电气部分使用说明书

ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 1 页 感谢使用我厂机床 在使用该机床前，请详细阅读本说明书，有不解之处请与我们联系！ ZH5120A 使用说明书 目 次 共 13 页 第 2 页 1. 机床电气系统的构成及控制原理------------------------------------------------------3 1.1 构成----------------------------------------------------------------------------------------3 1.2控制原理--------------------------------------------------------------------------------4 2. 安装----------------------------------------------------------------------------------------5 3. 操作------------------------------------------------------------------------------------------5 3.1 机床通电与断电-------------------------------------------------------------------------5 3.2 操作----------------------------------------------------------------------------------------6 4. 换刀------------------------------------------------------------------------------------------9 4.1 机床的换刀过程简介-------------------------------------------------------------------9 4.2 换刀过程的电气控制------------------------------------------------------------------10 4.3 换刀程序及执行------------------------------------------------------------------------10 4.4 主轴刀号位置的调整------------------------------------------------------------------11 5. 操作中的注意事项-----------------------------------------------------------------------12 6. 机床的维修及保养-----------------------------------------------------------------------13 附录1 换刀程序 附录2 梯形图 附录3 电气原理图 附录4 电气易损件明细表 ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 3 页 1.机床电气系统的构成及控制原理 1.1 构成 立式钻削加工中心ZH5120A机床电气部分由数控系统与辅助控制电路组成。数控系统包括：FANUC Oi-MB数控装置、伺服电机、主轴电机及驱动装置。辅助控制电路包括刀库控制电路、刀具冷却等外围电路组成。 主要技术数据如下： 一.数控装置 FANUC Oi-MB 可控制坐标轴 3个 （X、Y、Z） 同时控制坐标轴 3个 最小输入增量 0.001mm 最小指令增量 0.001mm 编程 增量值/绝对值 参考点返回 手动/自动 辅助功能 M8位数 主轴速度机能 S4位数 二进制 零件程序存储长度 320米 固定循环 G80——G 切削进给速度调节 0—120% 主轴速度调节 60—120% PLC 内置式 输入/输出点数 96/ （基本） 刀具长度补偿 用户宏程序 二 交流伺服电机 X、Y轴电机 α8i/3000 Z轴电机 α12i/3000 主轴电机 α3/10000i ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 4 页 三 刀库电机 YCJ-60-4/100-10 四 冷却电机 WXB-B-50 1.2控制原理 1.2.1 数控系统的特点与控制原理 FANUC0i-MB是日本发那科公司最新一代高性能、低价位的全数字数控系统，最先进的数字化技术保证了驱动系统的高精度、高可靠性以及优良的动态品质。 此系统配备了8.4＂单色CRT显示器。共有八种语言功能（如：英、日、汉等）。在零件加工中可提前预测控制。具有丰富的插补功能，并可进行直接尺寸编程。伺服具有HRV控制，可实现高速/高精度加工，减少了定位时间。还可进行刚性攻丝、比例缩放、坐标系旋转、编程镜象等功能。在存储方面使用了FLASH存贮器，无须专用的ROM写入器或PMC的调试RAM，可以方便在CNC上修改PMC程序和宏程序。 FANUC 0i-MB系统是整个机床各种运动指令的发出主体反馈回到驱动器，各坐标轴的运动是由NC与驱动器之间通过光缆传输指令，伺服电机的速度信号和位置信号反馈回到驱动器。主轴的运动是由NC与驱动器之间通过信号线传输指令， 主轴电机的速度信号和位置信号反馈回到驱动器 。最终形成一个闭环控制系统。NC与PMC的通讯是通过系统内部完成，是机床逻辑控制的重要组成部分。其输入口接受机床的开关信号，输出口发出PMC逻辑操作结果，接通继电器线圈、电磁阀等执行元件，实现一定的机床功能。同时PMC与NC之间通过内部地址进行信号交换，使系统随时接受机床信号，发出响应的动作指令。 1.2.2 换刀电机控制原理 刀库电机选用单相电容运转异步电动机。电容的作用：使电机两相绕组通人不同相位的交流电，产生启动转矩。控制过程如下： 将两相交流220V电源经两个单极自动开关QF3、QF4，其中一相串有交流接触器KM1、KM2并联的常开点、KM3常闭点，接到电机引出线主相（黄、绿），作为电机的主相电源引入。将交流接触器KM1、KM2的另两对常开触点和串在一起的电机电容器一起，接到电机的引出线付相（黑、白），与主相一起构成电机的正、反转回路。交流接触器KM1、KM2、KM3的线圈是受PMC程序控制。 ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 5 页 为了保证刀库转位的准确定位，该电机采用能耗制动。制动过程如下： 将整流桥VC1付边输出的直流电流（串有交流接触器KM1、KM2常闭点、KM3常开点）接入电机主相，作为直流电源的引入。当刀库上的目标刀号与主轴当前刀号一致时，控制电机主相的交流接触器KM1、KM2线圈断电，常开点断开，交流电源被切断；延时一段时间后，交流接触器KM3线圈通电，常开点闭合，直流电通人，实现能耗制动。制动一段时间后，KM3断电，常开点断开，直流电被切断。KM3、KM1、KM2的触点在交、直流控制回路中起互锁作用。 2 安装 2．1 安装条件 2．1．1 电源 三相交流电 AC 3~380V±10% 50HZ 12kVA 注意：若电源超出要求范围，请务必加装15kVA的稳压电源！ 2．1．2 环境条件 如果控制单元内部温度过高，湿度过大，将使机床产生误操作。推荐环境如下： 环境温度： 机床运行时： 0℃ ~ 55℃ 存储和运输时： -20℃ ~ 55℃ 相对湿度： ≤95%RH （ 短时 ） ≤75%RH （ 通常） 温度变化： 11℃/min 以内 3 操作 有关系统的详细操作请参阅FANUC用户手册《操作与编程》。 3．1 3．1．1 机床的通电与断电 通电 在确认三相进电源AC 3~380V 正常的情况下，合上总电源开关QF。启动操作面板CNC启动按钮，按钮指示灯亮。系统上电,系统显示屏出现“NOT READY”，这时系统进行自检，自检通过后，该报警消失。系统进入正常工作状态。 ZH5120A

