數(shù)控系統(tǒng)安裝與調(diào)試

前言

　　數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的工作母機（Machinetool），是機電一體化（Mechatronics）的典型產(chǎn)品，它綜合了機床、計算機、電機及拖動、自動控制、檢測等技術(shù)。隨著數(shù)控機床在我國的大量使用，在職業(yè)教育數(shù)控專業(yè)和其他機電專業(yè)中普及數(shù)控機床控制技術(shù)及系統(tǒng)的知識、提高學生的數(shù)控機床維護與故障診斷能力就顯得尤為重要?！　”窘滩氖窃诋斀衤毥探纭肮W結(jié)合”改革的浪潮中誕生的，其前身《機床數(shù)控原理與系統(tǒng)》是典型的學科系統(tǒng)化教材，理論性強，語言復雜。在新教材的編寫中，編者根據(jù)多年的企業(yè)實踐和豐富的職教教學經(jīng)驗，采用德國基于工作過程的課程開發(fā)理念，按數(shù)控機床電氣安裝調(diào)試生產(chǎn)流程對“數(shù)控系統(tǒng)安裝與調(diào)試”這個學習領(lǐng)域設計和編排了七個學習情境，內(nèi)容主要涉及數(shù)控系統(tǒng)部分的連接與調(diào)試，而數(shù)控機床的輔助功能PLC控制部分則放在另一個學習領(lǐng)域進行?！　∶總€學習情境的編寫架構(gòu)如下：　　1）工作/學習任務書。學習任務來源于工作任務，但高于工作任務，融實踐訓練、工作過程知識學習為一體。其中包含一張最能體現(xiàn)該學習情境工作過程知識、任務完成過程中使用頻率很高的圖，稱之為情境圖?！　?）學習情境主體。每個學習情境主體由工作過程知識、實踐工作頁、情境訓練三部分組成。工作過程知識提供了系統(tǒng)的構(gòu)成、原理、參數(shù)、操作、診斷、調(diào)整等數(shù)控設備應用中直接需要的理論與實踐知識；實踐工作頁是學生工作實踐的平臺，按完整的工作過程設計；情境訓練為學生提供了能力訓練與知識強化的任務，其中的背景資料彌補了工作過程知識的不足。

內(nèi)容概要

1、本教材以一種典型產(chǎn)品為貫穿全書的載體，為“數(shù)控機床控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”課程提供了工學結(jié)合課程實施的整體解決方案，融入了理念、內(nèi)容、方法、載體、師資、環(huán)境、評價等要素。    2、實踐工作頁汲取了德國雙元制職業(yè)教育框架下的企業(yè)學徒工培訓的經(jīng)驗，聯(lián)合行業(yè)企業(yè)共同開發(fā)。按資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價的完整的工作過程設計。

作者簡介

　　湯彩萍，1970年10月生，副教授，工程碩士。曾在企業(yè)從事多年的數(shù)控機床產(chǎn)品設計開發(fā)與調(diào)試工作，目前主要從事數(shù)控專業(yè)相關(guān)課程的教學與研究工作。曾赴德國學習雙元制培訓計劃和德國職業(yè)教育經(jīng)驗.主要研究領(lǐng)域為基于工作過程的課程開發(fā)。主編并公開出版的《數(shù)控技術(shù)專業(yè)英語》教材，獲2007年度江蘇省高等學校精品教材。近三年來公開發(fā)表教學與科研論文10篇，公開出版教材3部，院內(nèi)交流論文9篇，出版校本教材5部，發(fā)表譯著共計20萬字。本書的編寫歷時四年，是作者十五年工作經(jīng)驗的結(jié)晶。

