《数控机床故障诊断与维修(第3版)(附微课视频)——教案.docx
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1、数控机床故障诊断与维修课程编号:教师姓名:专业班级:开课时间:1 .直观法(望闻问切). CNC系统的自诊断功能2 .数据和状态检查:接口检查、参数检查.报警指示灯显示故障3 .备板置换法(替代法).交换法4 .敲击法.测量比拟法总之,各种故障诊断方法各有特点,要根据故障现象的特点灵活的组合应用。数控机床的抗干扰.电磁波干扰电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波,通过空间传播被 附近的数控系统所接受,如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。(远离这 些设备).供电线路干扰 输入电压过压或欠压引起电源报警而停机电源波形畸变所引起错误信息会导致CPU停止运行.信号传输干扰串模干扰一干
2、扰电压叠加在有用信号上.共模干扰一干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。一 .抗干扰措施.减少供电线路的干扰1 .减少机床控制中的干扰.屏蔽技术(电磁、静电屏蔽)信号线采用屏蔽线(铜质网状)、穿在铁质蛇皮管或铁管中关键元件或组 件采用金属容器屏蔽。2 .保证“接地”良好“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都 市通过“接地”对机床起作用的。接地的要求:接地要可靠(接地电阻应小于100欧姆)、接地线要粗(应大于电源线的截面积)。总结与巩固(小结、考核知识点、作业等).本次课非常重要,讲解了解决机床故障的一般步骤,以后的教学都将按照这 个步骤进行讲解,所以要
3、帮助学生建立这样的概念。1 .机床的故障排除方法要因地制宜,本次课可简要介绍,要学生有初步印象, 并掌握基本知识为以后的学习打下基础。2 .机床的干扰比拟难讲,要注意方法,学生不是很懂,要注意方法。首页课次3课型实验教学章 节任务一:数控机床常用电气元件认知及检测教学目的掌握常用仪器的使用方法及技术资料的查询;熟悉数控机床弱电控制强 电的工作过程教学 重点万用表、示波器的使用学点 教难万用表、示波器的使用教学 方法讲授法教具 挂图PPT、万用表、示波器课级 授班mt/ 3J 课期 授日关材 相素(参考资料、指导学生阅读材料等)教学后记1 .本次课的内容以学生动手为主,主要教会学生两个重要仪器电
4、子万用 表和示波器的使用,为以后的实训教学打下基础。2 .学生对示波器的使用较为陌生,淡化理论,教会其正常使用即可。续页引言同学们,我们今天进行实验教学,今天我们要学会使用万用表和示波器。教学内容正文任务一:数控机床常用电气元件认知及检测一、诊断常用的仪器仪表及工具1.仪器仪表万用表一可测电阻、交直流电压、电流;相序表一可检查直流驱动装置输入电流的相序;示波器一检查信号波形;钳形电流表一不断线检测电流;振动检测仪一可测机床振动情况;检脉冲发生笔与逻辑测试笔一检测输出电平,以判别其功能正常与否.2.工具“+,、“一”螺丝刀、钳子、镶子、烙铁等.二、诊断用技术资料数控机床电气使用说明书数控机床电气
5、原理图数控机床电气连接图数控机床结构简图数控机床参数表数控机床PLC控制程序数控系统操作手册数控系统编程手册数控系统安装与维修手册实验目的:学会使用电子万用表和示波器。实验装置:电子万用表、示波器实验工程:1、电子万用表的使用1)、学会交、直流电压测量2)、学会电阻测量3)、学会频率测量4)、学会通断测试以上工程均在数控实训台上操作,要求测出机床工作时的各局部工作电压、部 分器件电阻、交流电的工作频率、某线路的通断测试等。2、示波器的使用通过示波器的使用,测量机床实训台工作时光栅、光电脉冲编码器的波形图。实验小结:1 .记录实验中测得的数据,并描绘出波形。2 .总结万用表和示波器的使用方法和考
