毕业设计毕业论文数控机床伺服系统故障诊断与分析论文

毕业设计用纸共 15 页 第 1 页摘 要简要介绍了当今世界数控伺服系统发展的趋势，我国数控机床中伺服系统的现状及数控机床的伺服性能。在此基础上讨论了 FANUC-15MB 数控龙门式镗铣床伺服系统的故障诊断。世界上各工业发达国家还将数控维修列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术应用与维护，而且在“高精尖 ”数控技术关键技术应用与维护方面对我国实行封锁和限制政策。通过在设备维修、技术开发、生产等多部门多方面的接触和工作，并在几个月的设备维修和设备管理工作中不断地学习与积累大量的工作经验，现就普遍存在数控机床电气设备维修的方法与实践上做一剖析阐述。关键词：数控设备，维护保养，故障分析，故障维修装 订 线毕业设计用纸共 15 页 第 2 页目 录第一章 数控伺服系统31.1 伺服系统的发展31.2 数控系统的构成与特点3第二章 数控机床中伺服系统的现状52.1 概述52.2 伺服系统的结构及分类52.3 进给伺服系统的现状与展望6第三章 数控机床的伺服系统性能83.1 加工精度83.2 开环放大倍数83.3 宽范围调速9第四章 FANUC-15MB 数控伺服系统的故障诊断104.1 FANUC-15MB 数控进给轴的伺服控制原理及故障104.2 FANUC-15MB 数控同步轴组的控制原理及故障124.3 FANUC-15MB 数控的自诊断13第五章 结论与建议 14参考文献 15附录：伺服系统结构图毕业设计用纸共 15 页 第 3 页第一章 数控伺服系统1.1 伺服系统的发展（1） 直流伺服系统伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程。电气伺服系统根据所驱动的电机类型分为直流（DC）伺服系统和交流（AC）伺服系统。50 年代，无刷电机和直流电机实现了产品化，并在计算机外围设备和机械设备上获得了广泛的应用。70 年代则是直流伺服电机的应用最为广泛的时代。（2）交流伺服系统从 70 年代后期到 80 年代初期，随着微处理器技术、大功率高性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工艺的发展及其性能价格比的日益提高，交流伺服技术交流伺服电机和交流伺服控制系统逐渐成为主导产品。交流伺服驱动技术已经成为工业领域实现自动化的基础技术之一，并将逐渐取代直流伺服系统。（3）交直流伺服系统的比较直流伺服驱动技术受电机本身缺陷的影响，其发展受到了限制。直流伺服电机存在机械结构复杂、维护工作量大等缺点，在运行过程中转子容易发热，影响了与其连接的其他机械设备的精度，难以应用到高速及大容量的场合，机械换向器则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。交流伺服电机克服了直流伺服电机存在的电刷、换向器等机械部件所带来的各种缺点，特别是交流伺服电机的过负荷特性和低惯性更体现出交流伺服系统的优越性。所以交流伺服系统在工厂自动化（FA）等各个领域得到了广泛的应用。 综上所述，伺服系统将向两个方向发展。一个是满足一般工业应用要求，对性能指标要求不高的应用场合，追求低成本、少维护、使用简单等特点的驱动产品，如变频电机、变频器等。另一个就是代表着伺服系统发展水平的主导产品伺服电机、伺服控制器，追求高性能、高速度、数字化、智能型、网络化的驱动控制，以满足用户较高的应用要求。1.2 数控系统的构成与特点目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于 T 系统和 M 系统，同样也有很大毕业设计用纸共 15 页 第 4 页的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国 Dynapath 系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本 FANUC 系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。 