2015年数控故障实训教案.pdf

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1、淮北职业技术学院实践课教案1教学课题:数控机床故障诊断与维修绪论教学忖间：周一 1256/周二1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：掌握数控机床基本组成，了解机床诊断的必要性及故障诊断的分类，判断。教学重点与难点:数控机床组成、各机构的特点、原理教学方式与手段:教学参考资料：数控机床、数控技术教学过程：一、回顾数控机床的概况随着我国机械制造技术的迅速发展，机械产品的更新换代也越来越频繁，这就对制造装备在性能，精度、自动化及柔性方面提出更高的要求。通过机床设备自动化程度不高，难以加工轮廓及形状复

2、杂的零件；自动化专用机床和生产线，虽然效率不高，自动化程度高，但产品改型困难，而且开发周期长。数控技术及采用该技术的数控机床正好满足了这些要求。二、讲授新课-）数控机床的组成数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。1.数控装置（数控系统的核心）由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。2.伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。3.检测反馈装置是通过检测元

3、件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。4.机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。二）数控机床故障诊断1.故障的基本概念故障一数控机床全部或部分丧失原有的功能。故障诊断一在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。2.故障的分类1）从故障的起因分类关联性故障一和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。非关联性故障一和系统本身结构与制造无关的故障。2）从故障发生的状态分

4、类突然故障一发生前无故障征兆，使用不当。渐变故障一发生前有故障征兆，逐渐严重。3）按故障发生的性质分类软件故障一程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。硬件故障一电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。干扰故障一由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。4）按故障的严重程度分类危险性故障一数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。安全性故障一机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。三）数控机床故障诊断与维休原则1）先外部后内部2）先机械后电气3）先静后动4）先公用

5、后专用5）先简单后复杂6）先一般后特殊四）数控诊断技术的发展1.通讯诊断（远程、海外诊断）用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连。计算机发诊断程序一用户测试数据一计算机诊断结果和处理方法f用户2 .自修复系统当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT匕显示的同时，自动寻找备用模块并接上。3 .专家系统（人工智能专家故障诊断系统）领域专家图0-3人工智能专家系统4、状态监测技术三、课堂小结a）熟悉数控机床各组成部分的工作原理与结构b）确立数控机床故障诊断的基本思路与实施诊断的步骤及注意事项c）掌握常用测试仪器的使用方法d）通过理论和实训环节的教学，能实施对

6、数控机床的故障分析和诊断。e）课程涉及内容广，故障检测、分析难度高四、课堂练习五、作业布置淮北职业技术学院实践课教案2教学课题：数控机床的验收与精度检测教学忖间：周 三 1256/周五1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：掌握机床验收标准及机床精度调度及验收合格条件教学重点与难点:机床精度的验收教学方式与手段:教学参考资料：数控机床、数控技术教学过程：一、上次要点回顾数控机床的基本构成、连接。二、数控机床的验收与精度检测（一）数控机床的验收1）机床性能*主轴性能手动操作一高、中、低三挡转速连续

7、进行五次正、反转的起动、停止，检验其动作的灵活性和可靠性。观察功率、转速、主轴的准停及机床的振动情况。进给性能通过回原点、手动操作和手动数据输入方式操作，检验正、反向的低、中、高速的进给运动的起动、停止、点动等动作的平稳性和可靠性。并检查回原点的准确性和可靠性，软、硬限位是否确实可靠*自动换刀性能通过手动和M 06指令自动运行，检验换刀的可靠性、灵活性和平稳性并测定换刀时间是否符合要求。*机床噪声主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于85分贝。2）数控功能 指令功能一指令的功能实现及准确性*操作功能一检验回原点、执行程序、进给倍率、急停等功能的准确性 CRT显示功能一检验位置、程序、各种菜单显示

8、功能3）、连续空载运行进行8-1 6 小时的空载自动连续运行.4）、验收检查项目*数 控系统外观检查（各部分破损、碰伤）控制柜元器件的紧固检查（接插件、接线端子、元器件的固定）输入电源电压、相序的确认*检查直流输出电压（24 V、5V）*确 认数控系统与机床侧的接口确认数控系统各参数的设定（最佳性能）（-）精度检验1）、几何精度检验（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。有各坐标轴的相互垂直度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳动等检验项目。2）定位精度检验是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。有直线运动定位精度、直线运动重复定位精度、直线运动的原点复

