.1为立式数控铣床的外观结构。
     
    图1.1.1  立式数控铣床
    数控机床的组成如图1.1.2所示。
     
    图1.1.2  数控机床的组成
    (1)输入/输出装置。
    输入装置的作用是将数控加工信息读入数控系统的内存,并进行存储。常用的输入装置有手动输入(MDI)方式和远程通信方式等。输出装置的作用是为操作人员提供必要的信息,如各种故障信息和操作提示等。常用的输出装置有显示器和打印机等。
    (2)数控系统。
    数控系统是数控机床实现自动加工的核心单元,它能够对数控加工信息进行数据运算处理,然后输出控制信号,控制各坐标轴移动,从而使数控机床完成加工任务。数控系统通常由硬件和软件组成。目前,数控系统普遍采用通用计算机作为主要的硬件部分;而软件部分主要是指主控制系统软件,如数据运算处理控制和时序逻辑控制等。数控加工程序通过数控运算处理后,输出控制信号,控制各坐标轴移动;而时序逻辑控制主要是由可编程控制器(PLC)完成加工中各个动作的协调,使数控机床有序工作。
    (3)伺服系统。
    伺服系统是数控系统和机床本体之间的传动环节。它主要接收来自数控系统的控制信息,并将其转换成相应坐标轴的进给运动和定位运动,伺服系统的精度和动态响应特性直接影响机床本体的生产率、加工精度和表面质量。伺服系统主要包括主轴伺服和进给伺服两大单元。伺服系统的执行元件有功率步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。
    (4)辅助控制装置。
    辅助控制装置是保证数控机床正常运行的重要组成部分。它主要是完成数控系统和机床之间的信号传递,从而保证数控机床的协调运动和加工的有序进行。
    (5)反馈系统。
    反馈系统的主要任务是对数控机床的运动状态进行实时检测,并将检测结果转换成数控系统能识别的信号,以便于数控系统能及时根据加工状态进行调整、补偿,保证加工质量。数控机床的反馈系统主要由速度反馈和位置反馈组成。
    (6)机床本体。
    机床本体是数控机床的机械结构部分,是数控机床完成加工的最终执行部件。
    2. 数控机床操作面板的布局与功能
    数控机床操作面板一般分为横式和竖式两种,分别如图1.1.3、图1.1.4所示。
             
    图1.1.3  竖式面板                    图1.1.4  横式面板
    (1)操作面板的布局。
    数控机床面板各功能区域的布局如图1.1.5所示。
     
    图1.1.5  面板区域布局
    ① 显示区:根据显示功能键的不同而显示机床不同的操作信息。
    ② MDI键盘区:与控制功能区搭配选择不同的显示模式、系统参数、系统操作信息的输入/输出及加工程序编辑等。
    ③ 控制功能键区:控制选择机床的工作状态及工作模式等。
    ④ 急停及倍率修调区:控制数控机床的紧急停止状态,调节主轴或进给倍率。
    ⑤ 系统电源控制区:控制系统电源的接通与关闭。
    (2)各个区域的功能。
    ① 显示区与MDI键盘区如图1.1.6所示。
     
    图1.1.6  显示区与MDI键盘区
    MDI键盘区各按键功能如表1.1.1所示。
    表1.1.1  MDI键盘区软键功能
    MDI软键 功  能
       软键 实现左侧CRT中显示内容的向上翻页;软键 实现左侧CRT显示内容的向下翻页
      移动CRT中的光标位置。软键 实现光标的向上移动;软键 实现光标的向下移动;软键 实现光标的向左移动;软键 实现光标的向右移动
      实现字符的输入。点击 键后再点击字符键,将输入右下角的字符。例如,点击 键,将在CRT的光标所在位置输入“O”字符,点击软键 后再点击 键将在光标所在位置处输入“P”字符。软键中的“EOB”将输入“;”号,表示换行结束
      实现字符的输入。例如,点击软键 ,将在光标所在位置输入“5”字符,点击软键 后再点击 键,将在光标所在位置处输入“]”
      在CRT中显示坐标值
      CRT将进入程序编辑和显示界面
      CRT将进入参数补偿显示界面
      系统显示界面,可以在此界面进行参数的设置
      报警信息显示界面,能够实时显示机床的报警信息
      在自动运行状态下将数控显示切换至轨迹模式
      输入字符切换键
      删除单个字符
      将数据域中的数据输入指定的区域
      字符替换
      将输入域中的内容输入到指定区域
      删除一段字符
      显示数控系统相关帮助信息
      机床复位
    ② 控制功能键区如图1.1.7所示。
     
