数控机床故障诊断与维修教案.pdf

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1、教 学 进 程 表教 学 进 程 表 2003 学年第 1 学期 课程名称故障分析 所属学院机电工程 考试考查试 总课时 54 周课时 5 授课班级 机 0112、 2 授课教师娄斌超 所属学院机电工程 职称高 工 教材名称数控机床故障诊断及维护 主编王侃夫 出版社机械工业出版社 日期 学时数分配 月 日 授课章节与内容摘要 讲 课 习题课 实 验 上 机 大作业 课外作业 1 9 9 11 绪论 第一章 数控机床维护及数控系统故障诊断 1-1 数控机床的验收与精度检验维护 2 2 P6 1、2、3 P22 2，4 2 9 16 18 1-2 数控机床的维护 1-3 数控机床的故障处理 1-4

2、 数控系统故障诊断方法 1-5 数控系统的抗干扰 2 2 2 P22 5，7 3 9 23 25 实验一 MNC863 T 的自诊断系统 第二章 数控机床机械故障诊断及维护 2 2 完成实验报告 4 9 | 10 30 | 2 2-1 数控机床机械故障诊断方法 2-2 现代机械诊断技术 2-3 主轴部件、滚珠丝杠螺母付、导轨付 2 2 2 P59 1，4，6，7 5 10 7 9 实验二 精度测试方法 第三章 伺服系统故障诊断 3-1 主轴驱动系统 2 2 完成实验报告 6 10 14 16 3-2 进给伺服系统 3-3 位置检测装置 实验三 数控机床机械故障诊断 2 2 2 P123 1，2

3、 完成实验报告 7 10 21 23 第四章 数控机床 I/O 控制的故障诊断 4-1 数控机床 I/O 元件及作用 4-2 数控机床 PLC 故障诊断 2 2 P144 2，3，4 8 10 28 30 第五章 SINUMERIK 810 系统故障诊断维护数控机床 5-1 系统组成及特点 2 2 9 11 4 6 5-2 故障诊断及维护特点 实验四 计算机模拟故障诊断 2 2 1 0 11 11 13 第六章 数控机床故障诊断与维修实例 诊断实例分析 1 诊断实例分析 2 2 2 2 综合大作业 1 1 11 18 20 习题课 机动 2 2 教研室主任签名:钱锐 1 数控机床故障分析 与维

4、修实训指导书 机电工程学院 2003 年 12 月 一、 实训性质和任务一、 实训性质和任务 数控机床故障分析与维修实训是机床数控技术专业（高职）必修的实训环节。本 实训的任务是配合数控机床故障分析与维修课程，通过对数控机床上的典型故障进行 系统而全面的分析诊断、故障定位与排除故障，理论结合实践地掌握数控机床故障诊断与 维修的基本思路、判断原则、基本方法与具体的实施步骤。 2 二、二、 实训要求实训要求 本实训中要求学生： 1养成认真、注意安全、踏实、严谨、一丝不苟的工作作风。 2. 确立数控机床故障检测与诊断的基本思路与判断原则。 3 学会全面查阅数控机床的技术资料， 掌握机床的电气控制系统

5、的组成及其基本原理。 学会在现象与背景的调查与分析基础上归纳总结出一些典型故障的故障特征、 故障类型与故 障大定位， 制作出各种相关的系统框图与相关的动作流程图， 以故障流程图来确定诊断与维 修的具体步骤。 4. 学会应用数控机床自诊断。初步掌握故障检测与诊断的手段与方法。初步能进行 故障定位。学会建立故障档案。 5. 实训报告内容：阐述每个实训项目的要求和内容；按指导书的要求回答有关问题、 填写实训中得到或求出的数据、画出要求的图纸等；做完每个项目后的体会、取得的经验和 教训；对本实训项目的改进和提高提出自己的建议。 6按实训环节递交报告，最后递交数控机床故障诊断与维修的总结报告。 7以所有

6、的实训报告与答辩的成绩综合评定，作为实训的考核结果。以所有的实训报告与答辩的成绩综合评定，作为实训的考核结果。 三、实训内容与学时安排三、实训内容与学时安排 总学时为 120（90） 学时。 实训一 数控机床综合实训系统 23 天 实训二 数控车床机械故障诊断 23 天 实训三 计算机模拟故障分析 23 天 实训四 机床电器故障分析自诊断 23 天 实训五 数控机床精度检测 23 天 实训六 NCP400L 数控车床故障综合分析 23 天 四、本实训与其它课程关系四、本实训与其它课程关系 相关前修课程：数控机床、典型数控系统、可编程控制器、数控机床编程、数控机床伺 服系统、数控机床电器、微机原

