数控设备调试与维护-实训指导书
实训项目导航:
实训四 数控系统的连接及调试
一、实验目的
1、熟悉HED—21S数控系统综合试验台各个组成部件的接口。
2、读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间的连接。
3、了解数控系统的调试运行方法。
二、实训设备
数HED—21S控系统综合实验台
万用表
工具
三、相关知识
包括数控装置，由变频器和三相异步电机构成主轴驱动系统，由交流伺服单元和交流伺服电机构成的进给伺服驱动系统，由步进电机构成的进给伺服驱动系统等的数控系统，可实现主轴驱动系统的速度控制，进给伺服驱动系统的开环、半闭环、闭环控制。
1．电源部分
图 4—1 电源部分接线图
2．继电器与输入/输出开关量
图 4—2 继电器部分接线图
图 4—3 继电板部分接口
图 4—4 输入开关量接线图
图 4—5 输出开关量接线图
3．数控装置与手摇单元和光栅尺
图 4—6 手摇单元接线图
图 4—7 数控装置与光栅尺连接
4．数控装置与主轴的连接
图 4—8 数控装置与主轴连接
5．数控装置与步进驱动单元连接
图 4—9 数控装置与步进驱动单元的连接
6．数控装置与交流伺服单元的连接
图 4—10 数控系统与交流伺服单元的连接
7．数控系统刀架的连接
图 4—11 刀架电动部分
四、实训内容及骤
1.数控系统的连接
（1）电源回路的连接
按前图接线，并用万用表检查电源电压和变压器输出端电压。
（2）数控系统继电器的输入/输出开关量连接
按前图连接继电器和接触器，以及输入/输出开关量。
（3）数控装置和手摇单元的连接
按前图连接手摇单元和光栅尺。
（4）数控装置和变频主轴的连接
连接变频器和主轴电机强电电缆，以及数控装置和变频器信号线。确保地线可靠。
（5）数控装置和交流伺服器的连接
按前图连接交流伺服电机的强电电缆和码盘信号线，接入伺服单元电源。地线可靠正确接地。
（6）数控装置和步进电机驱动器的连接
按前图连接步进电机驱动器和步进电机，以及驱动器电源。
（7）数控系统刀架电动机的连接
连接刀架电机。
2、数控系统调试
(1)线路检查。
由强到弱，按线路走向顺序检查以下各项。
①变压器规格和进出线的方向和顺序。
②主轴电动机、伺服电动机强电电缆的相序。
③DC24V电源极性的连接。
④步进电动机驱动器(或称步进驱动器)直流电源极性的连接。
⑤所有地线的连接。
(2)系统调试。
1)通电。
①按下急停按钮，断开系统中所有空气开关。
②合上空气开关QFl。
③检查变压器TCl电压是否正常。
④合上控制电源Dc24V的空气开关QF4，检查DC24V是否正常。HNC一21TF数控装置
通电，检查面板上的指示灯是否点亮， HC5301—8开关量接线端子和HC5301一R继电器板的电源指示灯是否点亮。
⑤用万用表测量步进驱动器直流电源+V和GND两脚之间电压(应为DC+35V左
右 )，合上控制步进驱动器直流电源的空气开关QF3。
⑥合上空气开关QF2。
⑦检查变压器 TCl的电压是否正常。
⑧检查设备用到的其他部分电源的电压是否正常。
⑨通过查看 PLC状态，检查输入开关量是否和原理图一致。
2)系统功能检查。
①左旋并拔起操作台右上角的“急停”按钮，使系统复位；系统默认进人“手动”方式，软件操作界面的工作方式变为“手动”。
②按住“+X”或“—X”键(指示灯亮)，X轴应产生正向或负向的连续移动。松开“+X”或 “— X”键(指示灯灭)，X轴即减速运动后停止。以同样的操作方法使用“+Z”、“一Z”键可使Z 轴产生正向或负向的连续移动。
③在手动工作方式下，分别点动X轴、Z轴，使之压限位开关。仔细观察它们是否能压到 限位开关，若到位后压不到限位开关，应立即停止点动；若压到限位开关，仔细观察轴是否立即停止运动，软件操作界面是否出现急停报警，这时一直按压“超程解除”按键，使该轴向相反方向退出超程状态；然后松开“超程解除”按键，若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出 错”，表示恢复正常，可以继续操作。
检查完X轴、z轴正、负限位开关后，以手动方式将工作台移回中间位置。