9、归精度、直线运动失动量、回转工作台的定位精度、回转工作台的重复分度精度、数控回转工作台的失动量、回转工作台的原点复归精度等。切削精度检验（对数控车床）外圆车削（直径、圆度）端面车削（平面度）螺纹车削（螺距积累误差）等（三）数控机床的维护一、点检点检一按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、定时的检查和维护点检要求和内容专职点检一重点设备、部 位（设备部门）日常点检一般设备的检查及维护（车间）生产点检一开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等工作（操作者）机床电气柜的散热通风门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气循环。（少开柜门）纸带阅读机的定期维护对光电头、纸带压板定期进行防污处理支持电池的

10、定期更换在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMS器件内的机床数据检测反馈元件的维护光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等元件的检查和维护备用电路板的定期通电备用电路板应定期装到CNC系统上通电运行，长期停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。四、课堂小结1、了解如何对数控机床进行验收2、如何测数控机床的精度3、介绍日常数控机床维护五、课堂练习六、作业布置淮北职业技术学院实践课教案3教学课题：常见数控厂家的数控产品概述教学忖间：周一 1256/周二1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#

11、101/102/103/202,33#301教学目的与要求：了解目前国内的数控厂家产品特点。教学重点与难点：数控产品的掌握教学方式与手段:教学参考资料：数控机床、数控技术教学过程：一、上次课程要点回顾回顾机床系统、机床和精度验收；机床电控柜的验收及日常机床维护。二、常见数控系统介绍1）常见系统产家产品介绍数控机床配置的数控系统品片繁多，性能和结构也不尽相同，目前占国内比例较多的有FANUC、西门子数控系统。1）法那科公司数控装置概述目前法那科主推产品有:FANUC-0I系列，FANUC-16/18/21系列等。现就其常见的数控系统的特点作一介绍。F6系列：采用大板结构，上面有电源模块、存储模块

12、、I/O板等。F11系列：主板也采用大板结构，控制线路采用专用大规模集成电路，并带有ATC和APC装置F15系列：也称人工智能型CNC.其特点有增加了插补、补偿用切削进给加减速和故障诊断方面功能。F0系歹U；是目前在中国国内市场占有量较大的一种，其主要特点是；是一种小型、高精度、高性能的软件固体型CNC内部具有多种自诊断功能2）西门子数控系统概述西门子CNC数控装置，目前其主流产品为SIN810D、SIN840D,SIN802D系列，其主要特点为：进给和快速移动范围为0.001999m/min.可设平滑加速度和可编程的加速度。具有自动、手动、示教、MDA等操作功能安全功能，可对机床相应的部件进

13、行监控CNC编程，与高级语言兼容的编辑器PLC编程、显示操作等等。2）数控系统的功能数控系统一般具有基本功能和选择功能，基本功能针对于机床运动控制，选择功能针对于机床加工。（1）基本功能1）轴控制功能：主要反映CNC装置能够控制的轴数以及能够同时控制的轴数。2）准备功能：即 G 功能，是指机床动作方式的功能，一般机床的准备功能都依照国际ISO标准定义。3）插补功能：指 CNC装置可以实现各种曲线轨迹插补功能。4）进给功能:一般用F 代码直接指定各轴的进给速度。主要包括以下几种功能切削进给速度、同步进给速度、快速进给倍率、进给倍率。5）刀具功能：包括刀具选择的刀具数量和种类、刀具编码方式、自动换

14、刀方式。6）主轴功能：设定主轴转速功能。7）辅助功能：即 M 功能，用字母M 和它后继的两位数表示。8）字符显示功能：CNC装置可通过CRT显示器实现字符显示。9）自诊断功能;CNC装置有各种诊断程序，可以防止故障的发生和扩大。（2）选择功能1）补偿功能:CNC装置可以对加工过程中由于刀具磨损或更换以及机械传动的丝杠螺距误差和反向间隙所引起的加工误差予以补偿。2）固定循环功能：指 CNC装置为常见的加工工艺所编制的，可以多次循环加工的功能。3）图形显示功能;一般需要高分辩率的CRT显示器。4）通信功能;CNC装置通常带有RS232接口，用于传输加工程序、参数及PLC等。5）人机对话功有：有助于