6、前须知。总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)1 .仪器的使用本次课的关键。尽管操作难度不大,但局部学生仍需加强电类基 础课程的学习。2 .作业:完成实验报告。首页课次4课型实验教学章 节任务一:数控机床常用电气元件认知及检测教学目的掌握常用仪器的使用方法及技术资料的查询;熟悉数控机床弱电控制强 电的工作过程教学 重点根据数控机床电路图会拆装电气元件和接线,能够分析、判断和排除强 电、弱电电路故障,熟悉数控机床弱电控制强电的工作过程学点 教难根据数控机床电路图会拆装电气元件和接线,能够分析、判断和排除强 电、弱电电路故障教学 方法讲授法教具 挂图PPT、电气原理图课级 授班mt/ 3J 课期
7、授日关材 相素(参考资料、指导学生阅读材料等)教学后记1 .本次课内容为后面的现场教学和综合实训工程作准备,重点是让学生 弄清楚机床弱电控制强电的工作过程。2 .拆装电器元件及根据电气原理图排除机床电气故障操作规程的规范性 很重要,实训过程中要严格遵守职业规范。续页引言同学们,我们今天开始任务一数控机床常用电气元件认知及检测,本次课 主要利用实验教学掌握数控机床电气控制回路的安装与故障检测。教学内容正文任务一数控机床常用电气元件认知及检测通过拆装附录E FANUC Oi Mate数控机床电路图中的电气元件和电路接线,使用万用表、示波器等检测工具分析和诊断如下图电路的工作状态,判断出当前数控机床
8、的电路故障并予以排除,使数控机床恢复正常使用和功能。ni 1SAO 40A f i01L1 cUL10110L2o- 1AI 2101LL101N八UNPEQFO C25A0-0。02L2lAw 0.03A WO.OlsPAOI5Ac 2L303L3-O-0ON 03NPVO 450VHLO220V1 .拆装机床电气线路根据附录E FANUC Oi Mate数控机床电路图,拆装电气柜强电电路。电源经接线端子OLk 0L2、0L3、ON、PE接入,过电源切断开关(SAO)后接入漏电保护开关(QFO), 再接入各电源回路中,在漏电保护开关后有7个小型断路器(QFK QF2、QF3、QF4、QF5、
9、 QF6、QF7)、3 个接触器(KM1、KM2、KM3)、1 个 DC 24V/5A 开关电源、1 个 400W 变 压器、1个1 000VA变压器。了解电路中各元件的位置和接线,确保系统各端子正确连接。2 .拆装后上电(1)先将电源总开关SAO和QFO合上,交流380V电源接入,电源指示灯点亮,电 压表和电流表有显示;变压器得电,插座上有220V电压,可供外部通电使用。(2)将钥匙开关打到ON,按下启动按钮,电器模块上的KA1线圈得电,其常开触 点闭合;同时KM1线圈得电,其常开触点闭合。(3)将电器模块上的QF2、QF3、QF4依次合上,数控系统、伺服驱动器先得电;数 控系统得电后,变频
10、器、主轴电动机大约等待30s,系统自检完毕后得电。注意:在上电过程中,假设发现任何变压器、电动机、断路器等运行异常,应及时断开电源 总开关,数控进给出错时及时按下急停按钮,然后排除异常,最后将急停按钮复位。总结与巩固(小结、考核知识点、作业等).按电气原理图接线,端子压紧,号码管标识清晰,所有导线要走线槽。1 .上电要符合电气安全规程,分步上电,检验时做好记录。首页课次5课型课堂教学章 节任务二:数控机床安装调试与验收教学目的通过对数控机床的安装、调试,认识数控机床的精度要求和工作环境。教学 重点认识数控机床的工作环境与数控机床的精度要求学点 教难数控机床精度要求与数控机床安装调试步骤教学 方
11、法讲授法教具 挂图PPT课级 授班mt/ 3J 课期 授日关材 相素(参考资料、指导学生阅读材料等)教学后记本次课内容为后面的现场教学和综合实训工程作准备,重点是让学 生认识数控机床的精度要求和安装调试步骤。续页引言同学们,我们今天开始任务二的学习一数控机床安装调试与验收。教学内容正文任务二:数控机床安装调试与验收教一.数控机床的安装1.数控机床的安装环境2,数控机床的吊装学3 .机床部件的组装4 .数控系统的连接二.数控机床的调试过1 .通电试车2 .水平调整总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)程1 .介绍数控机床的安装环境。2 .了解数控机床的调试步骤。教案填写要求1. 一门课程的教案应
