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前言
第1章 大隈OSP数控系统简介1
1.1 OSP数控系统在国内的使用概况1
1.2 OSP-700/7000数控系统的硬件配置2
1.2.1 概述2
1.2.2 NC单元2
1.2.3 供电顺序控制电路和子站网络接口单元(FUB-DR)4
1.2.4 PLC输入/输出单元(FUB-P4M4/P4R2)7
1.2.5 操作面板8
1.2.6 伺服控制系统9
1.3 OSP-U10/U100数控系统的硬件配置11
1.3.1 概述11
1.3.2 NC单元12
1.3.3 供电顺序控制电路和子站网络接口单元(FUB-DR3)13
1.3.4 运动控制系统(MCS)和它的电源控制15
1.3.5 伺服电动机和位置检测器21
1.3.6 主轴磁性编码器21
1.3.7 运动控制系统(MCS)轴控制单元地址识别开关(ID)的设定方法22
1.3.8 OSP-U10/U100和OSP-700/7000数控系统硬件结构的区别23
1.4 OSP-E10/E100数控系统的硬件配置24
1.4.1 OSP-E10/E100(U型)数控系统的硬件配置24
1.4.2 OSP-E10/E100(P型)数控系统的硬件配置25
1.5 OSP-S10数控系统的硬件配置26
1.6 OSP-P20/P200数控系统的硬件配置27
1.6.1 概述27
1.6.2 面板计算机装置和伺服/器件网(SVDN)插件29
1.6.3 局域(器件)网和伺服网30
1.6.4 操作面板和通信基板31
1.6.5 供电顺序控制装置POS33
1.6.6 机床侧的PLC输入/输出接口38
第2章 系统部件的结构和自诊断功能42
2.1 OSP-700/7000数控系统主要部件的结构和自诊断功能43
2.1.1 NC单元43
2.1.2 OSP-700/7000数控系统进给轴伺服装置的结构和自诊断功能48
2.1.3 OSP-700/7000数控系统主轴伺服装置的结构和自诊断功能54
2.1.4 其他OSP数控系统专用部件62
2.2 OSP-U10/U100数控系统主要部件的结构和自诊断功能63
2.2.1 NC单元63
2.2.2 供电顺序控制单元和PLC输入/输出单元66
2.2.3 OSP-U10/U100数控系统中运动控制系统(MCS)的状态显示68
2.3 OSP-P20/P200数控系统主要部件的结构和自诊断功能77
2.3.1 面板计算机以及伺服网和器件网(SVDN1)的主站插件77
2.3.2 面板计算机电源78
2.3.3 伺服网接口单元(SSU)79
2.3.4 供电顺序控制单元POS79
2.3.5 机床侧器件网子站和PLC输入/输出单元81
第3章 软件安装和数据备份85
3.1 OSP-700/7000数控系统的软件安装和数据备份85
3.1.1 系统软件的内容85
3.1.2 软件的安装方法86
3.1.3 OSP-700/7000数控系统的数据备份88
3.2 OSP-U10/U100数控系统的软件安装和数据备份90
3.2.1 系统软件的内容90
3.2.2 软件的安装方法92
3.2.3 数据的备份和存储95
3.2.4 替换功能97
3.2.5 更换电池97
3.2.6 数据备份方法98
3.3 OSP-P20/P200数控系统的软件安装和数据备份99
3.3.1 系统软件安装和系统数据的备份和恢复99
3.3.2 用户数据的备份和恢复101
3.3.3 蓝屏/死机时应采取的措施102
第4章 NC报警和故障分析103
4.1 概述103
4.1.1 NC系统报警信息的分类和显示格式103
4.1.2 利用报警信息进行故障追踪的实例106
4.1.3 CPU错误的分析和追踪108
4.2 OSP-700/7000数控系统的NC报警和故障分析110
4.3 OSP-U10/U100数控系统的NC报警和故障分析124
4.3.1 NC单元报警和故障分析124
4.3.2 软件报警和故障分析127
