基于FANUC数控实验平台的故障诊断技术研究

摘要

随着数控技术在机床业的广泛普及,数控机床作为一种加工精度高、自动化程度高的机床,具有高效率、高质量、柔性好等特点,适合现代制造业生产的需要.但当数控机床出现故障时,往往会影响生产.因此掌握数控机床故障诊断与维修的技术和方法有着十分重要的意义.随着数控机床的推广和使用,社会对掌握数控机床故障诊断与维修的高素质人才的需求也越来越迫切.而表现在教学过程中的问题却是缺少一个贯穿于整个数控故障诊断与维修领域中的集教学、实验、科研于一体的开放性环境,难以培养出具有数控机床故障诊断与维修能力的高素质人才.因此建立起基于系统开发的数控故障诊断与维修教学实验平台是非常必要的.本文研究的目的就是建立一个适合高职院校数控教学、实验、实训和开发的数控故障诊断与维修教学实验平台,以满足数控高级应用性人才培养的需求. 本文针对FANUC-Oi数控系统,从系统的体系结构、硬件连接及PMC梯形图入手,进行了详细深入地分析研究.最终提出了基于该系统的数控故障诊断与维修实验平台的硬件构成和软件实现,并以此为基础对数控机床故障诊断技术予以研究.在本文的研究中,首先对数控机床故障诊断与维修的基础性原理进行了深入探讨,主要对数控系统的组成、可靠性理论与技术及数控机床维修的基本要求进行了仔细讨论,并对数控机床故障诊断的方法与特点进行了总结.接着着重讨论了FANUC-Oi系统的连接、参数及PMC的工作原理,在此基础上设计了数控故障诊断实验平台的硬件结构和电气原理图,并介绍了用于PMC梯形图修改和编辑的软件的使用方法.最后以实例的方式重点论述了通过修改系统的PMC梯形图,在故障诊断实验平台上进行故障设置、分析及排除的方法和该方法在现场故障诊断与维修中的应用,并提出了数控机床远程故障诊断服务平台建立的思想和关键技术. 本课题在借鉴同行理论研究和实践的基础上针对现场故障诊断与维修的实际情况和具体需求,除了在理论上进行了有益的探索与研究,具有一定的创新和拓展外,还进行了系统具体的实施工作.所开发的数控故障诊断与维修实验平台,对于高职院校数控技术应用人才的培养,具有一定的指导意义.

目录

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致谢

第一章绪 论

1.1数控故障诊断与维修技术的作用及重要性

1.2国内外研究现状及存在问题

1.2.1研究现状

1.2.2存在的不足和解决方案

1.3数控机床故障诊断与维修的教学情况

1.3.1数控机床故障诊断与维修的教学背景

1.3.2数控机床故障诊断与维修教学中的不足之处

1.4本课题的研究意义及内容

1.4.1选题的意义

1.4.2课题的研究内容

1.5章节安排

第二章数控故障诊断与维修基础

2.1数控机床的基本概念

2.1.1数控技术与数控机床

2.1.2数控系统及组成

2.1.3数控机床的组成及加工原理

2.1.4数控技术的特点

2.2数控机床的可靠性理论与技术

2.2.1可靠性概述

2.2.2数控系统可靠性研究

2.2.3数控系统可靠性的数学手描述

2.3数控机床维修的基本要求

2.3.1人员素质的要求

2.3.2在维修手段方面应具备的条件

2.3.3工作环境

2.3.4维修前的准备工作

2.4数控机床故障诊断的方法与特点

2.4.1数控机床故障诊断的方法

2.4.2数控机床故障诊断的特点

2.5本章小结

第三章基于FANUC系统的故障实验平台设计

3.1故障试验平台的开发环境

3.1.1 FANUC-Oi系统的连接

3.1.2系统的参数及设定

3.1.3 FANUC-Oi系统中的PMC

3.2故障试验平台的结构和原理图的设计

3.2.1故障试验平台的结构设计及工作原理

3.2.2故障实验平台所需的I/O地址分配及连接

3.3梯形图的传输及修改

3.3.1梯形图的输出

3.3.2梯形图的修改原理

3.3.3修改后梯形图的输入

3.4本章小节

第四章故障实验平台的应用

4.1故障设置、分析及排除应用实例

4.1.1 DNC模式无效的故障设置、分析及排除

4.1.2 X轴正向超程的故障设置、分析及排除

4.1.3存储器保护的故障设置、分析及排除

4.1.4机床锁住故障的设置、分析及排除

4.2 PMC在现场故障诊断与维修中的应用

4.2.1根据故障号进行故障诊断

4.2.2根据控制对象的工作原理诊断故障

4.2.3根据PMC的I/O状态诊断

4.2.4动态跟踪梯形图诊断故障

4.3数控机床远程故障诊断服务平台的研究

4.3.1数控机床远程故障诊断服务平台结构的建立

4.3.2数控机床远程故障诊断服务平台数据库技术

4.3.3远程故障诊断服务平台的重构设计技术

4.4本章小节

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录