FANUC-0i系統(tǒng)數(shù)控機床回參考點故障診斷與分析開題報告.doc

畢業(yè)設計用紙共9頁第1頁一、前言（一）課題題目FANUC-0i系統(tǒng)數(shù)控機床回參考點故障診斷與分析（二）課題來源自選課題（三）課題類型基礎研究性（四）課題意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀分析數(shù)控機床的回參考點操作是數(shù)控機床控制操作中最重要的功能環(huán)節(jié)之一。能否正確返回到參考點，將會直接影響到零件的加工質(zhì)量。數(shù)控機床的各種刀具補償、間隙補償、軸向補償以及其他精度補償措施能否發(fā)揮正確作用將完全取決于數(shù)控機床能否回到正確的參考點位置。1、數(shù)控機床的發(fā)展目前，數(shù)控機床的應用越來越廣泛，其加工柔性好，精度高，生產(chǎn)效率高，具有很多的優(yōu)點。數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，數(shù)控系統(tǒng)正向以下幾個方向發(fā)展。1）高速化和高精度化為實現(xiàn)高速化和高精度化，今后數(shù)控技術的發(fā)展如下：裝訂線畢業(yè)設計用紙共9頁第2頁使伺服電動機的位置環(huán)、速度環(huán)的控制實現(xiàn)數(shù)字化，以達到對電動機的高速、高精度控制采用現(xiàn)代控制理論，減少滯后量提高跟隨精度。采用高分辨率的位置編碼器。現(xiàn)代高分辨率位置編碼器絕對位置的測量可達163840脈沖/轉(zhuǎn)。實現(xiàn)多種補償功能，提高數(shù)控機床的加工精度和動態(tài)特性。2)智能化、開放式、網(wǎng)絡化21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成，為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等。簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)日本大隈（Okuma）機床公司展出“ITplaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。裝訂線畢業(yè)設計用紙共9頁第3頁2、回參考點的原理按機床檢測元件檢測原點信號方式的不同，返回機床參考點的方法有兩種。一種為柵格法，另一種為磁開關法。數(shù)控機床多采用柵格法產(chǎn)生檢測元件的回零信號。1）柵格法數(shù)控機床按照控制理論可分為閉環(huán)、半閉環(huán)和開環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)裝有檢測最終直線位移的反饋裝置；半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置測量裝置安裝在伺服電動機轉(zhuǎn)動軸上或絲桿的端部，即反饋信號取自角位移；開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)不帶位置檢測反饋裝置、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)通常利用位移檢測反饋裝置（脈沖編碼器或光柵尺）進行回零定位，即柵格法回零；開環(huán)系統(tǒng)則需另外加裝檢測元件，通常利用磁感應開關同零定位，即磁開關法回零。無論采用哪種回零操作，為保證準確定位，在到達零點之前，數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)必須自動減速，因此在多數(shù)數(shù)控機床上安裝減速撞塊及相應的檢測元件。柵格法中，按照檢測元件測量方式的不同可以分為以絕對脈沖編碼器方式歸零和以增量脈沖編碼器方式歸零。在使用絕對脈沖編碼器作為測量反饋元件的系統(tǒng)中，調(diào)試機床時第一次開機后，通過參數(shù)設置配合機床回零操作調(diào)整到合適的參考點，只要絕對脈沖編碼器的后備電池有效，此后每次開機，不必進行回參考點操作。在使用增量脈沖編碼器的系統(tǒng)中，回參考點有兩種模式。一種為開機后在參考點回零模式下各軸手動回原點，每一次開機后都要進行手動回原點操作。另一種為采用存儲器模式，第一次開機手動回原點，以后均可用G代碼指令回原點。參考文獻42）磁開關法磁開關法是在機械本體上安裝磁鐵及磁感應原點開關或者接近開關，當磁感應原點開關或接近開關檢測到原點信號后，進給電機立即停止，該停止點被認作為原點。磁開關法常用于開環(huán)系統(tǒng)，由于開環(huán)系統(tǒng)沒有位移檢測反饋裝置脈沖編碼器或光柵尺，所以不會產(chǎn)生柵格信號，通常利用磁感應開關回零定位。3、數(shù)控機床故障診斷技術的發(fā)展數(shù)控機床是當代機、電、光、氣一體化高新技術的結晶。電氣復雜，管路交叉林立。數(shù)控系統(tǒng)五花八門，故障現(xiàn)象也各不相同，特別是大、重型數(shù)控機床，價格昂貴，以數(shù)百萬美金計。安裝調(diào)試時間長（幾個月到一年以上）。大型數(shù)控機床內(nèi)有成千上萬只元器件，其中任一元件有故障，都會造成機車工作不正常。大、重型數(shù)控機床體積龐大，在無恒溫條件下使用，環(huán)境的影響也很容易引發(fā)故障。因此數(shù)控機床的維修就成了裝訂線畢業(yè)設計用紙共9頁第4頁許多企業(yè)的老大難題。要迅速找出數(shù)控機床的故障、隱患，并及時排除，就要迅速發(fā)展數(shù)控診斷技術。1)通信診斷通信診斷也稱原距離診斷或海外診斷。用戶只需把CNC系統(tǒng)中專用“通信接口”連接到普通電話線上，維修中心的專用通信診斷計算機的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上。由通信計算機向各用戶CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測試數(shù)據(jù)送回診斷計算機進行分析并得出結論，最后又將診斷結論和處理方法通知用戶。FUNUC公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)就具有這種診斷功能。通信診斷不僅用于故障發(fā)生之后對數(shù)控系統(tǒng)進行診斷，而且還可以用作用戶的定期預防性診斷，只需按約定的時間對機床作一系列試運行檢查，將檢查數(shù)據(jù)通過電話線送入維修中心的計算機進行分析處理，維修人員不必親臨現(xiàn)場，就可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障隱患。2)自修復系統(tǒng)自修復系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內(nèi)設置備用模塊,在數(shù)控系統(tǒng)的軟件中裝有自修復程序.當軟件在運行時一旦發(fā)現(xiàn)某一個模塊有故障時,系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT,同時自動尋找是否有備用模塊,若有備用模塊,系統(tǒng)能自動使故障模塊脫機而接通備用模塊,從而使系統(tǒng)較快地進入正常工作狀態(tài)。Cinci