    图1.1.7  控制功能键区
    控制功能键区各按键功能如表1.1.2所示。
    表1.1.2  控制功能键区按键功能
    按  钮 名  称 功  能
      自动运行 此按钮被按下后,系统进入自动加工模式
      编  辑 此按钮被按下后,系统进入程序编辑状态
      MDI 此按钮被按下后,系统进入MDI模式,手动输入并执行指令
      远程执行 此按钮被按下后,系统进入远程执行模式,即DNC模式,输入/输出资料
      单  节 此按钮被按下后,运行程序时每次执行一条数控指令
      单节忽略 此按钮被按下后,数控程序中的注释符号“/”有效
      选择性停止 此按钮被按下后,“M01”代码有效
      机械锁定 锁定机床
      试运行 空运行
      进给保持 程序运行暂停,在程序运行过程中,按下此按钮,运行暂停。按“循环启动” 恢复运行
      循环启动 程序运行开始;系统处于“自动运行”或“MDI”位置时按下有效,其余模式下使用无效
      循环停止 程序运行停止,在数控程序运行中,按下此按钮后,停止程序运行
      回原点 机床处于回零模式。机床必须首先执行回零操作,然后才可以运行
      手动 机床处于手动模式,连续移动

    续表1.1.2
    按  钮 名  称 功  能
      手动脉冲 机床处于手轮控制模式
      手动脉冲 机床处于手轮控制模式
      X轴选择按钮 手动状态下X轴选择按钮
      Y轴选择按钮 手动状态下Y轴选择按钮
      Z轴选择按钮 手动状态下Z轴选择按钮
      正向移动按钮 手动状态下,点击该按钮,系统将向所选轴正向移动。在回零状态时,点击该按钮,将所选轴回零
      负向移动按钮 手动状态下,点击该按钮,系统将向所选轴负向移动
     
    快速按钮 点击该按钮,将进入手动快速状态
      主轴控制按钮 依次为:主轴正转、主轴停止、主轴反转
     
    系统电源开关 系统电源开
     
    系统电源开关 系统电源关
      主轴倍率选择旋钮 将光标移至此旋钮上后,通过点击鼠标的左键或右键来调节主轴旋转倍率
      进给倍率 调节运行时的进给速度倍率
      急停按钮 按下急停按钮,使机床移动立即停止,并且所有的输出(如主轴的转动等)都会关闭
      手持单元选择 与“手轮”按钮配合使用,用于选择手轮方式
      辅助功能锁住 在自动运行程序前,按下此按钮,程序中的M、S、T功能被锁住不执行
      Z轴锁住 在手动操作或自动运行程序前,按下此按钮,Z轴被锁住,不产生运动
      主冷却液 按下此按钮,冷却液打开;复选此按钮,冷却液关闭
      手动润滑 按下此按钮,机床润滑电机工作,给机床各部分润滑;松开此按钮,润滑结束。一般不用该功能
      限位解除 用于坐标轴超程后的解除。当某坐标轴超程后,该按钮灯亮,点按此按钮,然后将该坐标轴移出超程区。超程解除后需回零
      增量倍率 当选择了“手轮或步进”功能时,可以通过该4个按钮选择手轮移动倍率
    (3)显示页面操作基本知识。
    ① 功能键和软键。
    功能键用于选择所显示页面(功能)的种类,在按某功能键后再按软键(章节选择软键),即可显示属于各功能的页面(章节),如图1.1.6所示。
    ② 页面显示步骤。
    数控系统操作页面的显示步骤如下:
    步骤1:通过按MDI面板上的功能键,即可显示属于该功能的章节选择菜单,如图1.1.8所示。
     
    图1.1.8  章节选择菜单
    步骤2:选择一个章节选择菜单(即按该菜单下面对应的软键),出现该章节的页面。如未显示目标章节的菜单,则选择“+”扩展菜单。有时在一章内可以选择多个章节。
    步骤3:出现希望显示的章节的页面时,选择“操作”,显示操作选择菜单。通过地址/数字键的输入,有时也会自动显示操作选择菜单,如图1.1.9所示。
     
    图1.1.9  操作选择菜单
    步骤4:选择操作选择菜单(即按该菜单下面对应的软键)选择目标操作。根据将要执行的操作,显示辅助菜单,按照辅助菜单的显示进行操作,如图1.1.10所示。
     