12、包括三个层面的设计:(1)课程内容、教学基本要求、教学手段、教学方法设计等, 主要解决本门课教什么、怎么教的问题(2)各章节内容、教学方法、要求设计等,主要解决各章节教 什么,怎么教;(3) 一次课教学内容、教学方法、要求设计等,主要解决一次 课教什么、怎么教。2. 一次课的教案内容原那么上应包括本次课的教学目的、教材分 析、教学过程、教学后记等方面。其中教学目的是课堂教学活动围 绕的中心和力求到达的目标。教材分析那么要找出本次课的重、难点 及关键,并确立突出重点、克服难点、抓住关键的方案;教学过程 是教案的主体,要按引入新课、讲授、总结与巩固三方面详细设计; 教学后记是教案执行情况的经验总结
13、,目的在于改进和调整教案, 为下一轮课讲授设计更加良好的教学方案。首页课次6、7、8课型实训教学章 节任务二:数控机床安装调试与验收教学目的1 . 了解机床几何精度的概念2 .理解影响机床加工精度的参数3 .掌握机床精度检测的方法4 .通过实践精度检测掌握数控机床几何精度检测与验收方法。教学 重点1 .理解影响机床加工精度的参数。2 .掌握机床精度检测的内容。学点 教难掌握机床精度检测的方法教学 方法实训教学法、导入法、案例教学法教具 挂图PPT、实物课级 授班mt/ 3J 课期 授日关材 相素(参考资料、指导学生阅读材料等)教学后记1 .机床的本身精度对机床加工是非常重要的,本节课应理论联系
14、实际,就 决议下问题:机床精度验收的内容及方法(理论、实际);机床精度验收 的意义。2 .精度检测的内容非常多,一个一个详细地讲解既十分繁琐,教学效果也 很差,选择重点性的讲解,讲解精度检测的方法,从实践出发,把动手 和录像结合起来,让学生有实际的认识。续页引言同学们,引起机床如何验收?机床加工误差得因素有哪些呢?(提问)其 中机床本身得精度是非常重要的因素。那么具体机床精度又包括哪些内容呢, 又该如何检测呢?教学内容正文三、数控机床的验收1 .开箱检验.外观检查2 .功能检查.精度验收四.几何精度检验.几何精度检验的概念:又称静态精度检验,是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。
15、2 .检测条件(1)必须在地基及地脚螺栓固定在混凝土上完全固化后才能进行;(2)应在精调后一气呵成的完成检测;(3)应尽可能的消除检测器具和检测方法的误差;(4)应在机床稍有预热的状态下进行.3 .检测工具常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、 测微仪及高精度主轴心棒等。检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等 级。(一)卧式加工中心几何精度检验(图表讲解和录像演示)1)X、Y、Z坐标轴的相互垂直度。2)工作台面的平行度。3)X、Z轴移动时工作台面的平行度。4)主轴回转轴线对工作台面的平行度。5)主轴在z轴方向移动的直线度。6) Z轴移动时工作台边界与定位基准
16、面的平行度。7)主轴轴向及孔径跳动。8)回转工作台精度。(二)卧式数控车床几何精度检验(简单介绍,并与卧式加工中心做简单比拟) 斜床身、带转盘刀架的卧式数控车床,其几何精度检测内容和方法二.对CK6132型机床进行几何精度检验实训目的:机床几何精度的检验实训装置:CK6132型车床、相关检测工具实训内容:检测机床几何精度(根据实验条件进行更新,具体请参照实训报告) 实训小结:完成实训报告。总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)1 .总结机床精度检测的内容方法,知识点多,检测方法的掌握尤其困难,要善 于利用多媒体的教学手段,多放些小录像,增加学生的实践认识。尽可能得掌 握本次课得内容。2 .掌握