4.3.3 运动控制系统(MCS)报警和故障分析131
4.4 OSP-P20/P200数控系统的NC报警和故障分析144
4.4.1 NC启动时的报警144
4.4.2 OSP-P20/P200数控系统的特殊P类报警和故障分析146
第5章 PLC报警信息和故障分析148
5.1 PLC报警信息的分类和显示格式148
5.1.1 PLC报警信息的分类148
5.1.2 PLC报警的显示格式148
5.2 常见的故障报警说明149
5.2.1 A类PLC报警信息的故障分析149
5.2.2 B类PLC报警信息的故障分析153
5.2.3 C类PLC报警信息的故障分析162
5.2.4 D类PLC报警信息的故障分析163
第6章 常用维修参数及其应用166
6.1 OSP数控系统的参数分类和检索方法166
6.1.1 OSP数控系统的参数分类166
6.1.2 常用维修参数的功能和分布位置168
6.1.3 OSP数控系统的参数检索方法168
6.2 常用维修参数的应用实例170
6.2.1 行程极限、螺距误差补偿区间、到位宽度和原点(机械)170
6.2.2 原始点位置和轴运动时的顺序172
6.2.3 与丝杠螺距误差补偿有关的参数设定176
6.3 OSP-P20/P200数控系统的参数设定和检索方法180
6.3.1 参数设定方式下的弹出式功能菜单180
6.3.2 自动、MDI和手动方式下的弹出式功能菜单181
第7章 可编程序控制器及其控制程序187
7.1 概述187
7.2 PLC控制程序的梯形图表示法187
7.3 大隈OSP数控系统的PLC指令简介189
7.3.1 基本逻辑运算指令及其梯形图表示方法189
7.3.2 延时继电器190
7.3.3 计数器192
7.3.4 “置1”和“置0”继电器194
7.3.5 微分继电器194
7.3.6 传送命令195
7.3.7 算术运算指令195
7.3.8 比较指令196
7.3.9 逻辑运算指令196
7.3.10 条件语句197
7.3.11 数据格式转换命令199
7.3.12 系统功能模块(SFM)199
7.3.13 变址寄存器控制指令200
7.4 PLC控制信号和存储器的分配200
7.4.1 OSP数控系统的控制信号流程200
7.4.2 OSP数控系统可编程序控制器的存储器分配201
7.5 PLC控制程序实例208
7.5.1 大隈标准机床操作面板上的速度修调开关控制程序实例208
7.5.2 OSP数控系统的主轴速度控制程序实例214
7.5.3 PLC程序设计练习题219
第8章 PLC监视功能222
8.1 OSP-U10/U100数控系统的PLC监视功能222
8.1.1 PLC数据显示功能222
8.1.2 梯形图监视功能225
8.1.3 数据跟踪(DATATRACE)功能228
8.1.4 PLC检查(PLCCHECK)功能233
8.2 OSP-P20/P200数控系统的PLC监视功能233
8.2.1 输入/输出(I/O)点的检查方法233
8.2.2 梯形图监视器功能236
8.2.3 逻辑分析器功能(数据跟踪)240
第9章 DNC-B通信功能及其故障分析243
9.1 DNC-B通信功能的运行环境和参数设定243
9.1.1 运行环境243
9.1.2 通信参数的设定244
9.2 DNC-B通信的操作方法248
9.2.1 数控加工程序的一次性传送248
9.2.2 DNC-B远程缓冲运行250
9.3 DNC通信过程中的信息显示和故障说明250
9.3.1 “DNC-B收信数据”画面250
9.3.2 DNC-B通信中的数据传送过程和控制信号的时序252
9.3.3 故障和处理方法253
第10章 故障分析和追踪实例255
10.1 总线故障的分析和追踪实例255
例1.由于宏数据(MD)存储器未作初始化引起的总线报警255
例2.由于硬件配置错误引起的总线报警256
例3.由于存储器电池失效引起的总线报警257
例4.由于“TFP”板故障引起的总线报警258