書籍目錄

學習情境1  數(shù)控機床控制系統(tǒng)裝調(diào)整體規(guī)劃與分析　Part Ⅰ  工作過程知識    1.1  數(shù)控機床電氣裝調(diào)崗位分析（Employment for CNC application and maintenance）    1.2  數(shù)控的故事（History of NC）    1.3  數(shù)控機床控制需求分析（Control system of CNC machine）　　　1.3.1  數(shù)控機床的控制任務　　　1.3.2  數(shù)控機床控制系統(tǒng)的組成　　　1.3.3  數(shù)控機床的基本工作過程　　　1.3.4  數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的控制方式    1.4  數(shù)控基礎(chǔ)（CNC fundamentals）　　　1.4.1  數(shù)控機床的指標　　　1.4.2  數(shù)控機床坐標系　　　1.4.3  數(shù)控機床的人機界面　Part Ⅱ  實踐工作頁　Part Ⅲ  情境訓練學習情境2  數(shù)控系統(tǒng)的連接　Part Ⅰ  工作過程知識    2.1  CNC裝置的硬件接口與軟件任務分析（Hardware interface and ?software tasks of CNC unit）　　　2.1.1  硬件組成　　　2.1.2  案例：FANUC 0iMateC　　　2.1.3  軟件工作任務    2.2  輪廓插補功能分析（Contour interpolation）　　　2.2.1  脈沖增量法之逐點比較法　　　2.2.2  數(shù)據(jù)采樣法　　　2.2.3  速度預處理　　　2.2.4  納米插補    2.3  伺服電動機的工作原理與工作特性分析（Servo motor）　　　2.3.1  交流伺服電動機的工作原理與特性　　　2.3.2  案例：FANUC β?i? 系列伺服電動機　　　2.3.3  伺服電動機的選擇    2.4  伺服驅(qū)動裝置的工作原理分析（Servo amplifier）　　　2.4.1  交流伺服驅(qū)動裝置的工作原理　　　2.4.2  案例：FANUC β?i? SVPM伺服放大器　　　2.4.3  PWM基礎(chǔ)（補充知識）    2.5  系統(tǒng)電氣安裝抗干擾檢查（Anti?interference） 　Part Ⅱ  實踐工作頁　Part Ⅲ  情境訓練學習情境3  CNC上電與SV上電　Part Ⅰ  工作過程知識    3.1  CNC上電回路分析與設計（CNC power up）    3.2  SV上電回路分析與設計（Servo power up）    3.3  防垂直軸下落分析與設計（Brake control）    3.4  系統(tǒng)通電調(diào)試（Powering up）    3.5  驅(qū)動選型配置（Servo drive configuration）　Part Ⅱ  實踐工作頁　Part Ⅲ  情境訓練學習情境4  進給軸的調(diào)試與性能優(yōu)化　Part Ⅰ  工作過程知識    4.1  閉環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析（Closed?loop servo system）    4.2  位置控制響應分析（Position control）　　　4.2.1  位置控制原理　　　4.2.2  定位響應過程    4.3  進給軸參數(shù)設定（Parameter setting）　　　4.3.1  伺服初始化設定（SERVO SETTING）　　　4.3.2  基本進給軸參數(shù)設定（PARAMETER）    4.4  控制單位匹配（Axis resolution）    4.5  輪廓誤差分析（Contouring error）　　　4.5.1  兩軸聯(lián)動直線插補輪廓誤差　　　4.5.2  兩軸聯(lián)動圓弧插補輪廓誤差　　　4.5.3  拐角加工誤差    4.6  伺服性能優(yōu)化（Servo Guide）　Part Ⅱ  實踐工作頁　Part Ⅲ  情境訓練學習情境5  坐標軸參考點及行程的調(diào)試　Part Ⅰ  工作過程知識    5.1  編碼器解析（Encoder study）　　　5.1.1  增量式旋轉(zhuǎn)編碼器　　　5.1.2  絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器　　　5.1.3  FANUC編碼器技術(shù)特點　　　5.1.4  編碼器在數(shù)控機床上的應用    5.2  坐標軸參考點設置原理分析（Reference point setting principle）　　　5.2.1  坐標軸參考點的設置　　　5.2.2  參考點的調(diào)整　　　5.2.3  回參考點故障分析與排除    5.3  坐標軸行程保護分析（Travel limit）　　　5.3.1  軟件限位和硬件限位的設置　　　5.3.2  軸超程故障處理　　　5.3.3  坐標軸行程保護設置要求　Part Ⅱ  實踐工作頁　Part Ⅲ  情境訓練學習情境6  主軸控制系統(tǒng)的連接與調(diào)試　Part Ⅰ  工作過程知識    6.1  主軸控制方式分析（Spindle control）    6.2  主軸電動機及其驅(qū)動裝置的原理與工作特性分析（AC asynchronous motor drive）　　　6.2.1  交流異步電動機的工作原理與特性　　　6.2.2  案例：FANUC β?i? 系列主軸電動機　　　6.2.3  交流主軸驅(qū)動裝置的工作原理    6.3  主軸分段調(diào)速特性分析（Spindle range）    6.4  串行主軸的配置與調(diào)試（Serial spindle configuration）　Part Ⅱ  實踐工作頁　Part Ⅲ  情境訓練學習情境7  CNC數(shù)據(jù)文件的備份與恢復　Part Ⅰ  工作過程知識    7.1  CNC數(shù)據(jù)文件分析（CNC data）    7.2  用BOOT功能進行整體數(shù)據(jù)的備份與恢復（CNC data backup and ?restoring under BOOT）　　　7.2.1  用BOOT功能進行數(shù)據(jù)的備份與恢復　　　7.2.2  系統(tǒng)電池的作用與更換方法    7.3  用CF卡進行個別數(shù)據(jù)輸入與輸出 （Separate data in and out with memory card）　Part Ⅱ  實踐工作頁　Part Ⅲ  情境訓練附錄A  《ISO4336—1981（E）機床數(shù)字控制——數(shù)控裝置和數(shù)控機床電氣設備之間的接口規(guī)范》附錄B  CNC常用G代碼和M代碼表附錄C  FANUC常用專業(yè)縮略語表附錄D  FANUC Series 0?i? Mate MODEL C規(guī)格一覽表附錄E  本書常用符號含義表附錄F  VMC 750加工中心系統(tǒng)總連圖附錄G  學習考核樣例參考文獻