3．1．2

使用说明书

共 13 页 第 6 页

断电

加工结束后，须将机床各坐标手动开到行程的中间位置，按下机床操作面板的“急停按钮”，再按下机床操作面板的“CNC关断”按钮，然后关断总电源开关QF，机床断电完毕。 3．2 操作 3．2．1

机床操作面板布局

请参看机床操作面板。 3．2．2 功能说明 <1>“记忆”模式

将操作模式选择开关选到“记忆”状态。机床可自动执行加工程序，具体程序的调用请参阅《操作说明书》手册。程序调用后，可将自动进给倍率（0%~120%）选到适当位置，按下机床操作面板的“循环启动”按钮，机床可自动执行加工程序。 <2> “编辑”模式

将操作模式选择开关选到“编辑”状态。可进行加工程序的编制，加工程序编制完成后转到“记忆”模式，执行加工程序。 <3> “DNC”模式

将操作模式选择开关选到“DNC”状态。可实现在线加工。 <4> “手动输入”模式

将操作模式选择开关选到“手动输入”状态。系统在“PROG”状态下，选用“MDI”菜单可进行加工程序的编制，程序编制完成后，按系统面板的“INSERT”键。然后，按操作面板的“循环启动”键，机床执行加工程序。 <5> “点动”模式

“点动”模式可执行以下两种运动：

.a．将操作模式选择开关选到“点动”状态，按下对应要运动的轴，（如 +X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z），所对应的轴将以1000mm/min的速度运动（手动的速度设定为1米）。 ｂ．将操作模式选择开关选到“点动”状态，再同时按下“快速”模式按钮，“快速”指示灯亮，按下对应要运动的轴，（如 +X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z），所对应的轴将以所选定的快速进给倍率F0%、25%、50%、100%的速度快速运动。

ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 7 页 <6> “手轮”模式 将操作模式选择开关选到“手轮”状态，选择要运动的轴（如 +X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z）及进给量（X1、X10、X100）。然后旋转手轮运动该轴。 <7> “回零”模式 将操作模式选择开关选到“回零”状态，按下所要回零的轴（如 -X、+Y、+Z），就可执行回零的运动。到达零点后，所对应回零轴的指示灯亮。 注意：机床在每次开机之后三坐标必须执行返回零点的操作。机床的零点（参考点）是机床的测量基准。回零后，坐标的软极限、丝杠的螺距补偿等均生效。如果开机后三坐标中有任一坐标未回零，“记忆”、“快速”“手轮”模式均无效。进给倍率在返回零点时不起作用，回零以5000m/min的速度运动。 建议:为避免工作台上的工件与主轴发生碰撞,应选择Z轴先回零。 3．2．2 操作面板的其它功能键 <1> “单段”键 在“自动”或“MDI”模式下执行加工程序时，按下“单段”键，按钮指示灯亮。加工程序将按单节执行，既每按一次“循环启动”键，加工程序将执行一个单节。 <2> “任选停止”键 在“自动”或“MDI”模式下执行加工程序时，按下“任选停止”键，按钮指示灯亮。加工程序执行过程中，如遇到“M01”指令时，机床自动停止。如不选择“任选停止”键，在执行加工程序时将忽略程序中的“M01”指令。 <3> “程序跳跃”键 在“记忆”或“手动输入”模式下执行加工程序时，按下“程序跳跃”键，按钮指示灯亮。加工程序执行过程中，如加工程序中编入有“/”符号，程序执行到此时，将跳过此程序段，如不按下此键，程序执行到此时将忽略此符号。 <4> “空运行”键 按下“空运行”键，按钮指示灯亮。在切削进给时，选择此键，机床将以参数（1410）指定的进给速度运动，而与程序中指令的进给速度无关。此时，倍率开关不起重要。（此功能用来在机床不装工件件时检查刀具的运动） ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 8 页 <5> “主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”键 “主轴正转”键按下后，主轴正向旋转，按钮指示灯亮。 “主轴反转”键按下后，主轴反向旋转，按钮指示灯亮。 “主轴停止”键按下后，主轴旋转停止。 以上三个键，主要是手动控制主轴的旋转。主轴的转速需要在“MDI”方式中输入。 <6> “超程解除”键 因误操作机床坐标行程超出极限范围，极限开关被压下，机床会出现“急停（EMG）”报警。此时，按下“超程解除”键，将机床向超程的反向开动，报警将被解除。 注意：在解除超程报警时，机床运动的方向不要选错，否则可能损坏机床设备。超程解除后，机床必须重新执行回零指令。 <7> “冷却”键 按下“冷却”键，按钮指示灯亮，刀具冷却阀接通。冷却停止时，须再按此键，刀具冷却阀断电，按钮指示灯灭。 注意：刀具冷却分为“自动”、“手动”两种操作方式。 “手动”操作方式是综上所述。“自动”操作方式是通过在加工程序中编制M代码或在“MDI”方式中编制M代码来完成的。 M08 冷却启动 M09 冷却停止 <8> “程序保护”开关 “程序保护”是一个钥匙开关。