17、机床精度验收的一般方法。掌握数控机床精度验收的基本内容。3 作业:完成实训报告首页课次9、10课型实训教学章 节任务二:数控机床安装调试与验收教学目的1 . 了解机床定位精度、切削精度的概念2 .理解影响机床加工精度的参数3 .掌握机床精度检测的方法教学 重点1 .理解影响机床加工精度的参数。2 .掌握机床精度检测的内容。学点 教难掌握机床精度检测的方法教学 方法实训教学法、导入法、案例教学法教具 挂图PPT、实物课级 授班fTTS 课期 授日关材 相素(参考资料、指导学生阅读材料等)教学后记1 .机床的本身精度对机床加工是非常重要的,本节课应理论联系实际,就 决议下问题:机床精度验收的内容及
18、方法(理论、实际);机床精度验收 的意义。2 .精度检测的内容非常多,一个一个详细地讲解既十分繁琐,教学效果也 很差,选择重点性的讲解,讲解精度检测的方法,从实践出发,把动手 和录像结合起来,让学生有实际的认识。续页引言同学们,上次课我们已经对机床的几何精度进行了检验,本次课我们将对 机床的定位精度进行检验。教学内容正文一、定位精度的检验(图表讲解和小录像演示)1 .直线运动定位精度.直线运动重复定位精度2 .直线运动的原点复归精度.直线运动失动量3 .回转工作台的定位精度.回转工作台的重复分度精度4 .数控回转工作台的失动量.回转工作台的原点复归精度二、切削精度检验数控机床切削精度检验,又称
19、动态精度检验,是在切削加工条件下,对机床几 何精度和定位精度的一项综合考核。切削精度检验可分单项加工精度检验和加 工一个标准的综合性试件精度检验两种。(一)加工中心切削精度.链孔精度1 .键孔的同轴度.键孔的孔距精度和孔径分散度2 .直线铳削精度.斜线铳削精度3 .圆弧铳削精度.过载重切削(二)数控卧式车床的车削精度对于数控卧式车床,单项加工精度有:外圆车削、端面车削和螺纹切削。1 .外圆车削.端面车削2 .螺纹切削.综合试件切削三.对CK6132型机床进行定位精度检验实训目的:机床定位精度的检验实训装置:CK6132型车床、相关检测工具实训内容:检测机床定位精度(根据实验条件进行更新,具体请
20、参照实训报告) 实训小结:完成实训报告。总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)1 .总结机床精度检测的内容方法,知识点多,检测方法的掌握尤其困难,要善 于利用多媒体的教学手段,多播放操作视频,增加学生的实践感知。尽可能得 掌握本次课得内容。2 .掌握机床精度验收的一般方法。掌握数控机床精度验收的基本内容,数控机 床的验收内容很多,理论性和实践性都很强。完全掌握非常困难,要用实践来 巩固。3 .完成实训报告课次11、12课型实训教学章 节任务三:数控机床硬件接口连接教学目的1 .通过对CNC系统硬件的连接,认识数控机床的电路工作原理。2 .通过实践操作掌握FANUC Oi D/Oi Mate D
21、数控系统的组成,了解系 统接口的功能及部件之间的连接要求,能够正确连接FANUC Oi D/Oi Mate D数控系统的硬件。教学 重点掌握FANUC Oi D/Oi Mate D数控系统的组成 系统接口的功能及部件之间的连接要求学点 教难系统接口的功能及部件之间的连接要求教学 方法讲授法、案例教学法教具 挂图PPT、实物课级 授班mt/ 3J 课期 授日关材 相素(参考资料、指导学生阅读材料等)教学后记本节课内容FANUC Oi D数控系统综合连接,能够正确认识FANUC OiD系统部件。通过实训,能够陈述FANUC OiD数控系统部件的接口及 信号的连接要求。续页引言本次课,我们对系统的硬
22、件接口功能进行分析,并对系统接口进行连接功能测试。教学内容正文一.CNC系统模块及接口作用1. FANUC Oi数控系统概述2. CNC模块及接口(a) CNC胞元反面接口(a) CNC胞元反面接口JA2 JD38 JD51A(b)主板接口接口号功 能COPIOA伺服放大器(FSSB)系统轴卡与伺服放大器之间的数据通信JA2MDI面板接口JD36ARS-232-C串行端口通道IJD36BRS-232-C串行端口通道2JA40主轴模拟输出/高速DI点的输入口JD51AI/O Link接口,系统通过此接口与机床强电柜的I/O设备(包括机床操作面板)进行通信,交 换I/O号JA41串行主轴/位置编码
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