7、理及其应用。 五、教材及参考书五、教材及参考书 教材：数控机床故障分析与维修实训指导书 参考书：数控机床故障诊断与维修 、MNC863T 数控系统规格、 操作说明 、MNC863T 数控系统连接与维修说明 、 MNC863T 数控系统电气使用说明书 、 MNC863T 电气 原理图 、 MNC863T 数控车床使用说明书 实训分组科目一（RS-Sl/S2 数控机床综合实训系统） 实训分组科目一（RS-Sl/S2 数控机床综合实训系统） 实训项目 实训项目 1 步进驱动单元的故障诊断步进驱动单元的故障诊断 一、实训目的一、实训目的 3 1.了解步进电机的工作原理。 2.了解步进驱动的缺点与不足。

8、 二、实训设备二、实训设备 1.RS-S1/S2 数控机床综合培训系统 2.万用表 3.示波器 4.逻辑笔 5.脉冲发生笔 三、实验预备知识三、实验预备知识 1.步进驱动系统为开环系统,数控系统向步进驱动器发出指令脉冲,驱动器按脉冲信号输 出相应的脉冲功率驱动电机运转。在电机端无执行悄况监测、反馈。故称之为开环系统。正 常情况下,电机会忠实地执行系统所发出的命令。 2.由于开环系统无反馈检测,所以系统发出的命令值如因某种原因不能得到执行,系统无 法进行报警监控,而形成运行误差。此现象通常称之为步进电机的丢步现象。形成丢步的主 要因素有电机的输出扭矩小于驱动负载所需要的扭矩,电源供电故障,电机断

9、相等。 3 步进驱动,根据电机的的结构,有不同的步距角(即每个脉冲电机所旋转的角度),如西门 子 6FC5548 系列五相二十拍步进电机步距角为 0.36 度,系统每发出 1000 个脉冲,电机旋转 1000 个步距角,即电机旋转一周。 例如,数控系统执行加工程序 G91 G1 ZlOO F1000,步进电机步距角为 0.36 度,Z 轴电机与 丝杆为直连,Z 轴丝杆螺距为 10mm。 执行完该程序电机所转的圈数为 100/10=10 圈,系统所发 的脉冲为 10*360/0.36=10000 个,系统每分钟所发脉冲数为 1000/10*360/0.36=100000 个。 四通 86 系列二

10、相四拍混合式步进电机步距角为 0.9 度,系统每发出 400 个脉冲,也机旋转 400 个步距角,即电机旋转一周。 4 步进电机的输出扭矩随电机转述的升高而下降,所以步进电机在高速运行时,因有时会 有丢步现象。又由于步进电机是以脉动方式工作的,所以在低频的某一频率段会与机床产生 振,影响加工,这些都要修改加工程序予以避开。 5步进驱动器工作的三组脉冲信号: 4 P+,P-；D+,D-；E+,E 一；其中 P 为命令脉冲,D 为方向脉冲,E 为使能脉冲(有些驱动器无 须此信号) 四、实训内容四、实训内容 1 步进系统在正常情况下的运行试验； 2 步进系统在高速时的丢步试验； 3 步进系统的缺相运

11、行试验； 4 步进系统在低频时的共振运行试验； 5 命令脉冲信号断路故障试验； 6 方向脉冲信号断路故障试验； 五、实训步骤五、实训步骤 1 将以下 NC 机床数据-轴数据，按机床实际情况设置好。 机床电机为二相四拍步进电机，丝杆螺距为 4mm,步进电机与丝杆之间减速一倍，根 据计算，设置好下列参数，重新启动数控系统后，方可进行下一步操作。 5 将参数设置好填入下表： 2正常运行实验: 将系统工作方式置于JOG方式,将倍率开关旋至100%,按动+X键(或+Z等其它轴运行键), 观察轴运行情况(注意不要超程!)。 将系统工作方式置于 MDA 或 AUTO 方式，将倍率开关旋至 100%,编一程序

12、：G91 G94 G1 X10 Z10 F200，并按 NC 启动键执行,观察轴运行情况(注意不要超程!)。 3丢步实验: 将 MD32000,与 MD36200 设置为大于实际计算出的数值,然后重新启动 NC,在 MDA 或 AUTO 方式下编一程序：G94 G91 G0 Z100,将进给倍率开关置于 100%-120%,观察轴运行情 况(注意不要超程!)。 参数号 参数含义 X 轴 Y 轴 Z 轴 MD 30130 命令值输出形式 MD 30240 反馈类型 MD 34200 参考点零脉冲形式 MD 31020 电机每转的步数 MD 31400 同 MD 31020 MD 32260 电机

