XK7136数控铣床电气系统原理与常见故障分析
目录
引言 1
一、FANUC-0i Mate MD数控机床简介 2
（一）CNC集成MDI/LCD单元以及操作面板 2
（二）I/O单元模块 3
（三）伺服驱动单元模块 3
（四）主轴变频器模块 4
（五）电器模块 4
1.断路器 4
2.交流接触器 5
3.中间继电器 5
4.浪涌吸收器 6
5.24V稳压电源 6
6.变压器 6
二、 数控机床电器系统的连接 7
（一）电气接线颜色标准 7
（二）机床启动电气控制 7
（三）伺服电器控制 8
（四）主轴变频器电气控制 8
（五）FANUC 0i-Mate MD与外围设备的连接 8
三、 FANUC系统数控机床典型故障与维修 10
（一）数控机床故障产生的原因 10
（二）典型故障与维护 10
1.故障一 10
2.故障二 11
3.故障三 12
4.故障四 12
5.故障五 14
6.故障六 14
7.故障七 15
8.故障八 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
该课题来源于苏州珈玛自动化科技有限公司。数控机床是一种精密自动化设备，能实现高速度、高精度和高度自动化的机械加工，所以在企业中占有非常重要的地位。现代数控机床的制造已经不是像以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
前的一条龙制造，而是分工非常明确的，所以厂家想要修复所有故障是不可能的。在这种情况下，机床的维修人员不能再秉承传统机床的维修理念，而是朝着现代机床的维修理念发展。本文主要介绍XK7136数控铣床电气系统原理与常见故障分析。
FANUC-0i Mate MD数控机床简介
数控机床的组成部分包含显示与控制部分、I/O输入输出部分、主轴变频器部分、伺服部分、数控系统部分、电源输出部分。每一种的数控机床都是由控制介质、数控系统、伺服系统、辅助控制系统和机床本体等基本部分组。
CNC集成MDI/LCD单元以及操作面板
1. FANUC 0i Mate MD的控制轴数为4轴。CNC模块包括CNC单元、LCD单元、MDI单元。CNC单元既是FANUC 0i Mate MD的中央控制器也是数控机床的核心，它包括电源单元、坐标轴控制卡、显示控制卡（显卡）、CPU卡、FROM/SROM、模拟主轴选件、PMC等基本组件，它的三个组成部分是信息的输入、处理和输出。CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。LCD是8.4英寸彩色，其为MDI/LCD/CNC集成式结构。如图1-1-1所示：
2.控制版面的组成部分是LCD、MDI、机床操作版面。接口连接端口主要有：COP10A、JD36A、JD36B、JA40、JD51A、JA41、JA2、CP1。COP10A接伺服驱动器的COP10B；JD36A接RS-232C1通讯接口模块；JD36B接RS-232C2通讯接口模块。操作时为了方便字符的输入，MDI键盘是由字母、数字和字符组成的。如图1-1-2:
（二）I/O单元模块
I/O单元包括操作面板的I/O单元模块和机床侧的I/O单元模块。机床使用的是通用I/O单元模块。它的的型号为AZOB-2002-052。手轮输入脉冲占用24点输入；8点输入点为报警检测用。如图1-2所示：
（三）伺服驱动单元模块
伺服驱动器是伺服系统的一部分，它是用来控制伺服电机的一种控制器。这里说的是βi SV20（βi系列伺服驱动器是都使用200V标准电压的单轴独立型SVM和多伺服轴/主轴一体型SVPM两种）系列的伺服驱动器，属于单轴独立型SVM。如图1-3所示：
主轴变频器模块
变频器主要是控制主轴的正反转，主轴的旋转速度。如图1-4所示：
（五）电器模块
电器部分主要组成部分是断路器、接触器、继电器、浪涌吸收器、24V稳压电源、变压器等。
1.断路器(空气开关QF)
