YK5612扇形齿轮插齿机电气系统的安装与维修.doc

1、YK5612 扇形齿轮插齿机电气系统的安装与维修专业：机械制造与自动化班级：09 级姓名：李杨摘要：论述了 YK5612 扇形齿轮插齿机电气系统安装调试的过程，对机床调试中出现的问题进行排除，对出现的典型故障提出具体的解决方法。1、简述：近几年，我国的汽车工业飞速发展，并成为世界汽车的产销大国。因此对汽车零部件生产制造也提出了更高的要求。YK5612 数控扇形齿轮插齿机试面向汽车转向器行业而研发的一种专用机床。它主要用于加工各种定速比、变速比的扇形齿轮。机床采用立柱进给方式，具有稳定性好、钢性大、加工效率高等优点。因此产品推出后得到了用户的一致好评。机床的控制系统采用西门子 802dSL（SI

2、NUMERIK 802D sl）数控系统。该系统具有结构紧凑的技术特征，它将数控系统中的所有模块（CNC,PLC 和 HMI）都集成在同一控制单元中。采用创新性的系统规划与驱动设计，配以智能化接口，使得该数控系统可以连接多达六轴数字伺服驱动，为用户提供更高的生产效率和更大的灵活性。SINUMERIK 802D sl（solution line),配备了新一代SINAMICS S120 数字伺服驱动系统，能够在最大程度上满足用户对于复杂加工的应用需求。SINAMICS S120 特别适合于高性能的机床设备、生产机械及其他车间应用。由于采用了创新的硬件和软件思想，SINAMICS S120 可以胜

3、任工业应用领域内的各种复杂的驱动任务。智能化的连接技术缩短了 SINAMICS S120驱动系统的布线时间。这意味着客户端使用电缆的种类将减少，备件费用也将降低。使用这种通讯接口，可以非常方便地将 SINAMICS S120 驱动系统与上层控制系统和电机连接起来。安装 SINAMICS S120 的系统组件时，系统可以通过电机中集成的“电子铭牌”自动识别它们。可以说这种系统是真正的“即插即用” ，应为预先装配好的连接电缆只要插入插座即可，电机的铭牌数据无需手工输入。本机床有三个伺服轴（X、Y、Z）和一个模拟主轴驱动布局，PLC 的最大输出点为 72 个，输出点为 48 个。在加工时可以实现三轴

4、联动。具体配置见表（一）表（一）PCU CNC 单元 1水平键盘 CNC 键盘 1输入输出模块 PP72/48 I/O 模块 1机床控制面板 1 机床操作面板 1机床控制面板 2 1手轮 1电源模块 伺服动力模块 1双轴伺服模块 伺服驱动模块 1单轴伺服模块 伺服驱动模块 1伺服电机 1FT6086 3机床采用独立式电气柜，电气柜的电气元件主要有：1、数控系统的 PCU 模块、电源模块、功率模块、电抗器模块以及用于 PLC 输入输出的 PP72/48 模块、50 芯端子。2、用于控制主轴的变频器。3、用于给数据系统以及 PLC 输入输出、电磁阀供电的开关电源 G1。4、用于给接触器线圈、电器柜

5、照明灯、插座、开关电源供电的变压器 TC1。5、用于给电气柜空调供电的变压器 TC2.6、用于给电气元件提供保护、控制用得空气开关，接触器、直流中间继电器等。7、接线端子具体不知如图（一）所示，机床的电气柜采用重载连接器与床身的分线盒相连接。共有 3 个重载连接器。分别是：与工作台电气元件相连接的 1#插头，与立柱电气元件连接的 2#插头，与液压箱电气元件连接的 3#插头。 （由于伺服电机的动力电缆和信号电缆为屏蔽线不能从中间断开，因此它不经重载连接器而直接与伺服电机相连）具体连接如图（二）所示2、机床电气系统的安装机床的电气系统的安装分为两大部分：2.1 电气柜内电气系统的安装。因为电气柜内

6、集中了数控系统的大部分元器件，因此它的安装比较复杂，分为以下几个步骤：1、按照电气柜布置图，把所有能安装到导轨上的元器件如空气开关、接线端子、50 芯转接端子等全部安装到导轨，把电源模块、驱动模块、变频器、变压器等按照图上位置摆放好，然后把走线槽摆放好。这样做得目的是：查看布局是否合理、美观，空间位置是否够大，如果一切条件满足则进行下一步，如果不满足则和设计员一起重新布置，直到满足要求。2、布局确定以后，在安装盘上划线，钻孔、攻丝，然后按照刚才的布置把所有元件全部安装到安装盘上。3、接线：这是安装过程中安装量最大也是麻烦的一个步骤。如果全部按照接线图来做的话，可能需要反复的查看图纸，这无疑会大

7、大的增加劳动强度和劳动时间。为了能高速高效的完成工作，我决定不要接线图，而用原理图。但是为了保持一致性。我与设计人员商量中间继电器的第一组开关为常开，第一组开关为常闭（从原理图上看中间继电器只用一组开关） ，空气开关、接触器的辅助触点只用第一组（从原理图上看这些元件的辅助触点只用一组）接线端子与接线图保持一致，这样就可以非常快得找到所需的接线端子了。由于动力线，比较简单，出错的机率也比较小，因此我先接动力线，然后接 220V 的控制线，直流 24V 的控制线，最后接 50 芯电缆、数控系统的 PROFIBUS 总线、DRIVECLIQ总线，至此电气柜的接线工作全部结束。4、检查：检查接线是否有