13、最大转速 MD 31030 机床坐标轴的丝杆螺距 MD 31050 电机与丝杆间的减速比分子 MD 31060 电机与丝杆间的减速比分母 MD 32000 坐标轴最大速度（G00 速度） MD 32010 点动快速 MD 32020 点动速度 MD 36200 坐标轴速度限制 6 4缺相运行实验: 在 MDA 或 AUTO 方式,编一程序 G94 G91 Gl Z100 F100,将倍率开关旋至 100%,启动程序,将 步进驱动模块上 Z 轴的 A,A之间的钮子开关拨至,断开位置, 观察轴运行情况(注意不要超 程!)。 5共震实验: 在 MDA 或 AUTO 方式,编一程序 G94 G91 G

14、l Z100 F100,将倍率开关旋至 100%,启动和程序, 倾听机床运行的声音,逐步旋小倍率开关至 0,观察机床在什么速度下声音最大,可以确定该点 离共震点最近。 6命令脉冲信号断路故障实验: 将某一轴 P+、P-拨码开关设置为故障状态,此时 P+、P-处于断开位子,将系统置于 JOG 方式, 按动相应轴的轴运行键,观察机床运行情况。 由于 P+、P-都处于断开位子,此时由于驱动器无命令脉冲,所以坐标轴无运行反应。(有条件 者可用示波器观察各相应端子上的脉冲波形)。 7 方向脉冲信号断路故障实验： 将某一轴 D+、D-拨码开关设置为故障状态,将系统置于 JOG 方式,按动相应轴的正方向 轴

15、运行键,观察机床运行情况:再按动相同轴的负方向轴运行键,观察机床运行情况:此时,由于 驱动器无方向脉冲,所以坐标轴只会朝一个方向运动。 六、思考题六、思考题 1 为什么步进系统在高速时,有时会有丢步现象? 2 步进系统运行时的共振现象是故障吗? 7 实训分组科目二 MNC863T 数控系统故障分析实训指导 实训分组科目二 MNC863T 数控系统故障分析实训指导 实训要求： 1） 熟悉数控系统的构成 2） 熟悉数控机床的电气控制原理 3） 熟悉数控系统常见故障的分析、诊断与维修方法 实训内容： 1） MNC863T 数控系统的构成、原理框图 2） MNC863T（NCP-400L）机床的电气控

16、制原理、电源连接关系 3） NCP-400L 数控车床的常见故障分析与诊断 实训目的： 1） 培养学生阅读技术资料、熟悉数控机床系统组成的能力 2） 培养学生阅读、分析数控机床电气控制系统的能力 3） 培养学生对数控系统故障诊断常用方法的运用能力 实训步骤： 1） 认真、细致的阅读 NCP-400L 数控车床系统的技术资料 2） 对照 NCP-400L 数控车床，掌握 MNC863T 数控系统的结构、组成，画出半闭 环控制系统框图 3） 对照 NCP-400L 数控车床电气控制原理图与电器控制箱，吃透该机床的电气 控制方法，画出相关电器连接关系框图 4） 阅读 MNC863T 的维修手册，认识

17、、掌握 MNC863T 数控系统的自诊断功能和系 统的报警 5） 在掌握课堂知识，并认真、细致完成上述步骤的条件下，结合资料的维修说 明，进行现场模拟故障的分析、诊断和排除 实训相关问题： 1） 根据资料，说明机床的使用要求、对电源与接地、防强电干扰的措施。 2） 分析哪些是位置环故障？哪些是速度环故障？ 3） 简述数控系统常用诊断方法机理，适用范围？ 4） 怎样的故障应用参数法？ 5） 怎样的故障应用 PLC 程序法？ 6） 为什么通电后一定要做回零操作？若此时出现超程报警应如何处理？ 7） 数控机床有哪些失常现象？常见的成因与分析思路？ 1 MNC863T 数控系统（车床）数控系统（车床）

18、 一、一、MNC863T 的系统构成 MNC863T 系统是航天数控集团设计、开发的适用于车床的普通半闭环 NC 系统， 8 并具有主轴控制功能，可配 ASCU-02 型交流伺服单元、DSCU-02 型直流伺服单元，以脉冲 编码器作为位置检测元件，系统有四块板，即主板、X10 板、X20 板、X30 板及操作面板、 CRT 键盘板、直流稳压电源组成，如下所示： 1、系统组成框图 操作面板接口 主板主板 键盘接口 RS-232 接口 机床强电入口 CRT 接口 机床强电出口 去电机 从电机来 2、系统的插座、电缆连接示意图 说明：1）插座、电缆编号 X1：Z 轴给定电缆插座-63ZG X2：X