    图1.1.10  辅助菜单
    步骤5:若希望返回到章节选择菜单时,选择返回菜单。
    二、数控机床基本操作
    1. 开机与回零
    (1)开机。
    ① 打开机床电源开关。
    ② 打开控制面板上的控制系统电源开关(“ON”按钮),系统自检。
    ③ 系统自检完毕后,旋开急停开关。
    (2)关机。
    关机前,将工作台放于中间位置,Z轴处于较高位置(严禁停放在零点位置)。
    ① 按下急停开关。
    ② 按控制面板上的控制系统电源开关(“OFF”按钮)。
    ③ 关闭机床电源开关。
    (3)回零。
    在数控机床正常开机后,应首先进行回零操作。对于立式数控铣床,为了保证安全,一般应先将Z轴回零,然后再将Y、X轴回零。
    在回零之后,应及时退出零点,先退-X方向,再退-Y方向,最后退-Z方向,将工作台处于床身中间位置,主轴处于较高位置。
    2. 坐标轴的移动
    数控机床坐标轴的移动可以通过手动方式或手轮方式操作。
    (1)手动方式。
    ① 选择工作方式手动键 。
    ② 选择需要移动的坐标轴按钮 或 或 。
    ③ 选择移动方向按钮 或 ,移动坐标轴。
    (2)手轮方式。
    数控铣床手轮外观如图1.1.11所示。
     
    图1.1.11  手轮
    ① 手轮操作生效。
    当需要使用手轮时,操作方法如下:
    a. 选中机床面板上的 按钮。
    b. 通过手轮上的“轴选择旋钮”选择需要移动的坐标轴。
    c. 通过手轮“增量倍率选择旋钮”选择合适的移动倍率。
    d. 旋转“手摇轮盘”移动坐标轴。顺时针旋转为坐标轴正向移动,逆时针旋转为负向移动,旋转速度的快慢可以控制坐标轴的运动速度。
    ② 关闭手轮。
    通过切换为非手轮方式的其他任一方式来关闭手轮。
    3. MDI操作
    在进行数控系统调试与维护的过程中,经常会通过采用MDI方式运行简单的程序来检验系统的调试过程及调试结果,或者在MDI方式下设置数控系统的相关参数。
    (1)MDI方式执行程序。
    具体操作方法如下:
    ① 选择 方式,再选择 ,将显示切换为程序界面。
    ② 使用MDI键盘输入要执行的程序,如“M03 S500;”。
    ③ 选择控制面板上的 ,执行程序。
    (2)MDI方式设置系统参数。
    ① 选择 方式。
    ② 选择 ,再选择【设定】功能软键,将显示切换为设定界面,如图1.1.12所示。
    ③ 通过两种方式设置参数。
    a. 将“参数写入”方式修改为1或0,可以实现允许或禁止写入系统参数。当将其改为1时,按MDI键盘上的功能键SYSTEM可进入系统参数显示页面,如图1.1.13所示,通过光标键及地址数字键可以编辑系统参数。参数写入完成后,进行设定显示页面,将“参数写入”方式重新修改为0,禁止写入系统参数,如图1.1.12所示。
    b. 将“参数写入”方式修改为1或0,可以实现允许或禁止写入系统参数。当将其改为1时,通过翻页键选择需要设置的参数。
        
    图1.1.12  设定显示页面                 图1.1.13  系统参数显示页面
    【实战演练】
    一、手动移动X坐标轴
    步骤1:按控制功能键 。
    步骤2:按“X”坐标轴按钮。
    步骤3:按下“+”按钮不松开,X坐标轴向正方向移动,按下“-”按钮不松开,X坐标轴向负方向移动。
    二、启动主轴正转,转速300 r/min
    步骤1:按控制功能键“MDI”。
    步骤2:按MDI键盘上的功能键PROG,显示器中显示为程序页面。
    步骤3:通过MDI键盘上的地址/数字键输入程序指令“M03 S300;”。
    步骤4:按控制功能键 ,启动程序,主轴正转开始,转速为300 r/min。
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  1. 目   录
    项目一  数控机床认识与操作 1
    任务一  数控机床基本操作 1
    任务二  数控系统显示画面及操作 11
    项目二  数控系统FS-0IC/D硬件连接与调试 24
    任务一  数控系统FS-0IC/D硬件连接 24
    >任务二  FANUC数控系统PMC控制与维护 68
    项目三  数控系统FS-0IC/D参数设定 124
    任务一  数控系统FS-0IC/D的基本参数设定 124
    任务二  数控系统FS-0IC/D的进给参数设定 138
    任务三  数控系统FS-0IC/D的主轴参数设定 160
    任务四  数控系统FS-0IC/D的数据备份与恢复 176
    项目四  FS-0IC/D的故障诊断与维修 188
    任务一  CNC硬件检查与维修 188
    任务二  常见报警的处理 197
    任务三  故障的综合分析与处理 208
    理论训练 220
    《数控系统调试与维护》课程试卷A 220
    《数控系统调试与维护》课程试卷B 224
    《数控系统调试与维护》课程试卷C 228
    《数控系统调试与维护》课程试卷D 232
    《数控系统调试与维护》课程试卷E 236
    参考文献 239
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