④按一下“回零”键，软件操作界面的工作方式变为“回零”。按一下“+X”和“+Z”键，检 查X轴、Z轴是否回参考点。回参考点后，“+X”和“+Z”指示灯应点亮。
⑤在手动工作方式下，按一下“主轴正转”键(指示灯亮)，主轴电动机以参数设定的转速 正转，检查主轴电动机是否运转正常；按住“主轴停止”键，使主轴停止正转。按一下“主轴反 转”键 (指示灯亮)，主轴电动机以参数设定的转速反转，检查主轴电动机是否运转正常；按住 “主轴停止”键，使主轴停止反转。
⑥在手动工作方式下，按一下“刀号选择”键，选择所需的刀号，再按一下“刀位转换”键，转塔刀架应转动到所选的刀位。
⑦调入一个演示程序，自动运行程序，观察十字工作台的运行情况。
3)关机。
①按下控制面板上的“急停”按钮。
②断开空气开关QF2、QF3。
⑧断开空气开关QF4。
④断开空气开关QFl，断开380V电源。
3．故障现象及诊断
(1)如果数控装置出现故障，见本实训的相关附录，查找并排除故障。
(2)如果主轴出现故障，见本实训十五的相关附录，查找并排除故障。
(3)如果步进驱动器出现故障，见本实训的相关附录，查找并排除故障。
(4)如果交流伺服单元出现故障，见本实训的附录，查找并排除故障。
五、思考题
1、总结数控系统连接、调试的一般步骤和方法
2、简述交流伺服驱动系统、步进驱动系统采用的控制方法，分析两种控制方法的区别和特点。
3、根据实训过程中出现的问题，总结数控系统故障的一般分析和判断方法
4、画出实验台数控系统的电气控制回路、电源回路连接电气原理图。
附录：
数控综合实验台电气原理图册
世纪星数控系统的故障及对策
序号 |
故障现象 |
检查项目 | 原 因 | 措 施 |
1 |
屏幕没有显示 |
①接线 | 电源的极性不正确 | 检查电源插座 (见图7—12)，检查输入电源电压是否正常(应该为DC24V)，接线极性是否正确 |
| ②调整 | 亮度太低或太高 | 调整面板上的亮度调节按键 | ||
| ③硬件 | HNC一2l的CPU板损坏 | 与武汉华中数控公司联系 | ||
2 |
DOS系统不能启动 |
①软件 | 文件被破坏 | 用软盘运行系统 f用杀毒软件检查软件系统，重新安装系统软件 |
| ②硬件 | 电子盘或硬盘物理损坏 | 更换电子盘或硬盘；用软盘运行系统 | ||
3 |
不能进人数控系统主菜单 |
系统软件 | 系统软件被破坏 | 用杀毒软件检查系统；重新安装系统软件 |
4 |
进人数控系统主菜单后显示 嚣黑屏 |
①接线 | 电源极性不正确 | 检查电源插座；检查电源电压；确认电源的负载 能力应该不低于 100W |
| ②系统 软件 | 系统文件被破坏 | 用杀毒软件检查系统；重新安装系统软件 | ||
5 |
运行或操作过程中系统死机 或重新启动 |
①参数 | 参数设置不当 | 重新启动后，在急停状态下检查坐标轴参数、 PMC用户参数(作为分母的参散不应该为O) |
| ②操作 | 同时运行了系统以外的 其他内存驻留程序； | 等待中断零件程序的调用 | ||
| 正从软盘或网络调用较 大的程序； | ||||
| 从已损坏的软盘上调用 程序 | ||||
| ③系统 软件 | 系统受破坏； | 检查病毒；重新安装系统 | ||
| DOS系统配置文件CONFIG．SYS中，同时打开的文件数量过少 | 将打开文件数量设置为 50或更多(FILES=50) | |||
| ④接线 | 电源功率不够 | 检查电源插座；检查电源电压 l确认电源的负载 能力应该不低于 100W |
图 4—12 世纪星电源插座示意图 图4—13 世纪星手持接口示意图
表 4—2 数控系统不能急停和复位
| 序号 | 故障现象 | 检查项目 | 原因 | 措施 |
| 1 | 不能产生复位信号 | ①硬件 | 紧急回路没有闭合 | 检查超程限位开关的常闭触点；检查急停按钮的常闭触点；若未装手持单元或手持单元上无急停按钮， XS8接口中的4、17脚应短接（见图4—13） |
| ② PLC软件 | 未向系统发出复位信息 | |||
| 2 | 复位不能完成 | 硬件 | 松开急停按钮后， PLC软件规定的系统复位所需要完成的信息，如伺服动力电源准备好、主轴驱动准备好等不能满足要求 | 检查逻辑电路 |