19、轴给定电缆插座-63XG X3：X 轴反馈电缆插座-63XF X4：Z 轴反馈电缆插座-63ZF X5：S 轴反馈电缆插座-63SF X7：+5V 电源插座 X7：+5V 电源插座 X8：手轮电缆-HW 微机数控系统 CNC、位置环 伺服控制口 伺服反馈口 X伺服单元 Z伺服单元 X轴编码器 Z轴编码器 S轴编码器 30 板 20 板 10 板 9 X9：+24V 电源插座 X9：+24V 电源插座 XP：断电保护电池插座 X11：显示器电缆插座-63DC X12：RS-232 通信电缆插座-63RS X13：DC12V 电源插座 X13：DC12V 电源插座 X21：操作面板电缆插座-63C

20、B X22：键盘电缆插座-63KB X31：机床强电输入电缆插座63PI X32：机床强电输出电缆插座63PO 2）模板功能 主板：包含 CPU、存储器、位置环、伺服接口、86 芯总线 X10 板：包含 CRT、232 通信接口 X20 板：包含机床操作面板接口，蜂鸣器接口、键盘接口、手轮接口 X30 板：机床强电 16 路输入、32 路输出接口，其中输入采用光电隔离，输出采用 继电器输出型 3、部分电缆连接信号说明 1）进给给定电缆：表 1 X 轴交流给定电缆 63XG：主板 X2 插座 X 轴交流伺服单元 Z 轴交流给定电缆 63ZG：主板 X1 插座 Z 轴交流伺服单元 2）主轴反馈电缆

21、：表 2 S 轴反馈电缆 63SF：主板 X5 插座 主轴编码器插座连接 3）+5V、12V 电源线连接：表 3 4）MNC863T 内装 PLC 强电接口电缆 机床强电输入电缆 63PI：X30 板上 X31 插座 机床强电输入信号 表 4 机床强电输出电缆 63PO：X30 板上 X32 插座 机床强电输出信号 表 5 强电操作面板电缆 63CB：X20 板 X21 插座 强电操作面板 表 6 其中：LXX 轴超程信 LZZ 轴超程信 DCX、DCZ从机床侧发向 NC 侧的减速信号 FHD进给保持，运行暂 停 DRN 空 运 行信号 MLK 程 检 信号（ 执 行 指 令，机床不动作） 表

22、 1 从 X2、X1 插座来 到 X、Z 轴伺服单元 元件位号 接点号 元件位号接点号 信号名称 1、9 2 15 PRDY1 3 25 VCMD 4、7 24、4 GND 5 8 ENBL1 6 2 VRDY1 8 18 FB 11 7 PRDY2 12 9 ENBL2 14 1 TSA 15 屏蔽层 X2 X1 13 X 轴伺服 Z 轴伺服 6 VRDY2 10 表 2 表 3 表 4 1 2 3 4 5 6 7 1 号刀 3 号刀 5 号刀 主轴换档完成-LZ -LX 刀架落下夹紧 8 9 10 11 12 13 14 DCX 24V 地+24V 2 号刀 从 X5 插座来 到主轴编码器

23、插座 元件位号 接点号 元件位号接点号 信号名称 3 10 GND 4 12 GND 5 8 +5V 6 6 +5V 7 1 A 8 13 A * 11 3 B 12 15 B * 13 2 Z 14 14 Z * X5 15 主轴 编码器 屏蔽层 从 PC 电源插头来 到主机 元件位号 接点号 元件位号接点号 信号名称 1 1 GND（黑色） 2 2 GND（黑色） 3 3 GND（黑色） 4 4 +5V（红色） 5 5 +5V（红色） 6 6 +5V（红色） DC 电源 6 芯悬挂 X7 +5V（红色） 2 2 +12V（黄色） 3 3 GND（黑色） DC 电源 4 芯直插 4 X13

24、4 -12V（棕色） 11 15 16 17 18 19 20 21 4 号刀 6 号刀 +LZ +LX DCZ 卡盘脚踏开关 22 23 24 25 24V 地 +24V 表 5 1 2 3 4 5 6 7 液压启动 刀架电机反 转 刹车启动 8 9 10 11 12 13 14 卡盘松 开 主轴正 转 主轴低速 主轴高速 主轴 Y 形运 行 尾座进 主轴停止 15 16 17 18 19 20 21 刀架运 动 +24V COM 24V 地 22 23 24 25 26 27 28 刀架电机正 转 润滑启动卡盘卡紧 冷却运行 主轴反转 29 30 31 32 33 34 35 主轴高 速