10.2 运动控制系统(MCS)故障的分析和追踪实例258
例1.由于伺服环的连接错误引起的报警258
例2.由于轴运动控制单元识别开关设定错误引起的报警259
例3.由于轴运动控制单元识别开关设定重复引起的报警260
例4.由于伺服数据错误引起的旋转工作台振动260
例5.由于主轴电动机绕组切换失败引起的报警264
例6.主轴初次调试时出现的报警265
例7.轴运动指令速度过高报警266
例8.旋转工作台电动机过载报警266
例9.MDI方式操作无效266
10.3 与位置编码器有关的故障分析和追踪实例267
例1.编码器初始化异常报警267
例2.轴运动时出现“124301ALARMA位置命令错误”报警268
例3.主轴磁性编码器异常报警269
例4.主轴磁性编码器接线故障269
例5.MCS磁性编码器异常报警270
10.4 与系统的输入/输出网有关的故障分析和追踪实例270
例1.输入/输出网的连接错误270
例2.手轮操作盒的连接错误271
10.5 与参数设定或编程错误有关的故障分析和追踪实例272
例1.加工中断不能继续执行下一个程序段272
例2.“ALARM2223分支(IF,GOTO)顺序名2”报警272
例3.加工程序的保护273
例4.进给率命令超过限定值274
例5.手动切削速度修调数据异常274
10.6 与DNC-B通信有关的故障分析和追踪实例275
例1.在数控系统断电再加电后出现的报警275
例2.由于同步信号参数设定错误引起的报警275
例3.由于通信协议参数设定错误引起的报警275
例4.由于传送的程序内容有错而引起的报警275
例5.无程序结束代码时出现的报警276
例6.加工程序中有转移指令时出现的报警276
例7.加工程序中有“小写”的字符时出现的报警277
例8.加工程序的文本格式错误时出现的报警277
例9.程序中的数据代码类型与参数设定不符时出现的报警277
10.7 与网络通信有关的故障分析和追踪实例277
例1.MCS通信转换器连接错误277
例2.MCS伺服连接通信错误278
例3.MCS伺服通信异常错误279
例4.附加机床操作面板的识别(ID)开关设定错误279
例5.DN-SLVM子站识别(ID)开关设定错误279
例6.机床侧PLC输入/输出单元识别(ID)开关设定错误280
例7.器件网的网线电缆接线错误281
例8.附加机床操作面板的网线连接错误281
例9.机床侧子站的网线连接错误281
10.8 数据跟踪的应用实例(换刀指令M06读入异常)282
参考文献286
《大隈OSP数控系统的故障分析》主要内容简介:日本大隈(OKUMA)公司是一家历史悠久、世界闻名的机床生产厂。OSP数控系统是该公司自行设计制造的、专为本公司机床配套的控制系统。从20世纪90年代开始,OSP数控系统已被国内许多著名机床厂大量使用。随着进口和国产的OSP系统数控机床的日益增多,它们的维修知识的普及已成为机床生产厂和终端用户十分关注的问题。
《大隈OSP数控系统的故障分析》对上述OSP数控系统的硬件配置以及主要部件的连接方法和自诊断功能作了比较详细的介绍,并提供了大量的故障分析和追踪的实例。同时对OSP数控系统的可编程序控制器(PLC)的控制程序的编写方法及PLC的监视功能也作了详细的介绍。所以《大隈OSP数控系统的故障分析》不仅是一本适用于一般数控设备维修人员的实用工具书,也可以作为从事数控设备的科研﹑设计人员和高级技师以及相关院校师生的专业参考书。
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第一篇 综合篇第一章 绿色建筑的理念与实践第二章 绿色建筑评价标识总体情况第三章 发挥“资源”优势,推进绿色建筑发展第四章 绿色建筑委员会国际合作情况第五章 上海世博会园区生态规划设计的研究与实践第六...
前言第一章 现代设计和现代设计教育现代设计的发展现代设计教育第二章 现代设计的萌芽与“工艺美术”运动工业革命初期的设计发展状况英国“工艺美术”运动第三章 “新艺术”运动“新艺术”运动的背景法国的“新艺...