控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成 CNC、PLC 的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。数控系统的主要特点是：可靠性要求高：因为一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂，而且工作频繁。毕业设计用纸共 15 页 第 5 页第二章 数控机床中伺服系统的现状2.1 伺服系统的概述伺服系统是以机械运动的驱动设备，电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。这类系统控制电动机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现运动机械的运动要求。具体在数控机床中，伺服系统接收数控系统发出的位移、速度指令，经变换、放调与整大后，由电动机和机械传动机构驱动机床坐标轴、主轴等，带动工作台及刀架，通过轴的联动使刀具相对工件产生各种复杂的机械运动，从而加工出用户所要求的复杂形状的工件。2.2 伺服系统的结构及分类从基本结构来看，伺服系统主要由三部分组成：控制器、功率驱动装置、反馈装置和电动机。控制器按照数控系统的给定值和通过反馈装置检测的实际运行值的差，调节控制量；功率驱动装置作为系统的主回路，一方面按控制量的大小将电网中的电能作用到电动机之上，调节电动机转矩的大小，另一方面按电动机的要求把恒压恒频的电网供电转换为电动机所需的交流电或直流电；电动机则按供电大小拖动机械运转。伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号的反馈形式上，以带编码器的伺服电动机为例：1. 方式一（见附图 2-1）转速反馈信号与位置反馈信号处理分离，驱动装置与数控系统配接有通用性。图 2-1 为 SINUMERIK800 系列数控系统与 SIMODRIVE611A 进给驱动模块和 IFT5 伺服电动机构成的进给伺服系统。2. 方式二（见附图 2-2）图 2-2 为 FANUC 数控系统与用于车床进给控制的 a 系列 2 轴交流驱动单元的伺服系统，伺服电动机上的脉冲编码器降检测信号直接反馈于数控系统，经位置处理和速度处理，输出速度控制信号、速度反馈信号及使能信号至驱动单元 JV1B 和JV2B 端口中。3. 方式三（见附图 2-3）毕业设计用纸共 15 页 第 6 页伺服电动机上的编码器同样作为速度和位置检测，检测信号经伺服驱动单元一方面作为速度控制，另一方面输出至数孔系统进行位置控制，驱动装置具有通用性。如图 2-3 为由 MR-J2 伺服驱动单元和伺服电动机组成的伺服系统。4. 方式四（见附图 2-4）图 2-4 所示数字式伺服系统。在数字式伺服系统中，数控系统将位置控制指令以数字量的形式输出至数字伺服系统，数字伺服驱动单元本身具有位置反馈和位置控制功能，能独立完成位置控制。主要成分变化多样，其中任何部分的变化都可构成不同种类的伺服系统。如根据驱动电动机的类型，可将其分为直流伺服和交流伺服；根据控制器实现方法的不同，可将其分为模拟伺服和数字伺服；根据控制器中闭环的多少，可将其分为开环控制系统、单环控制系统、双环控制系统和多环控制系统。考虑伺服系统在数控机床中的应用，本文首先按机床中传动机械的不同将其分为进给伺服与主轴伺服，然后再根据其他要素来探讨不同伺服系统的技术特性。2.3 伺服系统的现状与展望伺服系统以数控机床的各坐标为控制对象，产生机床的切削进给运动。为此，要求进给伺服能快速调节坐标轴的运动速度，并能精确地进行位置控制。具体要求其调速范围宽、位移精度高、稳定性好、动态响应快。根据系统使用的电动机，进给伺服可细分为步进伺服、直流伺服、交流伺服和直线伺服 （一）步进伺服系统步进伺服是一种用脉冲信号进行控制，并将脉冲信号转换成相应的角位移的控制系统。