25、主轴四 速 主轴运行尾座退 +24V 36 37 COM 24V 地 表 6 1 2 3 4 5 6 7 主轴停止 键 主轴正转 主轴反转复位 SKP 冷却开 冷却关 8 9 10 11 12 13 14 点动换刀 X+ Z+ 快进 X- 尾座退 主轴高低速 15 16 17 18 19 20 21 尾座进 程保 +24V 急停 24V 地 手轮倍率 Z- 22 23 24 25 26 27 28 手轮倍率 FHD 手轮倍率MLK 进给倍率DRN 进给倍率 29 30 31 32 33 34 35 循环启动 进给倍率 B 进给倍率A 进给倍率 +24V 36 37 液压启动 24V 地 12

26、二、NCP-400L 数控车床的电气控制系统 380V 190V +5V 220V 12V 28V 机柜 空气 开关 空气 开关 主轴电机、刀架电机 水泵电机、润滑电机 轴流风扇 控制变压器 TC1 空气 开关 制动、上电 急停、照明 配电交流接 触器 空气 开关 伺服交流接触器 三相滤波 启动 开关 伺服变压器 X 轴伺服单元 Z 轴伺服单元 X、 Z 轴伺服电机 直流电源 24V 小板 NC 主机、 主板 10 板、CRT 主板、PLC I/O 配电盘 变压器 TC3 13 三、MNC863T 的数控系统的诊断页面、系统报警 数控机床的控制系统中都有故障自诊断功能， 一般情况下发生故障时都

27、有报警信息 出现，根据机床所使用的控制系统不同，提供的报警内容多少不一，但按说明书中的故 障处理方法检查，大多数的故障都能找到解决方法。 1、MNC863T 的数控系统自诊断 自诊断可检查系统面板各开关、按键、旋钮的接触是否故障，如有故障则在 CRT 屏幕上显示出来，把要查元件设定到指定位置上，从系统方式选择画面按“9”键，即 可进入诊断页面： 各诊断位地址含义表 7 所示。 表 7 PORT 7 6 5 4 3 2 1 0 INPUT 38C0 点动换刀 键 冷却关键 冷却开 键 跳选程 序 复位 主轴反 转 主轴正 转 主轴停 止 38C8 系统手轮倍率 进给倍率 39C0 空运行 机床锁

28、住 进给保 持 Z X 快速移 动 +Z +X 39C8 液压启动 面板急 停 程序保 护 尾座进 键 润滑报 警 尾座退 键 循环启 动 3E81 卡盘脚开 关 X 回零减 速 Z 回零 减速 刀架落 夹紧 X+向限 位 X向 限位 Z+向限 位 Z向限 位 3E89 主轴换档 完 实际 6 刀位 实际 5 刀位 实际 4 刀位 实际 3 刀位 实际 2 刀位 实际1刀 位 OUTPUT 3C81 主轴运 行 主轴Y运 行 主轴四 速 主轴三 速 主轴高 速 主轴低 速 主轴反 转 主轴正 转 3D81 冷却运行 卡盘松开 卡盘卡 紧 刹车启 动 润滑启 动 刀架电机 反转 刀架电机 正转

29、液压启 动 3D89 COM COM 备用 备用 刀架运 转灯 主轴停 止灯 尾座退 尾座进 CNCPLC PB10 M 代码S 代码选T 代码备用 备用 自动标备用 M30 DIAGNOSIS 诊断方式 INPUT OUTPUT PORT 7 6 5 4 3 2 1 0 PORT 7 6 5 4 3 2 1 0 39C8 3D81 39C0 3C81 3E81 3D89 38C8 PB10 38C0 PB11 3E89 PB12 PB16 PB13 PB17 PB14 14 选通 通 选通 志 PB11 M 代码 PB12 S 代码 PB13 T 代码 PB14 备用 Y转换 有无 液压系

30、统 有无 主轴换 档 有无 刀位压 紧 信号状 态 刀位压 紧 信号有 无 实际刀 号 编码状 态 实际刀 号 到位状 态 PLCCNC PB16 辅助功能 完 没有急停 备用 备用 主轴四 速 主轴三 速 主轴高 速 主轴低 速 PB17 主轴单元 报警 换刀系统 故障 刀具未 夹紧 M 代码 非法 润滑系 统 报警 液压系 统 故障 冷却电 机 过载 急停 2、实时诊断操作 诊断时， 调出诊断页面， 当某个输入信号输入后， 则在该信号位地址下面显示 “1” ， 未输入时显示“0” 。这样就可以通过操作面板上的旋钮、按钮、按键来检查个路输入信 号是否连接正常，可靠，以及输出状态是否正确。 注