8、松动，从走线槽出来的线是否有交叉。5、把安装盘放入电气柜内，用螺丝固定好，电气柜内的电气系统安装工作完成。2.2 外围线的连接1、按照重载连接器接线图与图纸给出的长度，把 1#-3#连接器接头做好，另一端用线号做标记待用。2、把液压箱上的电气元件连接到液压箱分线盒内，把工作台、立柱的元件分别连接到床身的分线盒内。3、把 1#-3#连接器的另一端连接到相应的分线盒内。把伺服电机的动力线与信号线分别与数控系统的驱动模块与电机连接好。至此外围线的连接完成。3 电气系统的调试电气系统装配完成后将进入调试阶段，主要分为以下几个步骤：3.1 测试为了防止短路事故的发生，必须在通电前对系统进行测试，用万用表

9、逐个测量动力线端子与地线是否短路。如有则马上检测线路。3.2 通电关闭电气柜内所有空气开关，打开机床总电源。这时用万用表测量电压无误后，闭合 下级空气开关，依次类推打开闭合所有空气开关。当数控系统的 PCU 模块通电后等待几分钟系统进入待机画面，然后打开 PLC 监视画面，查看急停开关是否正常。3.3 数控系统数据的传送以上情况都正常以后，进入到系统的调试画面，进行软件升级。这样做的目的是让所有的 DRIVECLIQ 总线上节点的软件版本保持一致，以提高系统的稳定性和可靠性，在升级过程中驱动模块上的指示灯以 2Hz 的频率，绿/红交替显示，若驱动模块的指示灯没有闪烁，则说明升级并未成功，需检查

10、线路后重复步骤。升级完成后关闭 PUC 模块电源，关闭系统总电源，等待十秒钟后，从新上电。在 PCU 出现正常监视画面后，把装有二进制数据的 CF 卡插入卡槽。把急停按钮按下，把 CF 卡中的二进制数据通过粘贴复制的方式传送到数控系统中，这一过程要用十分钟左右的时间。数据传送完毕后系统会重新启动，启动完成后表示数据传送完毕。3.4 数控系统的调试数据传送完成后进入数控系统的调试阶段。本机床的 X 轴、Z 轴为直线轴，因此需要对它们的正负硬限位、软限位进行调试。首先在钳工的帮助下移动 X 轴使其移动到负限位处，此时把负限位撞块锁紧，然后移动 X 轴使其移动到正限位处，此时把正限位撞块锁紧。在离正

11、向限位 20mm 处把减速开关所对应的撞块锁紧，然后使系统转换到回参考点状态，按下+X 按钮，使 X 轴回参考点，然后手动移动 X 轴到正限位处。把屏幕上的数据减去 110mm 后设定到机床轴数据 36110，作为正向软限位，在手动把 X 轴移动到负限位处，把屏幕上的数据加上 10mm 设定到机床轴数据 36100，作为负向软限位。用同样的办法设定 Z 轴的硬限位和软限位。最后把 X、Y、Z 重新回参考点。3.5 变频器的调试本机床采用的是富士变频器，变频器调试比较简单按下表（二）所列数据输入到变频器中，核对无误后，点动主轴并用测速表检测实际速度与设定速度是否一致，如果不一致则手动调试数据 F

12、03 直到合要求。3.6 研车以上步骤完成后，调出研车程序。并执行。系统调试完毕。表(二)数据代码 设定数值 数据名称F01 1 频率通道设定F02 1 操作方式设定F03 70 变频器最高输出频率F04 50 电机额定频率F05 380 电机额定电压F06 380 变频器最高输出电压F15 75 频率上限F16 0 频率下限4 电气系统故障排除4.1 数据传输问题用 CF 卡向数控系统传送数据时,系统出现“数据错误”的报警,并提示是否继续传送数据,选择了“否”,并重新对系统进行了升级。一般情况下，此问题的故障原因见表（三）表（三)故障原因 解决方案数据格式不对 找到正确格式的数据重新传输伺服

13、电机损坏 更换伺服电机驱动模块异常 更换驱动模块数控系统读卡器异常 更换数控系统的 PCU 模块检查后发现 Y 轴电机型号不对正常为:1FT6086 额定扭矩 27N.M 额定转速3000r/Min,而电机铭牌上为:1FT6086 额定扭矩 27N.M 额定转速 2000r/Min。更换电机后一切正常。4.2 主轴速度异常在测试主轴速度时发现设定速度与实际速度不相符。一般情况下，此问题的故障原因见表（四）表（四）故障原因 解决方案变频器参数设置不正确 重新核对变频器参数数控系统参数设置不正确 重新核对数控系统参数变频器故障 更换变频器接地极没接好 检查地线检查后发现变频器的 0V 端子未与接地端子连接，连接后一切正常。通过该产品的电气控制系统安装调试，使自己对数控系统功能、操作方法、常用控制参数设定、典型故障排除等有了更大的提高。在工作中一定要小心谨慎，不能放过任何异常现象，防止事故发生。参考文献（1）西门子（中国）自动化与驱动集团 802dSL 简明调试手册 2008（2）李辛 薛钦林 电气设计 2008