15、编制复杂零件的程序。三、课堂小结1、熟悉FANUC、西门子数控系列产品结构特点2、掌握数控系统基本功能和选择功能。四、课堂练习五、作业布置查寻FANUC及 SIME NS产家产品的特点及功能淮北职业技术学院实践课教案4教学课题：FANUC-OIB系统的硬件教学忖间：周 三 1256/周五1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：了解FANUC-0IB系统硬件连接教学重点与难点:FANUC硬件连接教学方式与手段:教学参考资料：FANUC数控系统教学过程：一、上次课程要点回顾复习FANUC数控装置组成

16、。二、FANUC-OiB系统的硬件Fanuc-Oi系列按其推出的时间顺序分为Fanuc-OiA、Fanuc-OiB、Fanuc-OiC()FANUC-OiA系统和伺服系统的指令以及电机编码器的反馈信号采用电气连接；FANUC-OiB系统与伺服系统的信息交换通过光缆来进行；Fanuc-OiC是最新推出的数控系统，在结构上属于超小型、超薄型的数控系统，数控系统和显示单元集成为一体，系统与伺服系统的信息交换通过光缆来进行，系统接口信号采用串行通迅。FANUC-OiB系统的结构及各部分功能介绍如下：1)系统硬件构成FANUC-OiB数控系统的硬件包括主板和I/O板两部分，并排插在系统的框架内。根据系统

17、的功能，主板上还可以安装存储板、CPU板、轴模块等基本配置。主板主要提供以下功能：系统电源、主 CPU、系统软件、宏程序梯形图及参数的存储、PMC控制、I/O Link控制、伺服及主轴控制、MDI及显示控制等。I/O板主要提供以下功能;与机床的I/O接口、手轮接口、以太网的数据服务接口等。2)综合连线介绍24询入(CP1)24询出(CP2)COP20AJD5ACRT(JA1)MDI(JA2)JA40JA7ACOP 1OACB104CB105CB106CB1O7JA3JD1AZDZO-系 统 DC2QV夕 卜 它 B电 源显 示 装 置 和 1/0单 元 电 源L C D 单元COP20BCP1

18、ACP1B光 统FSSBCOP10BCOP 1OACOP1 OBCOP1OA机 床 输 入 与输 出 接 口卜几床操作面板（FANUC标 准）口LCD/MDI单 元 111cl单 元-E CK2 E CK1旗 由何服放 大 器COP 1 OB N5611COP10A 放 大COP10B _I-S.COP10A模 块CPI 1AJF1O1JF102JF103JA4AL，由 光 栅 尺附 由 光 栅 尺精 由 光 栅 尺JD1B I/O 模 块三、课堂小结1,熟悉FANUC硬件结构2、掌握法那科系统的硬件连接四、课堂练习五、作业布置淮北职业技术学院实践课教案5教学课题：SIN840C系统的硬件教学

19、忖间：周一 1256/周二1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：了解SIN840c系统硬件连接教学重点与难点:SIN840C硬件连接教学方式与手段:教学参考资料：SIME NS数控系统教学过程：一、上次课程要点回顾回顾FANUC-OiB数控系统的硬件组成及综合连线二、SIN840c系统硬件一、系统的特点及主要功能1、显示功能屏幕可显示39行、每行78个字符，可显示报警信息及信息内容；屏幕有5 种语言切换；可显示坐标实际值和剩余距离值；可多通道显示，并具有屏幕保护功能。2、操作方式按操作区域分为

20、机床、参数、程序、服务、诊断；可使用14个软键菜单操作，可使用14个软键菜单操作；3、操作方式操作方式分为下列几种：自动方式、JOG方式、示教方式、手动输入运行（MDI）方式。4、驱动及轴的配置适用于车床、铳床以及特殊应用，具有公、英制两种显示系统，可进行两种系统的切换。5、主轴配置功能具备主轴定向、恒切削速度、变螺距螺纹等功能，最高8 挡切换，可换制模拟主轴控制单元或数字主轴单元。6、CNC编程加工的同时进行程序的输入、编辑、删除、拷贝以及PLC报警文本的编辑，程序中可插入注释语句，可进行统对及增量编程。7、PLC编程STE P5编程语言，带有扩展指令集，可用LADSTLCSF进行编程。8、