其角位移与脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率可调节电动机的转速。如果停机后某些绕组仍保持通电状态，则系统还具有自锁能力。步进电动机每转一周都有固定的步数，如 500 步、1000 步、50 000 步等等，从理论上讲其步距误差不会累计。（二）直流伺服系统直流伺服的工作原理是建立在电磁力定律基础上。与电磁转矩相关的是互相独立的两个变量主磁通与电枢电流，它们分别控制励磁电流与电枢电流，可方便地进行转矩与转速控制。另一方面从控制角度看，直流伺服的控制是一个单输入单输出的单变量控制系统，经典控制理论完全适用于这种系统，因此，直流伺服系统控制简单，调速性能优异，在数控机床的进给驱动中曾占据着主导地位。毕业设计用纸共 15 页 第 7 页（三）交流伺服系统交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。（四）直线伺服系统直线伺服系统采用的是一种直接驱动方式（Direct Drive），与传统的旋转传动方式相比，最大特点是取消了电动机到工作台间的一切机械中间传动环节，即把机床进给传动链的长度缩短为零。这种“零传动”方式，带来了旋转驱动方式无法达到的性能指标，如加速度可达 3g 以上，为传统驱动装置的 1020 倍，进给速度是传统的 45 倍。毕业设计用纸共 15 页 第 8 页第三章 数控机床的伺服系统性能数控机床一般由 NC 控制系统、伺服驱动系统和反馈检测系统 3 部分组成。数控机床对位置系统要求的伺服性能包括：定位速度和轮廓切削进给速度；定位精度和轮廓切削精度；精加工的表面粗糙度；在外界干扰下的稳定性。这些要求主要取决于伺服系统的静态、动态特性。对闭环系统来说，总希望系统有较高的动态精度，即当系统有一个较小的位置误差时，机床移动部件会迅速反应。下面就位置控制系统影响数控机床加工要求的几个方面进行论述。3.1 加工精度精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。可以说，数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。位移检测系统能够测量的最小位移量称做分辨率。分辨率不仅取决于检测元件本身，也取决于测量线路。在设计数控机床、尤其是高精度或大中型数控机床时，必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。例如，数控机床中常用的直线感应同步器的精度已可达0.0001mm，即 0.1 祄，灵敏度为 0.05祄，重复精度 0.2 祄；而圆型感应同步器的精度可达 0.5N，灵敏度 0.05N，重复精度 0.1N。3.2 开环放大倍数在典型的二阶系统中，阻尼系数 x=1/2（KT）-1/2，速度稳态误差 e（）1/K，其中 K 为开环放大倍数，工程上多称作开环增益。显然，系统的开环放大倍数是影响伺服系统的静态、动态指标的重要参数之一。一般情况下，数控机床伺服机构的放大倍数取为 2030（1/S）。通常把 K20 的系统称为高放大倍数或硬伺服系统，应用于轮廓加工系统。假若为了不影响加工零件的表面粗糙度和精度，希望阶跃响应不产生振荡，即要求是取值大一些，开环放大倍数 K 就小一些；若从系统的快速性出发，希望 x 选择小一些，即希望开环放大倍数增加些，同时 K 值的增大对系统的稳态精度也能有所提高。毕业设计用纸共 15 页 第 9 页3.3 宽范围调速在数控机床的加工中，伺服系统为了同时满足高速快移和单步点动，要求进给驱动具有足够宽的调速范围。单步点动作为一种辅助工作方式常常在工作台的调整中使用。伺服系统在低速情况下实现平稳进给，则要求速度必须大于“死区”范围。所谓“死区”指的是由于静摩擦力的存在使系统在很小的输入下，电机克服不了这摩擦力而不能转动。此外，还由于存在机械间隙，电机虽然转动，但拖板并不移动，这些现象也可用“死区”来表达。