31、意，在诊断方式时，不显示任何报警 3、系统的报警 系统在零件加工程序有错误、伺服单元有故障、机床的位置状 态不对等情况出现时，自在屏幕上显示“报警”字样，并给出报警 号， 同时系统蜂鸣器处于长鸣状态。 例如， 当出现机床限位报警时， 画面如左图所示： 屏幕中的“04”表示报警类型是限位报警“Z” ，即引起该报警 的是 Z 轴的负方向的限位开关。 系统的报警代号及意义表 8 所示。 报警一览表（表 8） RUN 手动方式 ABS X+ 0123.456 Z- 0456.789 S T M 报警 Z S0000 00：00：00 04 F0000 15 注意：1） 出现的报警号在 0836 之间时

32、，系统自动切断伺服。 2）按报警号排除故障后，需把系统断电，然后重新加电启动系统 报警号 报警内容 04 限位报警X，Z 06 固定循环给定数据错 08 除法溢出 09 机床侧急停 10 自动执行时程序格式错或子程序格式错 11 切螺纹超速 12 执行 G28 指令时机床未曾回零 13 转进给时速度过大 19 面板急停 20 伺服单元过载报警 21 伺服单元未准备好 23 X 轴坐标跟踪误差过大 24 Z 轴坐标跟踪误差过大 26 X 轴坐标实际速度过大 27 Z 轴坐标实际速度过大 30 螺距设定出错 31 增益过大或过小 32 X 轴电机反馈线断线 33 Z 轴电机反馈线断线 36 010

33、、011 号参数超范围 38 编码器线数设置错 41 非法 G 代码 42 指令格式错 43 G00 时，坐标指令错 44 G01 时，坐标指令错 45 G02、G03 时，坐标指令错 46 G04 时，给定数据错 47 G70、G71 时，指令错 48 G92 时，指令错 49 G32、G33、G34 时，坐标指令错 50 G05 时，指令错 51 G06 时，指令错 52 G72 时，指令错 55 G93、G95 时，指令格式错 56 G96、G97 时，指令格式错 70 主轴伺服故障 16 四、MNC863T 系统的故障分析、诊断及其排除 1、概述 发生故障时，除非故障危及设备或人身安全

34、须紧急断电外，不要立即关掉电源，而 要把故障出现时的工作方式、报警内容及及 CRT 屏幕显示的位置状态等现场状态详细 记录下来，以便于分析。 数控机床的控制系统中都有故障自诊断功能， 一般情况下发生故障时都有报警信息 出现，根据机床所使用的控制系统不同，提供的报警内容多少不一，但按说明书中的故 障处理方法检查，大多数的故障都能找到解决方法。 机床在实际使用中也有些故障既无报警， 现象也不是很明显， 而且缺乏有关维修所 需的资料。有些机床在使用中出现故障后如果稍不注意，还会造成工件批量报废，所以 处理时更难。 要查清这类故障的原因首先必须从纵横交错的各种表面现象中找出它的真实现象 (“现象”指故

35、障的真实情况)，再从确认的故障现象中找出发生的原因。 全面地分析一个故障现象是决定判断是否正确的重要因素。在诊断故障时， 首先必须调查故障，掌握信息、寻找特征；首先必须调查故障，掌握信息、寻找特征； 第二，据理析象、判断类型，罗列成因、确定诊断方法；第二，据理析象、判断类型，罗列成因、确定诊断方法； 第三，故障检测、定位、故障排除。第三，故障检测、定位、故障排除。 常用故障诊断方法有直观法、自诊断功能法、功能程序测试法、交换法、参数检查 法、接口信号法、PLC 程序法、原理分析法等。 2、MNC863T 系统的故障分析、诊断 1） 、系统故障检查与排除 2） 、根据系统报警内容排除故障 详细阅

36、读 MNC863T 维修说明 P39P51，选择 13 种有代表性的故障，进行分析、 诊断，并给出合适的诊断流程（方法） 。 3） 、系统电源电压的检查 根据本指导书表 3， 首先检查系统直流电源电压是否输出， 测量各点电压是否正确； 且应检查下列条目： 1） 检查电源交流入线是否接紧 2） 交流入线应与外壳不通 3） 逻辑地与 12V 电源地通，且与外壳通 4） 在断电情况下，5V 点与 0V 点间直流电阻应在 40左右 5） 电源交流电压 220V 应在-15% +10%范围 17 实训分组科目三实训分组科目三 (数控机床精度检测实训数控机床精度检测实训) 一、 实训目的 一、 实训目的

37、数控机床在零件加工和部件装配过程中，以及整机装配完毕后或维修后，都需 要进行精度检测。了解机床精度标准和如何进行精度检测是高校机电一体化专业学生 必须掌握的基本技能之一。 本实训应达到以下目的： 1了解实训项目的基本内容和误差来源； 2了解各实训项目的检测方法及其数据处理； 3了解有关检测仪器的工作原理和工具的使用方法。 二、 实训用仪器及设备 二、 实训用仪器及设备 卧式数控车床或普通车床一台、数控铣床一至二台；激光干涉仪一套。 三、 实训准备 三、 实训准备 准备好检测量具及工具：精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、 、平行光管、 千分表、百分表、测微仪及高精度主轴心棒等。 四、机床精度概