21、存储能力硬盘可存储32000个程序，13M B的 RAM用于存储用户的加工程序及参数，32KB的PLC用户程序存储器，8KB的 PLC参数存储，硬盘上至少40MB的用户数据存储空间。9、数据交换通 用 RS232接口，在加工的同时可进行程序的输入和输出。10、安全和诊断功能安全程序监视测量电路。系统的结构及各部分的功能SIN840C的基本配置分为三部分：操作显示部分、主机框架及输入/输出设备，操作显示部分分有P C 键盘、机床操作面板。主机框架有框架1 （双子框架）和框架2（三子框架）两种，每个框架都带有风扇，6 个插槽位置，主机框架上装有电源模块，CSB（中央服务单元）板、位置测量板、NC

22、CPU板、PLC CUP板和MMC CPU板。系统的保护电池在CSB板上。三、课堂小结a）熟悉SIN840C硬件结构2、SIM0DRIVE 611伺服单元的结构及工作原理四、课堂练习五、作业布置淮北职业技术学院实践课教案6教学课题：伺服单元的结构及工作原理教学时间：周 三 1 2 5 6/周五1 2 3 4教学班级:数控0 7 3/数控0 6 2/机修0 6 1/数控0 6 1教学地点：3 2#1 0 1 /1 0 2/1 0 3/2 0 2,3 3#3 0 1教学目的与要求：F A N U C Alpa及 Beta伺服系统及电机的工作原理教学重点与难点:伺服系统的实际应用教学方式与手段:教学

23、参考资料：F A N U C 伺服系统参考说明书一、上次课程要点回顾复习S I N 8 4 0 C 的系统硬件结构及连接,S I M O D R I V E 6 1 1 A 伺服单元的工作原理。二、F A N U C 交流伺服系统1、交流伺服控制系统原理伺服：工 作 台（电机）的运动速度和距离完全按CNC的指令行动，准确无误摩擦力（切削力、润滑、温度和设备）控制办法：三环结构位 置 环（外环）：输入信号为CNC的指令和位置检测器反馈的位置信号。速 度 环（中环）：输入信号为位置环的输出和测速发电机经反馈网络处理信号。电流环（内环）：输入信号为速度环的输出信号和经电流互感器得到的电流信号在三环系

24、统中，位置环的输出是速度环的输入；速度环的输出是电流环的输入；电流环的输出直接控制功率变换单元，这三个环的反馈信号都是负反馈。2、交流伺服系统工作原理直流进给驱动一晶闸管调速是利用速度调节器对晶闸管的导通角进行控制，通过改变导通角的大小来改变电枢两端的电压，从而达到调速的H的。交流进给驱动一因采用交流同步电动机，驱动装置实质上是一个电子换向的直流电动株承单7；速度以制单兀VCMDM C C也 远 悠 斯 舞爱至asD/AF 7 vE NB L l,P R i m位置期制，丫2InACIWV后电和摄件面板血源 _ _ _ _ _U-1-200V V-W-RDY2：K 3 0 C V氏 5-25

25、FANUL.系境PWM送给驱动H电流9妻OVLl R m O V L 2 r IVRDYl 24VMUC八、PIh PCeCIM一植膏与 心41-1 C刎眼交乐斜机驱动装置。3.FA N U C系统B i系列伺服单元驱动装置：晶体管PWM控制的B i系列交流驱动单元 _电动机：S、L、S P和T系列永磁式三相交流同步电，动机oFANUCA06B-6114-H550L2/L1/L 3DCC/DCPV/UCX29MCCCX30ESPCXA20DCOH1=)1=1L I、L 2、L 3：主电源输入端接口，三相交流电源2 0 0 V、5 0/6 0 H z.U、V、W：伺服电动机的动力线接口。D C

26、C、D C P：外接D C 制动电阻接口。C X 2 9：主电源M C C 控制信号接口。C X 3 0：急停信号（*E S P）接口。C X A 2 0：D C 制动电阻过热信号接口。C X 1 9 A：D C 2 4 V 控制电路电源输入接口。连接外部2 4 V 稳压电源。C X 1 9 B：D C 2 4 V 控制电路电源输出接口。连接下一个伺服单元的C X 1 9 A。C 0 P 1 0 A：伺服高速串行总线（H S S B）接口。与下一个伺服单元的C 0 P 1 0 B 连 接（光缆）。C 0 P 1 0 B：伺服高速串行总线（H S S B）接口。与C NC 系统的C 0 P 1