设死区范围为 a，则最低速度 Vmin，应满足Vmina，由于 adK，d 为脉冲当量（mm/脉冲）；K 为开环放大倍数，则VmindK 若取 d=0.01mm/脉冲，K=301/S，则最低速度Vmina=300.01mm/min=18mm/min 伺服系统最高速度的选择要考虑到机床的机械允许界限和实际加工要求，高速度固然能提高生产率，但对驱动要求也就更高。此外，从系统控制角度看也有一个检测与反馈的问题，尤其是在计算机控制系统中，必须考虑软件处理的时间是否足够。由于 fmax=fmax/d 式中：fmax 为最高速度的脉冲频率，kHz；vmax 为最高进给速度，mm/min；d 为脉冲当量，mm。又设 D 为调速范围，D=vmax/vmin，得 fmax =Dvmin/d=DKd/d=DK 由于频率的倒数就是两个脉冲的间隔时间，对应于最高频率 fmax 的倒数则为最小的间隔时间 tmin，即tmin=1/DK。显然，系统必须在 tmin 内通过硬件或软件完成位置检测与控制的操作。对最高速度而言，vmax 的取值是受到 tmin 的约束。一个较好的伺服系统，调速范围 D 往往可达到 8001000。当今最先进的水平是在脉冲当量 d=1 祄的条件下，进给速度从 0240m/min 范围内连续可调。毕业设计用纸共 15 页 第 10 页第四章 FANUC-15MB 数控伺服系统的故障诊断由于数控系统的控制核心是对机床的进给部分进行数字控制，而进给是由伺服单元控制伺服电机，带动滚珠丝杠来实现的，由旋转编码器做位置反馈元件，形成半闭环的位置控制系统。所以伺服系统的故障在数控机床上起的作用相当重要。以下以 FANUC-15MB 数控龙门式镗铣床为例。4.1 FANUC-15MB 数控进给轴的伺服控制原理及故障(1)控制原理 FANUC-15MB 数控系统是高品质、高性价比的 CNC 系统，具有丰富的控制功能，进给伺服轴采用数字量控制，能够实现多轴联动。机床的 FANUC-15MB 数控系统，控制机床的 8 根进给伺服控制轴，采用数字式全闭环伺服控制方式，其控制核心是进给伺服轴控制系统的位置环、速度环和电流环，机床的全闭环进给轴伺服控制系统的结构框图如图 4-1 所示。 图 4-1 全闭环进给轴伺服控制系统结构图 全闭环进给轴伺服控制系统是一个双闭环伺服控制系统，内环是速度环，外环是位置环。速度环中用于速度反馈的检测装置装在伺服电机末端，与伺服电机同轴安装的光电式脉冲编码器直接进行数字测速，反馈至 CNC 系统的控制单元。位置控制环的位置检测传感器为高分辨率的金属反射光栅尺或玻璃盘圆光栅编码器，位置控制环主要对机床的运动坐标轴进行高精度的位置控制，不仅对单个轴的运动速度和位置精度的控制有严格的要求，而且在多轴联动时，要求各运动轴之间有很好的动态配合，位置控制模块除了完成理论位置(插补指令)与反馈的实际位置相比较的处理外，还要完成位置回路的增益调整，同时将位置偏差作为指令速度控制命令(VCMD)发往速度控制单元，由速度控制单元按 VCMD 数值大小，控制伺服电机的速度。进给轴伺服控制系统采用计算机数字处理，输出也是数字量控制，机床的进给轴伺服控制，能够进行轴控制跟踪波形的屏幕显示，便于现场进行进给轴伺服控制的动态调试。 毕业设计用纸共 15 页 第 11 页(2) 常见故障1）工作台振动和爬行的故障数控龙门式镗铣床工作台(X 轴)的驱动系统采用双蜗杆、双齿轮和齿条驱动，工作台导轨的润滑采用有压力和温度补偿控制组成的液压轴承，液压轴承的油膜厚度为 0.020.04mm，工作台(X 轴)的进给伺服控制系统，选用海德汉(HEIDENHAIN)LB301 增量式直线金属反射光栅尺作为 X 轴的全闭环伺服控制系统的位置反馈器件，此直线光栅尺的输出信号为 A、B 两相的正弦波电流信号，相位差为 90，用于产生计数脉冲，A、B 两相的相位次序用以辨别 X 轴的移动方向，并且增量式直线光栅尺全程有 1 个参考零点脉冲信号。当机床在加工 50t 重(机床工作台最大载重量为 70t)的 6 缸柴油机箱体过程中，每当工作台进给启动时(有时在工件的加工切削过程中)，工作台的运行会出现振动和爬行，直接影响了加工件的表面加工精度。 