章節(jié)摘錄

　　數(shù)控機床裝調(diào)維修工是我國勞動和社會保障部于2005年確定的新職業(yè)，該職業(yè)典型的工作任務有：數(shù)控機床機械部件裝配與調(diào)整、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試（簡稱電氣裝調(diào)）、數(shù)控機床機械維修、數(shù)控機床電氣維修、數(shù)控機床用戶服務等。數(shù)控系統(tǒng)的安裝與調(diào)試是電氣裝調(diào)的重要部分，下面說明電氣裝調(diào)這一典型工作任務的情形?！　」ぷ魅蝿照f明為機床的精密和自動化運行，必須安裝控制系統(tǒng)并進行調(diào)試運行。用基本工具（如螺絲刀、鉗子、萬用表、數(shù)控系統(tǒng)常用軟件等），按照與制造合同規(guī)定的機床功能要求一致的電氣圖紙進行控制系統(tǒng)組件的機械安裝與電氣連接并檢查，如電氣柜的配電板、機床操縱臺、電氣柜到機床各部分的連接等；按照調(diào)試規(guī)程，參閱數(shù)控系統(tǒng)手冊、國家標準等各種資料，完成合同規(guī)定的各功能如進給軸運動、主軸運動、自動換刀、冷卻潤滑等的調(diào)試?！　≤囬g生產(chǎn)人員多以班組形式組織生產(chǎn)，每個員工獨立完成各自的生產(chǎn)任務，組內(nèi)協(xié)作，最終完成產(chǎn)品的電氣安裝與調(diào)試?！　氖略摴ぷ鲿r，要嚴格按企業(yè)檢查卡規(guī)定的質(zhì)量要求進行，如裝配規(guī)范美觀、接口正確、電控系統(tǒng)實際參數(shù)的確定和評價等，當實際值與規(guī)定值之間出現(xiàn)偏差時，必須對調(diào)整措施進行計劃、準備并最后實施，以滿足客戶要求。對已完成的工作進行記錄存檔。遵守事故防護規(guī)章，特別具有電氣安全防護知識。具備企業(yè)安全意識、責任意識、規(guī)范意識、成本意識?！　⌒枰袛?shù)控原理、系統(tǒng)組件特性、功能方面的知識?；竟ぷ骷夹g(shù)有布線、接線、測量、釬焊、數(shù)控系統(tǒng)操作、能使用英語的相關(guān)資料等?！　∨c客戶進行工作業(yè)務方面和技術(shù)方面的溝通，為客戶提供電控系統(tǒng)技術(shù)咨詢與服務。

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