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数控系统是数字控制系统,简称(Digital or Numerical Control System),早期是由硬件电路构成的,称为硬件数控(Hard NC),1970年代以后,硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统(Computerized Numerical Control,简称CNC)。计算机数控系统是用计算机控制加工功能,实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制,它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量 。
本文章摘东重数控机床有限公司
数控系统故障的维修实例:
数控系统是数控铣床系统的关键部位,它的硬件包括中央处理器、总线、存储器、输入/输出接口、手动输入/显示器、位置控制器与速度控制单元以及可编程序控制器等。数控系统都有很完善的自诊断能力,其数控系统故障种类多,下面分析一下具体实例。
1、回零不正确
为了解决这个问题,要分析一下数控铣床坐标系的回零原理。分析回零过程,我们就可以对回零撞块、限位开关等进行仔细的检查。经检查发现由于撞块的右边斜面粘了一个切屑,因此限位开关的滚轮只能平移一段距离后在闭合,这样建立的零点栅格点也有所移动,从而造成零点偏差。
还有一个数控系统故障,某轴回零操作后一直正向运动,没有减速过程,直至运动到压上限位开关,产生超限位报警。最后经故障诊断检查发现是是零点开关的电源线断了,使PLC得不到零点的变化信号而没有产生减速信号。对零点开关重新接线后故障排除。
2.数控系统无法显示
数控铣床开机后系统电源指示灯不亮,且数控系统故障显示器无显示。该类故障涉及面较广,在排除故障前,必须要对数控系统故障的硬件结构非常熟悉。可以从下面几个方面考虑:
1.亮度检查。检查显示器的亮度及对比度调节旋钮位置是否正常。
2.电缆连接检查。检查与显示器有关的视频信号电缆连接是否正常。
3.电压检查。检查显示器输入单元电压是否正常。
4.确定故障位置。显示器无显示,但CNC数控机床却能正常执行手动或自动操作,说明系统控制部分正常进行插补运算及伺服控制,故障存在与显示部分或CRT控制部分。
5.检查视频输入信号。
6.主控制系统检查。如显示器无显示,且机床不能动作,则数控系统故障很可能发生在数控系统的主控系统。
7.显示器检查。
3、数控系统能显示但无动作及报警
首先要判断故障是发生在机械部分还是CNC部分,可利用自诊断功能检查接口信号。
4、进给速度报警
是由光栅编码器接受信号弱引起的。在进给速度较快时,信号幅度明显减小,不易接受。
由于高精度、高速度、高效率及安全可靠的特点,数控系统在装备制造业中的应用越来越广泛,数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床,能够根据已编好的程序,使机床动作并加工零件。它综合了机械、自动化、计算机、测量等最新技术,使用了从位移、位置、速度、压力、温度以及刀具磨损监控等方面在数控机床控制系统中的传感器。
位移监测传感器在数控机床中的应用
在数控机床上应用的传感器主要有光电编码器、直线光栅、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、旋转变压器、感应同步器、速度传感器等,主要用来检测位置、直线位移和角位移、速度、压力、温度等。
数控机床对传感器的要求
数控机床中的传感器通常要满足下列条件:
(1)可靠性高和抗干扰性强;
(2)满足精度和速度的要求;
(3)使用维护方便,适合机床运行环境;
(4)成本低。
不同种类数控机床对传感器的要求也不尽相同,一般来说,大型机床要求速度响应高,中型和高精度数控机床以要求精度为主。
位移的检测
位移检测的传感器主要有脉冲编码器、直线光栅、旋转变压器、感应同步器等。
1、脉冲编码器的应用
脉冲编码器是一种角位移(转速)传感器,它能够把机械转角变成电脉冲。脉冲编码器可分为光电式、接触式和电磁式三种,其中,光电式应用比较多。
在图中,X轴和Z轴端部分别配有光电编码器,用于角位移测量和数字测速,角位移通过丝杠螺距能间接反映拖板或刀架的直线位移。
2、直线光栅的应用
直线光栅是利用光的透射和反射现象制作而成,常用于位移测量,分辨力较高,测量精度比光电编码器高,适应于动态测量。
在进给驱动中,光栅尺固定在床身上,其产生的脉冲信号直接反映了拖板的实际位置。用光栅检测工作台位置的伺服系统是全闭环控制系统。
3 、旋转变压器的应用
旋转变压器是一种输出电压与角位移量成连续函数关系的感应式微电机。旋转变压器由定子和转子组成,具体来说,它由一个铁心、两个定子绕组和两个转子绕组组成,其原、副绕组分别放置在定子、转子上,原、副绕组之间的电磁耦合程度与转子的转角有关。
旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号;在解算装置中可作为函数的解算之用,故也称为解算器。