造成工作台启动时的振动和爬行，是与工作台负载的变化、工作台机械传动间隙、导轨润滑的液压轴承油膜厚度、轴伺服控制系统的控制参数等诸多因素有关。工作台重载时，会引起伺服电机轴上的转矩、导轨动静摩擦的变化，因此，要消除这些扰动力矩对启动时的影响和抑制工作台运行时的共振，必须对数控系统的伺服控制参数进行适当的调整，对进给轴伺服控制系统的前馈扰动力矩进行补偿。首先增加数控系统的轴伺服控制动静摩擦的补偿功能(FANUC-15MB 数控系统的轴伺服控制动静摩擦补偿功能参数是 No1883、1964、1965、1966 等)；其次是增加伺服控制传动间隙补偿功能，即轴伺服控制 250s 加速反馈功能，数控系统的伺服控制参数是 No1894，以尽可能地消除前馈各种扰动力矩。调整数控系统的轴伺服控制参数No1825 位置增益数值(此值可影响数控机床的轴控制精度，特别在多轴联动时)，只有使每根联动轴伺服控制参数的位置增益数值保持一致，才能保证工件轮廓的加工精度。对轴伺服控制参数 No1855 积分增益的数值和 No1875 速度增益(负载惯量比)的数值进行适当调整，特别是负载惯量比的数值，对于工作台重载启动时，设定较小值可以避免出现工作台启动时的共振现象。经过以上数控系统轴控制参数的调整，工作台启动时振动和爬行状况明显减少。 当对工作台导轨的直线度和平行度等重新进行了机械调整后，使机床工作台全程的平面度达 0.04mm/8 000mm、直线度达 0.03mm/8 000mm；同时调整导轨润滑的流量控制开关，使机床工作台液压轴承的油膜厚度达 0.03mm，这时，机床工作台在 70t 工件重载启动和运行时，X 轴的伺服控制动态实时跟踪曲线较好，没有出现振动和爬行的现象，机床工作台的运行满足了机加工的切削要求。 2）万能附件头 B 轴故障 数控龙门式镗铣床万能附件头 B 轴选用海德汉(HEIDENHAIN)ROD250-18000毕业设计用纸共 15 页 第 12 页增量式角度圆光栅编码器作为 B 轴全闭环伺服控制系统的旋转位置反馈器件，此增量式角度编码器的输出信号为 A、B 两相的正弦波电流信号，相位差为 90，用于产生计数脉冲，A、B 两相的相位次序用以辩别 B 轴的旋转方向，Z 相是一转脉冲信号，作为 B 轴机械参考零点的位置信号，位置角度编码器与万能附件头的旋转头同轴安装。 万能附件头主轴齿轮拆卸更换后，对 B 轴的旋转位置角度编码器进行了重新安装，当机床开机后，B 轴“回零“找不到机械参考零点，并且系统屏幕上出现了 B 轴脉冲编码器没有连接(SV015 B PULSCODER DISCONNECT)、B 轴脉编码器零点返回无效(PS200 B PULSCODER INVALID ZERO RETURN)等报警信息。经检查，数控机床内的相关伺服控制参数设置无误；在手动方式下，万能附件头 B 轴能够进行旋转，并显示 B 轴角度的坐标值。而产生报警的原因，一是由于位置角度编码器的反馈信号控制线中，Z 相 1 根信号控制线虚焊；二是在设定的低速旋转位置角度(30左右)检测范围内，没有出现 Z 相一转零点脉冲信号。在重新调整 B 轴位置角度编码器的Z 相一转脉冲信号位置后，使其出现在设定的低速旋转位置角度的检测范围内，并将通过测试样棒和百分表测量出的 B 轴机械参考零点与机械垂直位置的角度误差数值，输入数控系统的 B 轴伺服控制参数 No1850 内，作为栅格偏移量(GRID SHIFT)。于是机床开机后附件头 B 轴重新回零，其机械参考零点位置出现在机械垂直位置处，旋转角度也满足100的旋转行程范围，万能附件头 B 轴恢复正常使用。