电源接线端子L、N、PE接入，过漏保护开关（QF0）后接入个电源回路中。在漏电保护开关后的线路中。断路器的型号为DZ47—60，最大电流是4000A。在FANUC 0i MateMD中选用6个断路器，分别为三相的QF1、QF2、QF3，二相的QF4，一相的QF5、QF6。如图1-5-1所示：
2.交流接触器（KM）
接触器的型号为SIEMENS 3TB39 22-0X，其中Ui=660V Ith=20A AC=-3。接触器内包含了主触点、辅助触点、线圈三个部分。辅助触点有4对接口：13NO-14NO和43NO-44NO为常开辅助触点，21NC-2NC和31NC-32NC为常闭辅助触点。主触点有3对，还有一对线圈A1和A2。如图1-5-2所示：
3.中间继电器（KA）
它用于在控制电路中传递中间信号。用继电器的常开触点控制交流接触器的线圈，用小电压控制大电压。如图1-5-3所示：
4.浪涌吸收器
浪涌吸收器又称电压抑制器，主要功能是灭弧，保护电器。如图1-5-4所示：
5.24V稳压电源
将交流电压220V转化成直流电压24V，给CNC系统，I/O模块，继电器，开关等供直流24V电压。如图1-5-5所示：
6.变压器
将高电压转化成低电压，或者低电压转换成高电压，前后来回转换，以适用于所需要的电压。如图1-5-6所示：
二、数控机床电器系统的连接
（一）电气接线颜色标准（表2-1）
实践
美国标准
国内标准
动力线
三相全为黑色
三相为红黑棕
三相为黄绿红
控制零线
黑色
白色
黑色
控制火线
黑色
红色
红色
地线
黄绿
绿色
（四）主轴变频器电气控制
工作原理：在控制回路中，按下钥匙开关SA1，接着再按下接触器的触点KM1时，继电器的线圈KA2、KA3、KA4得电，继电器的触点KA2闭合，接触器的线圈KM3得电。在主回路中，由于接触器线圈KM3得电，继电器主触点KM3闭合。从而，主轴变频器回路通电完成。
（五）FANUC 0i-Mate MD与外围设备的连接如图2-5所示：
1.系统电源的连接
所有伺服模块的L1、L2、L3端子上一同接上交流200V电源；
引言 1
一、FANUC-0i Mate MD数控机床简介 2
（一）CNC集成MDI/LCD单元以及操作面板 2
（二）I/O单元模块 3
（三）伺服驱动单元模块 3
（四）主轴变频器模块 4
（五）电器模块 4
1.断路器 4
2.交流接触器 5
3.中间继电器 5
4.浪涌吸收器 6
5.24V稳压电源 6
6.变压器 6
二、 数控机床电器系统的连接 7
（一）电气接线颜色标准 7
（二）机床启动电气控制 7
（三）伺服电器控制 8
（四）主轴变频器电气控制 8
（五）FANUC 0i-Mate MD与外围设备的连接 8
三、 FANUC系统数控机床典型故障与维修 10
（一）数控机床故障产生的原因 10
（二）典型故障与维护 10
1.故障一 10
2.故障二 11
3.故障三 12
4.故障四 12
5.故障五 14
6.故障六 14
7.故障七 15
8.故障八 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
该课题来源于苏州珈玛自动化科技有限公司。数控机床是一种精密自动化设备，能实现高速度、高精度和高度自动化的机械加工，所以在企业中占有非常重要的地位。现代数控机床的制造已经不是像以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
前的一条龙制造，而是分工非常明确的，所以厂家想要修复所有故障是不可能的。在这种情况下，机床的维修人员不能再秉承传统机床的维修理念，而是朝着现代机床的维修理念发展。本文主要介绍XK7136数控铣床电气系统原理与常见故障分析。
FANUC-0i Mate MD数控机床简介
数控机床的组成部分包含显示与控制部分、I/O输入输出部分、主轴变频器部分、伺服部分、数控系统部分、电源输出部分。每一种的数控机床都是由控制介质、数控系统、伺服系统、辅助控制系统和机床本体等基本部分组。
CNC集成MDI/LCD单元以及操作面板