38、念四、机床精度概念 机床的加工精度是衡量机床性能的一项重要指标。影响机床加工精度的因素很 多 , 有机床本身的精度影响 , 还有因机床及工艺系统变形、加工中产生振动、机床 的磨损以及刀具磨 损等因素的影响 。在上述各因素中 ,机床本身的精度是一个重要 的因素。例如在车床上车削 圆柱面 ,其圆柱度主要决定于工件旋转轴线的稳定性、 车刀刀尖移动轨迹的直线度以及刀尖 运动轨迹与工件旋转轴线之间的平行度 ,即主 要决定于车床主轴与刀架的运动精度以及刀架 运动轨迹相对于主轴的位置精度。 机床的精度包括几何精度、传动精度、定位精度以及工作精度等 , 不同类型的 机床对这 些方面的要求是不一样的。 (一)几

39、何精度 机床的几何精度是指机床某些基础零件工作面的几何精度 ,它指的是机床在不 运动 ( 如 主轴不转 ,工作台不移动)或运动速度较低时的精度.它规定了决定加工精度的各主 要零、部 件间以及这些零、部件的运动轨迹之间的相对位置允差。例如 ,床身导轨 的直线度、工作台面的平面度、主轴的回转精度、刀架溜板移动方向与主轴轴线的平 行度等。在机床上加工的 工件表面形状 ,是由刀具和工件之间的相对运动轨迹决定 的 ,而刀具和工件是由机床的执行件直接带动的 ,所以机床的几何精度是保证加工 精度最基本的条件。 (二)传动精度 机床的传动精度是指机床内联系传动链两末端件之间的相对运动精度。这方面的 误差就 称

40、为该传动链的传动误差。例如车床在车削螺纹时 ,主轴每转一转 ,刀架的移动量应 等于螺 纹的导程。但是 ,实际上 ,由于主轴与刀架之间的传动链中 ,齿轮、丝杠及 轴承等存在着误 差 ,使得刀架的实际移距与要求的移距之间有了误差 ,这个误差将 直接造成工件的螺距误差。为了保证工件的加工精度 ,不仅要求机床有必要的几何精 18 度 ,而且还要求内联系传动链有较 高的传动精度。 (三)定位精度 机床定位精度是指机床主要部件在运动终点所达到的实际位置的精度。实际位置 与预期 位置之间的误差称为定位误差。对于主要通过试切和测量工件尺寸来确定运动部件定 位位置 的机床 ,如卧式车床、万能升降台铣床等普通机床

41、 , 对定位精度的要求并不 太高。但对于依 靠机床本身的测量装置、定位装置或自动控制系统来确定运动部件 定位位置的机床 ,如各种自动化机床、数控机床、坐标测量机等 ,对定位精度必须有 很高的要求。 机床的几何精度、传动精度和定位精度通常是在没有切削载荷以及机床不运动或 运动速度较低的情况下检测的 ,故一般称之为机床的静态精度。静态精度主要决定于 机床上主要零、部件 , 如主轴及其轴承、丝杠螺母、齿轮以及床身等的制造精度以 及它们的装配精度。 (四)工作精度 静态精度只能在一定程度上反映机床的加工精度 ,因为机床在实际工作状态下 , 还有一 系列因素会影响加工精度。例如 ,由于切削力、夹紧力的作

42、用,机床的零、部件会产 生弹性 变形 ; 在机床内部热源 ( 如电动机、液压传动装置的发热 ,轴承、齿轮等 零件的摩擦发热 等 ) 以及环境温度变化的影响下 ,机床零、部件将产生热变形 ; 由于切削力和运动速度的影 响 , 机床会产生振动 ;机床运动部件以工作速度运动 时 ,由于相对滑动面之间的油膜以及其他因素的影响 ,其运动精度也与低速下测得 的精度不同 ; 所有这些都将引起机床静态精度的 变化 , 影响工件的加工精度。机 床在外载荷、温升及振动等工作状态作用下的精度 ,称为机床的动态精度。动态精度 除与静态精度有密切关系外 ,还在很大程度上决定于机床的刚度、抗振性和热稳定性 等。目前 ,