27、0 A 连 接（光缆）。J X 5：伺服检测板信号接口。J F 1：伺服电动机内装编码器信号接口。C X 5 X：伺服电动机编码器为绝对编码器的电池接口数控车床Bi伺服单元连接图（OiMateTB）24喉压电 源-*E S P-J O-T喘!点动机1 9 A IX 3 0uIvw_l=F i l1 9 B IxlcxJxlccpi伺服放大器BA1 0AoIC0UP11L*2E1CXI20FA N U C-O i M ate T B系 统C 0P 10A 2 0 0 V1 9 AUIVWJU-J F 1 I1 9 B ICXJIcxlpi伺服放大器BAoAoICOUP1IL2IL53IDCCID

28、CPg2olcopl三、课堂小结1、熟悉FA N U C系统B i结构及连接2、FA N U C系统B i伺服系统的应用四、课堂练习数控铳床B i 伺服单元连接图五、作业布置淮北职业技术学院实践课教案7教学课题:数控系统硬件故障的检查与分析教学忖间：周一 1256/周二1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：了解数控机床故障维修。教学重点与难点：故障排除法教学方式与手段:教学参考资料：数控系统故障诊断一、上次课程重点回顾FANUC B i 伺服单元的结构及应用二、系统故障的检查与分析1）概述数控

29、系统的硬件故障是指发生在数控系统CPU及其外围电路，数控系统及其外围连接电路故障当机床发生故障时，应使操作者停止机床运转，保持现场状态，除非系统存在严重故障（如短路，元件烧毁），否则都不应切断机床的电源，维修人员分析机床当时的运行状态，对故障进行确认。2）数控系统硬件故障诊断的方法1、系统的自诊断方法数控系统都具有自诊断功能，通过自诊断功能系统能够自检测出CPU、内存、功能模板的工作状态，自诊序断程序主要包括开机自诊断、在线自诊断及离线自诊断。开机自诊断：数控系统通电后，系统内部自诊断软件对系统硬件进行一系列的检测。在线诊断：通过系统内部程序，在系统正常工作时，对系统本身、伺服单元、PLC、接

30、以及与系统相连的其他外部设备进行测试与检查。离线诊断：当数控系统出现故障或要判断系统的故障时，需要进行停机检查，这种检查方式称为离线检查，其主要目的和任务是最终查出故障的进行故障定位，把故障定位在最新范围。2、常规检查外观检查：系统发生故障后，首先进行外观检查。判断电控柜内电子元器件是否异常。连接电缆、连接故障有关部分，用一些简单的维修工具检查各连接线、电缆是否正常。连接端子及接插线检查。针对故障有关部位，检查接线端子，单元接插线。在恶劣环境下工作的元器件检查易损部件的元器件检查定期保养的部件及元器件检查电源电压检查：电源电压正常是机床控制系统正常工作的必要条件，电源电压不上正常,一般会造成故

31、障停机，有时还会造成系统动作紊乱。3）故障现象分析法是对机床进行全面会诊，全面捕捉出面故障时机器的异常现象。4）面板显示与指示灯显示分析法面板显示器可把大部分被监控的故障识别结果以报警的方式给出。5）系统分析法判断系统存在故障的部位时，可对控制系统方框图中的各方框单独考虑。6）信号追踪法按照控制系统方框图从前往后或从后往前进行检查。三、课堂小结1、2、熟悉数控系统硬件故障诊断的方法掌握数控系统一些基本故障进行诊断四、课堂练习五、作业布置淮北职业技术学院实践课教案8教学课题:伺服系统的故障诊断及维修技术教学忖间：周 三 1256/周五1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控06

32、1教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：进给伺服系统的故障形式及诊断方法。教学重点与难点：故障的诊断方法及解决方案教学方式与手段:教学参考资料：数控系统故障诊断一、上次要点课程回顾数控系统故障诊断方法及步骤二、伺服系统的工作原理(1)半闭环控制数控机床的半闭环控制时，进给伺服电动机的内装编码器的反馈信号即为速度反馈信号，同时又作为丝杠的位置反馈信号。数控机床半闭环控制的特点：控制系统的稳定性高。位置控制的精度相对不高，不能消除伺服电动机与丝杠的连接误差及传动间隙对加工的影响。(2)全闭环控制形式如果数控机床采用分离型位置检测装置作为位置反馈信号，则进给伺服