当拨到锁的位置时，系统将停止操作者执行程序的编辑、加工程序的修改及各种数据资料的操作。 <9> “CNC启动”键 按下“CNC启动”键，按钮指示灯亮。NC系统启动。 <10> “CNC关断”键 按下“CNC关断”键，NC系统关断。 ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 9 页 紧急“循环启动”键 按下“循环启动”键，按钮指示灯亮。加工程序开始执行。 <12> “进给保持”键 按下“进给保持”键，按钮指示灯亮。所执行的加工程序进给保持。但是，如果要使加工程序停止，须按系统操作面板的“REST”键。 <13> “紧急停止”按钮 如操作工在机床操作时遇到紧急情况须机床紧急停止，可按下此钮。机床处于紧急停止状态。解除急停 时可将此钮向右旋转即可。 注意：急停解除后，机床的三坐标必须回零。否则将会使机床损坏。 3．2．3 机床封闭罩门 在执行加工程序时机床封闭罩门必须关闭。如有特殊需要打开机床封闭罩门，机床将处于进给保持状态，门关上后，所执行的加工程序在按“循环启动”后继续执行。 4． 换刀 4．1 机床的换刀过程简介 <1> CNC发出换刀指令，先执行主轴定向。 <2> 定向完毕后，主轴上升到Z轴第二参考点（相对Z向零点约为135mm左右的位置）。在执行返回第二参考点的过程中，当走到距离Z向零点50mm的位置，刀柄开始与主轴锥孔脱开（松开），主轴箱继续上升，刀柄从主轴锥孔中完全退出（拔刀）。 <3> 刀库根据最短路径的原则，顺时针（+）或逆时针（—）旋转，找到所选择的刀号（选刀）。 <4> 主轴箱下降返回。返回到第一参考点。在下降过程中，刀柄插入主轴锥孔（插刀），当走到距离Z向零点50mm的位置时，刀柄被夹紧（夹刀）。 ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 10 页 <5> 到达Z轴第一参考点，进入加工区域后主轴定向释放，换刀过程结束。 4．2 换刀过程的电气控制 换刀过程中的换刀指示、主轴定向及进给保持、刀库旋转的动作等都是由PMC程序控制的，它们是以辅助功能（M功能）形式在PMC中定义。 M10： 换刀开始，指示灯亮。 M11： 换刀结束，指示灯灭。 M19： 主轴定向，保持到换刀结束。 M31： 刀库旋转。 为了保证换刀动作的准确执行，每个M功能执行完后，都将接通PMC程序中的辅助功能完成信号，当NC接到这个信号后，开始执行NC中的换刀程序（#9001号程序）的下一步动作。 另外，在换刀过程中，通过使用系统变量，在NC与PMC之间建立通讯，也保证换刀过程的准确执行。 注意：#9001号程序，不许用户修改或删除。该程序修改或丢失后，机床将无法执行换刀指令 4．3 换刀程序及执行 在“MDI”模式下，编入以下程序： M06 TXX； XX： 为将要换的刀号 M30； 在“记忆”或“手动输入”模式下，均可执行该程序。 ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 11 页 4．4 主轴刀号位置的调整 4.4.1刀号的显示 该机床主轴位置上的刀号存储在系统的断电保持计数器中。采用两个无触点开关，通过系统PMC程序中的计数功能对主轴刀号进行双重控制。其中由主记数开关控制的刀号放在主计数器C0的当前记数值中，而辅助计数开关控制的刀号放在辅助计数器C4的当前记数值中。