日常维护指南：优化CNC系统运作

一、实训目标

（1）熟悉CNC系统的各基本单元。

（2）认识CNC系统的基本连接。

（3）掌握CNC系统维护与保养方面的基础技术。

（4）养成规范操作、认真细致、严谨求实的工作态度。

二、实训准备

（1）阅读教材，参考资料，查阅网络。

（2）实验仪器与设备：数控设备综合实验台、专用连接线、万用表、刷子、扳手、螺丝刀等工具。

三、相关知识

1.CNC系统简介

以国产华中CNC系统为例，武汉华中数控有限公司先后开发出的NHC世纪星等系列CNC系统，应用于数控机床。NHC系列有多个品种，它适用于各种中、小型机床，例如：NHC-818AT、NHC-818BT、NHC-808D、NHC-808E、NHC-808T用于数控车床。NHC-848、NHC-808E、NHC-818D、NHC-818AM、NHC-818BM、NHC-808M用于数控铣床或者加工中心。

系统在设计上采用模块化结构。这种结构易拆装，各个控制板高度集成，便于维修和更换。采用专用LSI（大规模集成电路）技术来提高芯片集成度、系统的可靠性，减小体积和降低成本。不断采用新工艺、新技术：SMT（高密度表面安装技术）、多层印制电路板、光导纤维电缆等。产品应用范围广，可配多种控制软件，适用于多种机床。在插补、进给加减速、补偿、自动编程、图形显示、通信、控制和诊断方面不断增加新的功能。以用户特定宏程序、MMC等功能来推进CNC装置面向用户开放的功能。

2.NHC-818BT CNC系统

NHC-818BT CNC系统由数控单元本体、主轴和进给伺服单元以及相应的主轴电动机、进给电动机、CRT显示器、系统操作面板、机床操作面板、附加的输入/输出接口板（B2）、电池盒、手摇脉冲发生器等组成。

数控单元的基本配置：

NHC-818BT CNC系统的CNC单元由主印制电路板（PCB）、存储器板、图形显示板、可编程机床控制器板（PMC-M）、伺服轴控制板、输入/输出接口板、子CPU（中央处理器）板、扩展轴控制板、数控单元电源和DNC控制板等组成。主板采用大板结构，其他为小板，被插在主板上面，如图2-26所示。

图2-26　NHC-818BT CNC系统数控单元结构

（1）主印制电路板（PCB）用于连接各功能小板，进行故障报警。主CPU在该板上，用于系统主控。

（2）数控单元电源为各板提供+5 V、±15 V、　±24 V直流电源，其中24 V直流电流用于单元内继电器控制。

（3）图形显示板提供图形显示功能，便于人机交互，并且还提供第2、3手摇脉冲发生器接口。

（4）PMC-M为内装型可编程机床控制器板，提供输入/输出板扩展接口。

（5）基本轴控制板（AXE）提供X轴、Y轴、Z轴和第4轴的进给指令，接收从X轴、Y轴、Z轴和第4轴位置编码器反馈的位置信号。

（6）输入/输出接口板通过插座M1、M18和M20提供输入点，通过插座M2、M19和M20提供输出点，为PMC-M提供输入/输出信号。

（7）存储器板接收系统操作面板的键盘输入信号，提供串行数据传送接口、第1手摇脉冲发生器接口、主轴模拟量和位置编码器接口，存储系统参数、刀具参数和零件加工程序等。

（8）子CPU板用于管理第5轴、第6轴、第7轴的数据分配，提供RS-232和RS-422串行数据接口等。

（9）扩展轴控制板（AXS）用于提供第5轴、第6轴的进给指令，接收从第5轴、第6轴位置编码器反馈的位置信号。

（10）扩展轴控制板（AXA）用于提供第7轴、第8轴的进给指令，接收从第7轴、第8轴位置编码器反馈的位置信号。

（11）扩展的输入/输出接口通过插座M61、M78和M80提供输入点，通过插座M62、M78和M80提供输出点，为PMC-M提供输入/输出信号。

（12）通信板（DNC2）提供数据通信接口。

3.NHC-818BT CNC系统维护

（1）严格遵守操作规程和日常维护制度。(www.xing528.com)

（2）防止灰尘污物进入数控装置内部。

（3）防止系统过热。

（4）定期维护CNC系统的输入/输出装置。

（5）定期检查和清洁散热用扇。

（6）定期检查和更换存储用电池。

（7）经常监视CNC装置用的电网电压。

（8）维护备用电路板。

四、实训内容

（1）认识CNC系统的构成。

（2）进行CNC系统的基础维护。

五、实训步骤

（1）在断电情况下，在实验台上找出数控装置、驱动电动机、变频器等各部件，并绘制其在实验台上的安装位置，标明其型号规格。

（2）在断电情况下，根据系统连接总图，参照上述实训内容，逐步分项检查、验证各个部件之间的连接，并绘制出连接关系。

（3）在断电情况下，观察系统各部件、外围器件，清理灰尘、污物；了解走线方式、插头连接、护套保护连接等；查看是否有松动、破损情况；如果有，则采取措施加以处理。

（4）一切正常方可上电，上电后系统进入正常状态，用万用表测试系统各部件的电源电压，将测试结果记录在图纸上相应的部件上。

（5）系统功能检查。

①左旋并拔起操作台右上角的“急停”按钮，使系统复位；系统默认进入“手动”方式，软件操作界面的工作方式变为“手动”。

②按住“+X”或“-X”键（指示灯亮），X轴应产生正向或负向的连续移动。松开“+X”或“-X”键（指示灯灭），X轴即减速运动后停止。以同样的操作方法使用“+Z”“-Z”键可使Z轴产生正向或负向的连续移动。

③在手动工作方式下，分别点动X轴、Z轴，使之压限位开关。仔细观察它们是否能压到限位开关。若到位后压不到限位开关，则应立即停止点动；若压到限位开关，则仔细观察轴是否立即停止运动，软件操作界面是否出现急停报警，这时一直按压“超程解除”按键，使该轴向相反方向退出超程状态；然后松开“超程解除”按键，若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，则表示恢复正常，可以继续操作。检查完X轴、Z轴的正、负限位开关后，以手动方式将工作台移回中间位置。

④按一下“回零”键，软件操作界面的工作方式变为“回零”。按一下“+X”和“+Z”键，检查X轴、Z轴是否回参考点。回参考点后，“+X”和“+Z”指示灯应点亮。

⑤在手动工作方式下，按一下“主轴正转”键（指示灯亮），主轴电动机以参数设定的转速正转，检查主轴电动机是否运转正常；按一下“主轴停止”键，使主轴停止正转。按一下“主轴反转”键（指示灯亮），主轴电动机以参数设定的转速反转，检查主轴电动机是否运转正常；按一下“主轴停止”键，使主轴停止反转。

⑥在手动工作方式下，按一下“刀号选择”键，选择所需的刀号，再按一下“刀位转换”键，转塔刀架应转动到所选的刀位。

⑦调入一个演示程序，自动运行程序，观察工作台的运行情况。

六、注意事项

（1）要注意人身及设备的安全。关闭电源后，方可观察机床内部结构。

（2）未经指导教师许可，不得擅自任意操作。

（3）操作与保养数控机床要按规定时间完成，符合基本操作规范，并注意安全。

（4）实验完毕后，要注意清理现场。

七、学习评价

CNC系统的日常维护与保养评价见表2-1。

表2-1　CNC系统的日常维护与保养评价