33、控制形式为全闭环控制形式。在全闭环控制形式中，进给伺服系统的速度反馈信号来自伺服电动机的内装编码器信号，而位置反馈信号是来自分离型位置检测装置的信号。全闭环控制特点:位置控制精度相对高，此时精度由位置检测装置精度决定(目前光栅尺的精度有lu m、0.5 um、0.1 u m)全闭控制相对稳定性不高，易出现系统振荡现象，伺服调整比较困难。但伺服软件技术的发展，新的数控系统克服上面的不足。三、进给伺服的故障及诊断故障出现后的表现方式：CRT、驱动单元、无任何报警1.常见故障超程一进给运动超过软限位或硬限位，C R T过载一进给运动的负载过大、频繁正反转以及传动链润滑不良等引起，CRT及伺服驱动单元

34、都会有报警信息。窜动一测速信号或速度控制信号不稳定、接线接触不良等引起。爬行一发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑不良、伺服系统增益过低及负载过大、联轴器松动等引起。振动一与进给速度有关，速度环增益太高或速度反馈有故障；与速度无关，位置环增益太高或位置反馈有故障；在加速过程中产生，减速时间设定过小。伺服电动机不转一数控系统速度信号是否输出；使能信号是否接通；冷却润滑条件是否满足；电磁制动是否释放；驱动单元故障；伺服电动机故障。位置误差一系统设置的允差过小；伺服增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置不稳。漂移一当指令值为零时，坐标轴

35、仍移动从而造成位置误差。通过漂移补偿和驱动单元上的零速调整来消除。回参考点故障一有找不到和找不准参考点两种故障，前者主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志脉冲信号失效所致，可用示波器检测信号；后者是参考点开关挡快位置设置不当引起，只要重新调整即可。2、故障维修方法（1）模块交换法：模块交换法X 和 Y 的驱动单元一样，当一轴发生故障时，用另一轴代替看故障的转移情况。（2）故障定位：为确定是否伺服单元和伺服电动机故障，可以脱开位置环，检查速度环。有干电池和变阻器组成直流回路。四、主轴伺服的故障及诊断主轴伺服系统发生故障时，有三种表现形式：在 C R T 或操作面板上显示报警内容或报警信息；在主

36、轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障；无任何故障报警信息。主轴伺服系统常见故障有：外界干扰：屏蔽和接地措施不良时，主轴转速或反馈信号受电磁干扰，使主轴驱动出现随机和无规律的波动。判别方法，使主轴转速指令为零再看主轴状态。过载：切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载报警。具体表现为电动机过热、主轴驱动装置显示过电流报警等。主轴定位抖动：主轴准停用于刀具交换、精像退刀及齿轮换档等场合，有三种实现形式：1）机械准停控制（V形槽和定位液压缸）2）磁性传感器的电气准停控制（图）3）编码器型的准停控制（准停角度可任意）上述准停均要经减速，减速或增益等参数设置不当；限位开关失灵；磁性传感器间隙变化或失灵都

37、会引起定位抖动。主轴转速与进给不匹配:当进行螺纹切削或用每转进给指令切削时，会出现停止进给、主轴仍然运转的故障.主轴有一个每转一个脉冲的反馈信号，一般为主轴编码器有问题。可查 C R T 报警、I/O 编码器状态或用每分钟进给指令代替转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的范围时要考虑，电机过载、CNC输出没有达到与转速指令对应值、测速装置有故障、主轴驱动装置故障。主轴异常噪声及振动：电气驱动（在减速过程中发生、振动周期与转速无关）；主轴机械（恒转速自由停车、振动周期与转速有关）。主轴电动机不转：CNC是否有速度信号输出；使能信号是否接通、CTR观察I/O状态、分析PLC梯形图以确定主轴的启动

38、条件（润滑、冷却）；主轴驱动故障；主轴电机故障。四、课堂小结熟悉进给伺服系统及主轴的故障及诊断五、课堂练习某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无环可逆调速系统。当用M03指令起动时有“咔、咔 的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动后无明显的异常现象；用 M05指令使主轴停止时，换向片上出现强烈的火花，同时伴有“叭、叭 的放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火花的强烈程度和电动机的转速成正比。但若用急停方式停止主轴，换向片上没有任何火花。分析诊断：急 停（电阻能耗制动）；正常停机（回馈制动）。在任何时候不允许正、反两组同时工作，有火花说明逆变电路有故障。六、作业布置淮北职业技术学院实践课教案9教