旋转变压器一般有两极绕组和四极绕组两种结构形式。两极绕组旋转变压器的定子和转子各有一对磁极,四极绕组则各有两对磁极,主要用于高精度的检测系统。除此之外,还有多极式旋转变压器,用于高精度绝对式检测系统。
4、感应同步器的应用
感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理制成的。其功能是将角度或直线位移转变成感应电动势的相位或幅值,可用来测量直线或转角位移。按其结构可分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺两部分组成,定尺安装在机床床身上,滑尺安装于移动部件上,随工作台一起移动;旋转式感应同步器定子为固定的圆盘,转子为转动的圆盘。感应同步器具有较高的精度与分辨力、抗干扰能力强、使用寿命长、维护简单、长距离位移测量、工艺性好、成本较低等优点。直线式感应同步器目前被广泛地应用于大位移静态与动态测量中,例如用于三坐标测量机、程控数控机床、高精度重型机床及加工中心测量装置等。旋转式感应同步器则被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。
位置的检测
位置传感器可用来检测位置,反映某种状态的开关,和位移传感器不同。位置传感器有接触式和接近式两种。
1、 接触式传感器的应用
接触式传感器的触头由两个物体接触挤压而动作,常见的有行程开关、二维矩阵式位置传感器等。行程开关结构简单、动作可靠、价格低廉。当某个物体在运动过程中,碰到行程开关时,其内部触头会动作,从而完成控制,如在加工中心的X、Y、Z轴方向两端分别装有行程开关,则可以控制移动范围。二维矩阵式位置传感器安装于机械手掌内侧,用于检测自身与某个物体的接触位置。
2、 接近开关的应用
接近开关是指当物体与其接近到设定距离时就可以发出“动作”信号的开关,它无需和物体直接接触。接近开关有很多种类,主要有自感式、差动变压器式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等。
接近开关在数控机床上的应用主要是刀架选刀控制、工作台行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。
在刀架选刀控制中,如图所示,从左至右的四个凸轮与接近开关SQ4~SQ1相对应,组成四位二进制编码,每一个编码对应一个刀位,如0110对应6号刀位;接近开关SQ5用于奇偶校验,以减少出错。刀架每转过一个刀位,就发出一个信号,该信号与数控系统的刀位指令进行比较,当刀架的刀位信号与指令刀位信号相符时,表示选刀完成。
霍尔传感器是利用霍尔现象制成的传感器。将锗等半导体置于磁场中,在一个方向通以电流时,则在垂直的方向上会出现电位差,这就是霍尔现象。将小磁体固定在运动部件上,当部件靠近霍尔元件时,便产生霍尔现象,从而判断物体是否到位。
速度的检测
速度传感器是一种将速度转变成电信号的传感器,既可以检测直线速度,也可以检测角速度,常用的有测速发电机和脉冲编码器等。
测速发电机具有的特点是:
(1)输出电压与转速严格成线性关系;
(2)输出电压与转速比的斜率大。可分成交流和直流两类。
脉冲编码器在经过一个单位角位移时,便产生一个脉冲,配以定时器便可检测出角速度。
在数控机床中,速度传感器一般用于数控系统伺服单元的速度检测。
压力的检测
压力传感器是一种将压力转变成电信号的传感器。根据工作原理,可分为压电式传感器、压阻式传感器和电容式传感器。
它是检测气体、液体、固体等所有物质间作用力能量的总称,也包括测量高于大气压的压力计以及测量低于大气压的真空计。
电容式压力传感器的电容量是由电极面积和两个电极间的距离决定,因灵敏度高、温度稳定性好、压力量程大等特点近来得到了迅速发展。在数控机床中,可用它对工件夹紧力进行检测,当夹紧力小于设定值时,会导致工件松动,系统发出报警,停止走刀。另外,还可用压力传感器检测车刀切削力的变化。再者,它还在润滑系统、液压系统、气压系统被用来检测油路或气路中的压力,当油路或气路中的压力低于设定值时,其触点会动作,将故障信号送给数控系统。
温度的检测
温度传感器是一种将温度高低转变成电阻值大小或其它电信号的一种装置。常见的有以铂、铜为主的热电阻传感器、以半导体材料为主的热敏电阻传感器和热电偶传感器等。在数控机床上,温度传感器用来检测温度从而进行温度补偿或过热保护。
在加工过程中,电动机的旋转、移动部件的移动、切削等都会产生热量,且温度分布不均匀,造成温差,使数控机床产生热变形,影响零件加工精度,为了避免温度产生的影响,可在数控机床上某些部位装设温度传感器,感受温度信号并转换成电信号送给数控系统,进行温度补偿。
此外,在电动机等需要过热保护的地方,应埋设温度传感器,过热时通过数控系统进行过热报警。
刀具磨损的监控
刀具磨损到一定程度会影响到工件的尺寸精度和表面粗糙度,因此,对刀具磨损要进行监控。当刀具磨损时,机床主轴电动机负荷增大,电动机的电流和电压也会变化,功率随之改变,功率变化可通过霍尔传感器检测。功率变化到一定程度,数控系统发出报警信号,机车停止运转,此时,应及时进行刀具调整或更换。
随着传感器和数控机床的发展,有些传感器将被淘汰,如旋转变压器等,而新的传感器将不断出现,会使数控机床更加完善,自适应更强。