43、生产中一般是通过切削加工出的工件精度来考核机床的综合动态精度 , 称为机床的工作精度。工作精度是各种因素对加工精度影响的综合反映。 五、数控车床的精度检验标准与检验方法数控车床的精度检验标准与检验方法 卧式数控车床精度检验标准与检验方法见表4-1 表 4-l 卧式数控车床精度检验标准 卧式数控车床精度检验标准 (D800,500DC1000) 19 序号 检验项目 允差 检验工具 检验方法 斜导轨：0.03/1000 水平导轨0.04/1000 ( 只许凸 ) 精 密 水 平 仪、专用支架、 专用桥板或其 它光学仪器 G1 导轨精度 a.纵向：导轨的 垂直平面内的直 线度 b. 横向：导轨的

44、平行度( 无床身 或 DC Fr 2 滑移件配合部分的磨损 冲击信号 Fr 及倍频 四、实训内容 四、实训内容 1对机械传动中的轴、轴承和齿轮进行机械故障诊断。 2对诊断结果写出报告 五、实训过程 五、实训过程 1 了解设备的运行状态,设备在运行中有什么异常情况，不同速度档位有什么区别。 2 得到设备的有关资料,设备的传动系统图、轴承分布图等技术资料，并对其进行分 析。 3 计算传动链和传动件的特征频率,计算传动链，计算各传动件的特征频率系数。 例 传动链 30/60 27/30 27/57 特征频率系数 469 140723466333211157 10 35 实际特征频率 358 1074

45、179483216114349 0763 4 对设备进行测试 1）放置测振、测速传感器（位置、信号要求） ； 2）连接仪器系统； 3）开动被测设备（一般选振动或噪声较大的档位） ； 4）调节测速电平、显示主轴转速并记录； 1） 从较高频段开始测试，逐渐到较低频段。并调节放大器的增益，使信号 处于最佳状态； 6）记录、打印测试结果。 5 故障诊断分析 1)由主轴转频计算各传动件的特征频率； 2）对照计算值和测试结果，由前述机械故障诊断知识进行分析，判断故障的部位和故 障性质。得出诊断结果。 附 1：NCP400 数控车床机械传动（及轴承分布）系统图 附 2：轴承数据(mm) 轴承型号 d D n

46、 k C2007117 11 100 22 1 15 C2007115 9.92 95 23 1 15 D113 11.11 82.5 13 1 0 D50305 11.5 55 7 1 0 D305 11.5 43.5 7 1 0 D206 9.525 46 9 1 0 36 课 程 教 学 大 纲课 程 教 学 大 纲 学 学 院院 机电工程学院机电工程学院 教教 研研 室室 机电一体化教研室机电一体化教研室 课程名称课程名称 数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修 课程代号课程代号 _ 适用专业适用专业 机床数控技术机床数控技术 上海第二工业大学上海第二工业大学 上海第二工业大学

47、机床数控技术 专业 数控机床故障诊断与维修 教学大纲 制订人：机电工程学院 娄斌超 一.课程的性质和任务 一.课程的性质和任务 本课程为机床数控技术专业高职学生重要的专业课之一。课程的任务是培养学生 成为在数控机床诊断与维修方面具有基本分析能力与解决问题能力的技术人材 二.课程的基本要求 二.课程的基本要求 通过本课程的教学，使学生确立数控机床故障诊断与维修的基本思路与基本原则。在 了解常用数控机床的结构、 数控系统、 数控伺服系统和数控机床检测系统的工作原理基础上， 通过对常见故障特点和发生原因的分析， 掌握数控机床故障诊断所必需的理论知识， 并配合 相关的实验与实训， 使学生在理论知识与实

48、践相结合的情况下初步学会用数控机床中常用的 检测技术与方法去分析现象，故障定位,并学会用基本方法去排除常见故障。 三.课程内容 三.课程内容 1数控机床故障诊断与维修的基本概念 教学要求：数控机床的组成与特点，数控机床故障诊断的意义，数控机床故障诊断的内 容与故障分类，数控系统的诊断技术，数控机床故障诊断的基本原则和诊断步骤。 重点：数控机床故障诊断的内容与故障分类，数控系统的诊断技术，数控机床故障诊断 的基本原则和诊断步骤 难点：数控系统的诊断技术，数控机床故障诊断的基本原则和诊断步骤 教学建议：了解数控机床的构成与工作原理，引入数控机床中信号流的概念，结合实例 讲解，并安排一个自诊断法故障分析的实验，加强学生对这部分内容的理解。 2. 数控机床的安装调试与维修管理 教学要求：数控机床的安装、调试与验收的注意事项，数控机床的精度检测，数控机床 维护与管理的重要性，数控机床维护与管理的主要内容，数控机床的抗干扰，机械部件的维 护。 重点：开箱验收、安装、调试与验收中的注意事项，数控机床维护与管理的主要内容， 数控机床的抗干