39、学课题:检测装置的故障及诊断教学忖间：周一 1256/周二1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：检测元件工作原理及维护。教学重点与难点：检测元件维护及诊断教学方式与手段:教学参考资料：数控系统故障诊断一.上次课程要点回顾回顾进给伺服系统及主轴常见故障、诊断方法二、检测装置检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分，它的作用是检测位移和速度，向控制装置发送反馈信号，构成闭环控制。闭环数控机床的加工精度主要由检测环节的精度决定，检测环节的精度通过分辨率来体现，分辨率是位置检测装置所能检测到的最小移动

40、单位。位置检测装置：位置环是外环，其指令脉冲来自NC经插补运算（包含对伺服系统位置和速度的要求）位置环是伺服系统中重要的一环，检测元件的精度直接影响机床的位置精度（闭环常用光栅，半闭环常用编码器）故障形式是在CRT上显示报警号和信息轮廓误差、静态误差监视报警和测量装置监控报警。三、位置检测装置的维护1 .光栅透射光栅与反射光栅光栅输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点：防 污（冷却液轻微结晶、水雾、通入低压压缩空气、无水酒精轻橡）；防振（不能敲击避免光学元件损坏）国 6-3 6 比栅澳）依图连1 先挪尺 2 比 溺（3 此 电二极宜 4 1 S 示*硼可逆计数器反向脉冲方向判别门电路正向脉冲

41、一整形制控制回路指示光野2.光电脉冲编码器输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点：防振和防污（内部松动和信号丢失）；联结松动（影响位置精度、进给运动的不稳定、伺服电机的换向而引起振动）图a9光电脉冲编码相结构示意图1 一印刷电路板2光鼻3-BI光幅指示光播5-光电池组6底座7护罩8f3.感应同步器组成：定尺和滑尺上面具有矩形绕组维护注意点：在安装时必须保持定尺和滑尺的相对平行、不要损坏尺上耐切削液涂层和带绝缘层的铝箔、滑尺接线要分清SIN和COS绕组。10kHz量荡器放大器陈冲形 成定尺门槛电路图&25鉴幅型感应同步器系统图4.旋转变压器输出电压与转子的角位移有固定的函数关系维护注意点：定子

42、和转子阻值不同不要接错、碳刷磨损要及时更换。5.磁栅尺组成：磁性标尺、磁头和检测电路维护注意点：不能将磁性膜刮坏、不能用力和撞击磁性标尺和磁头避免磁性减弱或磁场紊乱、在接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕组。_4 58木6-13 5 7 0 0 .励磁战四、课堂小结1、掌握检测元器件的工作原理2、掌握检测元器件故障进行诊断五、课堂练习六、作业布置淮北职业技术学院实践课教案10教学课题:FANUC-0IB系统参数教学忖间：周三3456/周四1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：系统常用参数设定及调

43、整教学重点与难点:参数的设定及调整教学方式与手段:教学参考资料：FANUC-0IB系统参数说明书.上次课程要点回顾检测元器件的原理及故障诊断方法二.参数的概述数控系统的参数是数控系统用来匹配机床及数控功能的一系列数据。在 FANUC-Oib系统中参数可分为系统参数、P L C 参数。系统参数又按照一定功能进行分类，对这些参数的具体含义有详细的解释，可根据实际情况进行适当调节及优化。PLC参数是数控机床的PLC程序中使用的数据。这两类参数是数控机床正常启动的前提条件。三、参数的显示、输入方法及存储参数的显示：按 M D I面板的“画面SYSTE M”键几次或一次后，再按软键“参数”选择参数画面。

44、定位期望参数的方法：按翻页键直到期望的参数号，使用键盘输入期望的参数号码，再按“NO.搜索”参数的输入：在 M D I方式或急停状态，首先修改参数写保护设定按“OFFSE TSET T IN G,键，再 按 “SE TTING”软键，显示如下画面3检季厂SETTINQOOOOl NOOQ1OPARAKTLR WRHfc-o o,不 可 i：WCHCCK-0 (O:O FF 1：CN)PUNCH 00(X1-O(O:B IA 1：TSOUNIT.O(0:4 1 1 XCHI/O CHANCL-0 I II MDT STOP 1 0:0 3:0 2I (ON 11 1OFF：。J l,入】【人】)