1. FANUC 0i Mate MD的控制轴数为4轴。CNC模块包括CNC单元、LCD单元、MDI单元。CNC单元既是FANUC 0i Mate MD的中央控制器也是数控机床的核心，它包括电源单元、坐标轴控制卡、显示控制卡（显卡）、CPU卡、FROM/SROM、模拟主轴选件、PMC等基本组件，它的三个组成部分是信息的输入、处理和输出。CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。LCD是8.4英寸彩色，其为MDI/LCD/CNC集成式结构。如图1-1-1所示：
2.控制版面的组成部分是LCD、MDI、机床操作版面。接口连接端口主要有：COP10A、JD36A、JD36B、JA40、JD51A、JA41、JA2、CP1。COP10A接伺服驱动器的COP10B；JD36A接RS-232C1通讯接口模块；JD36B接RS-232C2通讯接口模块。操作时为了方便字符的输入，MDI键盘是由字母、数字和字符组成的。如图1-1-2:
（二）I/O单元模块
I/O单元包括操作面板的I/O单元模块和机床侧的I/O单元模块。机床使用的是通用I/O单元模块。它的的型号为AZOB-2002-052。手轮输入脉冲占用24点输入；8点输入点为报警检测用。如图1-2所示：
（三）伺服驱动单元模块
伺服驱动器是伺服系统的一部分，它是用来控制伺服电机的一种控制器。这里说的是βi SV20（βi系列伺服驱动器是都使用200V标准电压的单轴独立型SVM和多伺服轴/主轴一体型SVPM两种）系列的伺服驱动器，属于单轴独立型SVM。如图1-3所示：
主轴变频器模块
变频器主要是控制主轴的正反转，主轴的旋转速度。如图1-4所示：
（五）电器模块
电器部分主要组成部分是断路器、接触器、继电器、浪涌吸收器、24V稳压电源、变压器等。
1.断路器(空气开关QF)
电源接线端子L、N、PE接入，过漏保护开关（QF0）后接入个电源回路中。在漏电保护开关后的线路中。断路器的型号为DZ47—60，最大电流是4000A。在FANUC 0i MateMD中选用6个断路器，分别为三相的QF1、QF2、QF3，二相的QF4，一相的QF5、QF6。如图1-5-1所示：
2.交流接触器（KM）
接触器的型号为SIEMENS 3TB39 22-0X，其中Ui=660V Ith=20A AC=-3。接触器内包含了主触点、辅助触点、线圈三个部分。辅助触点有4对接口：13NO-14NO和43NO-44NO为常开辅助触点，21NC-2NC和31NC-32NC为常闭辅助触点。主触点有3对，还有一对线圈A1和A2。如图1-5-2所示：
3.中间继电器（KA）
它用于在控制电路中传递中间信号。用继电器的常开触点控制交流接触器的线圈，用小电压控制大电压。如图1-5-3所示：
4.浪涌吸收器
浪涌吸收器又称电压抑制器，主要功能是灭弧，保护电器。如图1-5-4所示：
5.24V稳压电源
将交流电压220V转化成直流电压24V，给CNC系统，I/O模块，继电器，开关等供直流24V电压。如图1-5-5所示：
6.变压器
将高电压转化成低电压，或者低电压转换成高电压，前后来回转换，以适用于所需要的电压。如图1-5-6所示：
二、数控机床电器系统的连接
（一）电气接线颜色标准（表2-1）
实践
美国标准
国内标准
动力线
三相全为黑色
三相为红黑棕
三相为黄绿红
控制零线
黑色
白色
黑色
控制火线
黑色
红色
红色
地线
黄绿
绿色
（四）主轴变频器电气控制
工作原理：在控制回路中，按下钥匙开关SA1，接着再按下接触器的触点KM1时，继电器的线圈KA2、KA3、KA4得电，继电器的触点KA2闭合，接触器的线圈KM3得电。在主回路中，由于接触器线圈KM3得电，继电器主触点KM3闭合。从而，主轴变频器回路通电完成。
（五）FANUC 0i-Mate MD与外围设备的连接如图2-5所示：
1.系统电源的连接
所有伺服模块的L1、L2、L3端子上一同接上交流200V电源；
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