4.2 FANUC-15MB 数控同步轴组的控制原理及故障(1)控制原理 FANUC-15MB 数控系统伺服同步轴组的控制轴一般由 2 根伺服控制轴(主动轴和从动轴) 组成， 2 根伺服控制轴有同步激活、同步驱动的功能，一直处于激活的状态，有同步运动的模式，所有发送到主动轴的运动指令，在 JOG 手轮、增量运动、MDI 和启动等各种方式下，都将使从动轴同步移动，在系统屏幕上，有伺服同步轴组的轴位置数值和轴伺服动态跟踪数值显示等；在同步驱动控制中，数控系统一直检查 2 根伺服轴的位置偏差(或坐标位置的偏差)，如偏差超过伺服控制参数设定的允许值时，数控系统会停止同步轴的运行，并发出系统报警信息；可以对同步轴组中的主动轴和从动轴分别进行功能补偿(如间隙补偿、螺距补偿和位置交叉补偿等)，并持续有效保证机床伺服控制轴的运动精度。 。 (2)常见故障1）横梁伺服同步控制轴组的故障数控龙门式镗铣床的横梁伺服控制轴(A、U 轴)为一组同步轴组的伺服控制轴，2 根伺服控制轴采用全闭环进给轴伺服控制系统的控制方式进行控制，横梁伺服控毕业设计用纸共 15 页 第 13 页制轴同步运行时，A 轴为主动轴，U 轴为从动轴，全闭环进给轴伺服控制系统选用海德汉(HEIDENHAIN)LS106 增量式直线金属反射光栅尺作为横梁进给轴伺服控制系统的位置反馈器件。 当机床开机后，机床数控系统对横梁伺服控制轴进行机械参考点的“回零“ 操作时，系统屏幕上经常出现 A 轴同步驱动超差(SV028 A SYNCHRONOUS DRIVE ERROR)的报警信息。发现 A 轴和 U 轴的伺服电机在横梁运行时，伺服电机实际工作电流数值较大、机械传动噪声较大、机床横梁导轨接触面上的润滑油较少。根据机床的电气控制原理图，调用 FANUC-15MB 数控系统的可编程机床控制器(PMC-NA)梯形图，对横梁导轨的供油时间和供油间隔进行了重新设定调整，使机床横梁进行“回零 “操作时，系统无报警，并且在横梁运行过程中，机械传动噪音明显减轻。4.3 FANUC-15MB 数控的自诊断FANUC 数控系统的机床动作逻辑顺序控制，通过数控系统内置的 PLC(又称为可编程机床控制器 PMC)来完成，数控龙门式镗铣床配置的 FANUC-15MB 数控系统，内置 PLC 为 FANUC PMC-NA 控制器，数控系统的可编程机床控制器 (PMC-NA)最大梯形图的步数为 16 000 步，最大 DI/DO 点数为 1 024/1 024 点，数控机床ATC 装置的控制、AAC 站附件头更换和主轴变速齿轮更换等，均通过 CNC 控制PMC 完成。 在日常的机床运行维护中，由于相关的机床动作逻辑顺序控制不能完成，系统屏幕上会出现数控系统的可编程机床控制器(PMC)的各种 EX 报警信息。根据机床的电气控制原理图，通过现场数控机床的显示屏幕，调用可编程机床控制器(PMC)的梯形图(LADDER)，查找机床相关的输入(X)和输出(Y)的信号状态，调用 FANUC 计算机数字控制器(CNC)输入(G)和输出(F)的信号状态，通过仔细的分析，找到数控机床的机械、电气、液压、气动等器件的故障点，熟练地使用数控系统强大的自诊断监控功能进行现场故障排除，使数控机床及时地恢复生产，减少机床加工时的停机时间。毕业设计用纸共 15 页 第 14 页第五章 结论与建议上述几方面对数控机床位置伺服系统所要求的伺服性能进行了分析，并提出了系统稳定运行的可靠性指标，该研究结果可用于伺服数控系统的设计，也可用于现有数控机床的改造以提高其工作精度。作为数控机床的重要功能部件，伺服系统的特性一直是影响系统加工性能的重要指标。围绕伺服系统动态特性与静态特性的提高，近年来发展了多种伺服驱动技术。可以预见随着超高速切削、超精密加工、网络制造等先进制造技术的发展，具有网络接口的全数字伺服系统、直线电动机及高速电主轴等将成为数控机床行业的关注的热点，并成为伺服系统的发展方向。毕业设计用纸共 15 页 第 15 页参考文献1. 秦立高主编 . 机床维修手册 . 北京：国防工业出版社，19972. 张世莹等编 . 加工中心应用与维修 . 北京：机械工业出版社，19923. 刘希金主编 . 机床数控系统故障检测与维修 . 北京. 兵器工业出版社，19954. 李世综等编 . 机床现代诊断技术 . 北京 . 机械工业出版社，19975. 王侃夫主编 . 数控机床故障诊断及维护 . 北京 . 机械工业出版社，2000