45、修改写保护参数：PARAME TE R WRITE=1在进入参数显示画面，找到希望修改的参数，使用键盘输入数据，按“INPUT”键。参数的存储：人工抄录参数清单、使用存储卡、利用串行通讯，将参数传入计算机。四、系统常用的参数设定及调节I、有关轴和设定单位的参数(1)数控机床坐标轴主要包括数控机床坐标轴的命令和运动方向规定，标准的坐标轴系统采用右手法商量,如直角笛卡尔坐标，规定了坐标轴之间的关系及正方向。(2)有关轴的参数设定轴设定参数主要包括数控系统的总轴数8130、CNC控制轴数10 10.轴名称设定参数10 20、各轴返参考方向、直线轴或旋转轴的程序名称、编程单位设定、T系列直径编程方式、

46、半径编程方式设定、机床上刀具移动的最小单位设定等各轴行程限位为了防止机械故障或电气故障造成运动部件超出行程，造成事故，通常要对运动部件进行限位。限位的方法主要有硬限位和软限位。硬件限位就是指在行程的极限位置设置挡块,挡块间距大于运动部件正常工作行程同时小于丝杠的工作行程，主要起保护丝杠等机械部份。软件限位是指在参数中设置运动部件的移动范围，一般在软件限位中设置的移动范围也比机床运动部件正常工作行程大，但软件限位比档块间距要小，所以比丝杠允许的移动范围小得多。进给运动误差补偿参数常见的进给运动误差在数控机床加工零件的过程中，引起加工误差的原因有很多方面，下面简单列举几个方面的误差:齿隙或间隙、误

47、距误差、各种原因引起的机床变形、机床溜板的摩擦、磨损。误差的消除方法误差有常值系统性误差，还有由热变形等引起的变值系统性误差。目前C N C系统主要利用软件进行误差补偿。主要包括：反向误差补偿、螺距误差补偿、误差补偿参数的设置、误差补偿参数的设置等有关伺服误差补偿主要包括伺服轴速度、编码器类型、增益等设置。有关坐标系的参数数控机床的坐标系数控机床的坐标系包括机床坐标系、参考点以及工件坐标系有关坐标系参数的设置有关进给轴速度的参数编程有关的数据有关显示及编程的参数参数的保存和备份串行通迅参数五、课堂小结掌握C N C各种类型参数设定六、课堂练习七、作业布置淮北职业技术学院实践课教案11教学课题:

48、FANUC-OiB系统PLC教学时间：周一 1256/周二1234教学班级:数控073/数控062/机修061/数控061教学地点:32#101/102/103/202,33#301教学目的与要求：FANUC基本功能指令，并能进行简单的程序编写。教学重点与难点:FANUC基本功能指令的掌握教学方式与手段:教学参考资料：FANUC-OIB系统PLC说明书.上次课程要点回顾回顾CNC各种类型参数设定二.可编程控制器可编程控制器是一种数字逻辑运算系统，专为工业环境下运用而设计，它采用可编程序的存储器，用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等特定功能的用户指令，并通过数字式或模拟式的输入

49、和输出，控制各种类型的机械或生产过程。三、FANUC-OiB系统内置式P L C 的工作原理P L C 的工作过程基本上就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺序扫描各输入点的状态，按用户逻辑解算控制逻辑，然后顺序向各输出点发出相应的控制信号。此外，为了提高工作的可靠性和及时接收外来的控制命令，在每个扫描周期还要进行故障自诊断和处理以及编程器、计算机的通信请求等。四、接口地址的意义及分配接口是连接CNC系统-PLC-机床本体的节点，节点是信息传递和控制的通道向PMC输入的信号有从N C来的输入信号（M 功能，T 功能信号），从机床来的输入信号（循环启动，进给暂停信号等）。从 PMC输出的

50、信号有向N C的输出信号（循环启动，进给暂停信号等）,向机床输出的信号（刀架回转，主轴停止等）。五、PMC顺序程序编制的流程字母信号的种类X由机床向P M C的输入信号（M T f P M C）Y由P M C向机床的输出信号（P M C-M T）F由N C 向 P M C的输入信号（N C-P M C）G由P M C向 N C 的输出信号（P M C-N C）R内部继电器I)保持型存储器的数据（如 向 了&j六、顺序程序的执行过程PNC（可用程机质控中却）七、FANUC-OiB系统常用功能指令1、顺序程序结束指令（E ND1、E ND2、E ND）功能：在顺序程序中必须给出一次，可在第一、二级