在换刀过程中，当刀库旋转到目标刀号时，两个计数器（主记数器、辅助计数器）要进行比较，若两个计数器中的数据一致，主轴箱下降，完成换刀动作；若不一致，机床发出报警信息（具体报警信息请参看梯形图的最后一页），并停止换刀动作。 4.4.2主轴位置上刀号的调整 该机床主轴位置的刀号在出厂前已经调整好，一般情况下不需要再设定，如果操作者在机床换刀过程中，尤其是在刀库旋转不到位情况下，因某种意外情况下按下急停按钮，或因故障停电而造成换刀中断，则应执行下列操作步骤，然后再执行加工程序，否则，刀库将会被损坏。具体操作步骤如下： 如果此时急停按钮已按下： <1> 松开急停按钮 <2> 如果是刀库没转到位情况下。首先，把刀库位置转正（这个位置不一定是目标位置）。具体操作方法：用扳手转动带刀库旋转的凸轮轴的一端（位置是从操作者方向看，刀库右侧后面），转到凸轮轴边缘处的小平面与刀库前端面基本垂直就可以。 <3> 刀库位置转正后，采用“手轮”或“点动”模式，将主轴箱下降到加工区域。 <4> 重新设置主轴上的刀号 ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 13 页 6．机床的维修及保养 <1> 定期擦拭机床的外表，如操作面板；系统显示器。定期检查电器柜以及电器柜进出线处是否有粉尘。有则擦之。 <2> 定期清扫X、Y、Z的行程开关，以免有油水和粉尘，影响使用。 定期检查电器柜内强电盘、伺服单元、主轴单元是否有浮尘。有则在断电的情况下用毛刷或吸尘器清除。 <3> 定期检查检查主轴风扇是否旋转，是否有杂物，有则清除。以免影响主轴运转。 <4> 定期检查检查强电盘上的继电器动作是否正常，必要时更换。 <5> 若系统显示电池报警，应及时与机床厂家联系，及时更换。 ZH5120A 使用说明书 共 13 页 第 12 页 具体操作步骤如下： a．按下系统操作面板上的“SYSTEM”键——PMC菜单——PMCPRM菜单——COUNTR菜单，系统上出现如下画面； NO ADDRESS PRESET CURRENT 01 C00 10 （刀号最大值） 1 （当前刀号） 02 C04 10 （刀号最大值） 1 （当前刀号） 将C00、C04的当前刀号值，必须设定同一个刀号，否则在执行换刀时找不到刀号。 b．设置完毕后，按“RESET”键即可。 注意：在换刀过程中，如没有紧急情况，最好不要中断换刀，否则调整比较麻烦。 5．操作中的注意事项 （以下几条一定要严格执行，否则将对机床造成严重后果） <1> 本机床采用相对位置检出系统。因此，在每次CNC重新启动时，机床必须回零，否则将会出现故障。 <2> M06调用的换刀子程序存入9001号程序中，用户不能修改或删除，否则将会出现换刀故障。 <3> 用户在使用变量编程时，下列变量不能使用： #1000 #1100 <4> 如果需要将Z轴开到零点以上，在操作时一定要严格按照以下步骤操作。 a． 在Z轴零点以下（Z轴“-”行程）执行“M19”主轴准停。 b． 再选择“手轮”模式，选择“+Z”方向，沿手轮正方向摇动到所需位置即可（最多不可超出换刀区位置）。 c． 在Z轴零点以上（换刀区）绝对不允许旋转主轴，这一点是机床在操作中要特别注意的，否则将造成严重后果。 <5> 在NC启动后，执行三坐标回零指令。如果坐标回零方向与实际应回零方向相反。要立即与机床厂家联系。

附录 1

换 刀 程 序 ：9001号 N10 #1100=1 N20 M05 N30 M10

N40 IF[#1000 EQ1] GOTO 130 N50 M19 N60 G04 X0.2

N80 G91 G80 G49 G30 P2 Z0 N90 M31 N100 G04 X0.2 N110 G91 G28 Z0 N120 M05 N130 #1100=0 N135 G80 N140 M11 M99

附录4 电气易损件明细表 序号 型号 规格 DZ-10-100/300 50A 3VE1 1.1∽1.6A 3VE1 4∽6.3A C45N-40A/3P C45N-5A/1P C45N-3A/1P C45N-2A/1P C45N-1A/1P 3TB4017-OBM0 3TB4417-0AM0 HH53P 名 称 空气开关 断路器 断路器 塑壳式三极断路器 塑壳式单极断路器 塑壳式单极断路器 塑壳式单极断路器 塑壳式单极断路器 交流接触器 交流接触器 继电器 数量 1 1 1 1 4 1 3 1 4 1 5 QF QF1 QF2 配件号 备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 QF14 QF3、QF4、QF10、QF11 QF6 QF5、QF7、QF8 QF9 KM1、KM2、KM3、KM4 KM5 KA1、KA2、KA3、KA4、KA5 TP511X 继电器座 5 KA1、KA2、KA3、KA4、KA5 2CP14 3DF630V 0.22μF 500Ω TB630V 0.22μF 500Ω DF630V 0.22μF 500Ω KPBC 25A/1000V YCJ-60-4/90-10 JW2-11Z/3 Z-15GQ22A55-B5V Z-15GW22A55-B5V 二极管 三相灭弧器 单相灭弧器 单相灭弧器 整流桥 刀库电机 组合行程开关 行程开关 行程开关 11 1 1 1 1 1 1 3 5 SK1 SK4 SK3 VC SQ1 SQ2、SQ4、SQ15 SQ3、SQ5、SQ6、SQ9、SQ13、 E2E-X2MF1 AL6H-M17*W AL6H-M17*R 接近开关 带灯自复式按钮 带灯自复式按钮 2 3 1 SQ7、SQ8 SB17、SB19、SB28 SB15 附录4 电气易损件明细表 序号 型号 规格 AL6H-M17*G AL6H-A17*W 带灯按复式按钮 名 称 带灯自复式按钮 数量 2 4 配件号 SB16、SB1 SB6、SB5、SB3、SB26 备注 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

AL6H-A17*R AB6H-M17-W 带灯按复式按钮 无灯自复式按钮 1 7 SB4 SB8、SB9、SB10、SB11、SB12、SB13、SB7 AB6H-M17-R AL6H-P7*R AL6H-P7*W AS6H-2K1A LAY3-11ZS/1 AL-KH6 DPN0100N20R DPN0100J20R FX-50BB DJL5-3/Y DL-560 220V/50HZ 340W JC36-B ∽24V 70W 无灯自复式按钮 指示灯 指示灯 钥匙开关 急停按钮 90 按钮防护罩 波段开关 波段开关 分线器 空气开关手柄 柜式空调 机床工作灯 灯泡 2 1 4 1 1 1 3 1 3 1 1 1 SB18、SB2 HL20 HL10、HL11、HL12、HL13 KSB SB30 SA3 SA1、SA2、SA4 EL ZH5120A 补充使用说明书 共 页 第 页 夹具的控制（东风） 1．夹具的控制按钮主要在副操作面板上，副操作面板共有六个按钮（循环启动、进给保持、夹具选择、夹具松开、夹具夹紧、急停）。现将控制夹具的主要按钮做以下说明： 夹具松开：该按钮为一个带灯自复式按钮，用于夹具的手动松开，当任一夹具（自动或手动）松开后，按钮指示灯亮。 夹具夹紧：该按钮为一个带灯自复式按钮，用于夹具的手动夹紧，当任一夹具（自动或手动）夹紧后，按钮指示灯亮。 夹具选择：该按钮是一个三位的旋钮，旋钮到左则控制夹具1、中间位可同时控制夹具1和夹具2、右侧控制夹具2。 2．该夹具的松/夹分为自动、手动两种控制。 <1> 夹具自动控制 在“MDI”、“DNC”、“记忆”模式下，编入“M17”（夹具松开）或“M18”（夹具夹紧）的指令，可进行夹具的自动松开／夹紧控制。具体操作如下： a. 选择所要控制的夹具（1、2、1/2同时）。 b. 编制加工程序，并将M17（夹具松开）、M18（夹具夹紧）指令编入，可实现夹具的自动松开及夹紧。 例如： …… ; M18; G90 G0 X30; …….; M17; M30; <2> 夹具手动控制 在“点动、返回原点、手轮”模式下，选择所要控制的夹具（1、2、1/2同时）。按下松开或夹紧按钮，可进行夹具的松开或夹紧操作。