数控机床故障诊断与维修

1、数控机床故障诊断与维修实训报告系别：班级：姓名：学号：实训时间：精选文库实训内容项目一主轴传动系统的故障维修与保养任务一变频主轴常见故障维修与保养任务二伺服主轴常见故障与保养项目二进给传动系统的故障维修与保养任务一超程故障维修任务二进给系统电气故障维修项目三数控系统的故障维修与保养任务一数据传输与备份任务二机床无法回参考点故障维修任务三参数设置项目四数控机床电气控制故障维修与保养任务一数控车床电气故障排除与保养项目五数控机床的安装与调试任务一滚珠丝杆的安装与调试任务二编码器的安装任务三数控机床性能调试-2精选文库项目一主轴传动系统的故障维修与保养一 实训目的1 了解变频主轴的组成2 熟悉主轴的

2、机械机构及变频器的接线，主要参数意义及设置方法3 能够进行变频主轴常见故障维修二 实训设备THWLBF-1型 数控车床维修技能实训考核装置图 1-1 THWLBF-1型 数控车床维修技能实训考核装置本装置由数控车床系统交流伺服模块、变频调速模块、冷却控制模块、刀架控制模块、变压器、网孔板、其它辅助功能模块和十字滑台等组成，通过此设备进行项目训练，能检验学生的团队协作能力，计划组织能力、交流沟通能力、职业素养和安全意识等。-3精选文库三 变频主轴常见故障维修与保养1变频器的功能、连接与调试1）变频器操作面板说明图 1-2变频器操作面板2）端子接线操作说明图 1-3变频器接线端子图3）参数设置方法

3、-4精选文库（1）恢复参数为出厂值设置步骤操作显示1电源接通时显示的监视器画面0.002按 PU 键，进入 PU 运行模式PU 显示灯亮EXT3按 MODE 键，进入参数设定模式P04旋转旋钮，将参数编号设定为ALLCALLC5按 SET 键，读取当前的设定值。06旋转旋钮，将值设定为 117按 SET 键确定闪烁（2）变更参数的设定值设置步骤操作显示电源接通时显示的监视器画面0 00PU按 EXT 键，进入 PU 运行模式PU 显示灯亮按 MODE 键，进入参数设定模式P0旋转旋钮，将参数编号设定为P1P1按 SET 键，读取当前的设定值。120.0旋转旋钮，将参数编号设定为50.00HZ5

4、0.00按 SET 键确定闪烁（3）主要参数设置序号参数代号初始值设置值功能说明1P1120可调上限频率（ Hz）2P200下限频率（ Hz）3P35050电机额定频率4P45050多段速度设定（高速）5P53030多段速度设定（中速）6P61010多段速度设定（低速）7P752加速时间8P850减速时间9P7310模拟量输入选择10P7700参数写入选择11P7903运行模式选择-5精选文库12P12550可调端子 2 频率设定增益频率13P16099990扩展功能显示选择14P16101频率设定、键盘锁定操作选择15P1786060STF 端子功能选择16P1796161STR 端子功能选

5、择17P18000RL 端子功能选择18P18111RM 端子功能选择19P18222RH 端子功能选择四 伺服主轴常见故障维修与保养1 伺服驱动系统1) 本装置采用 FANUC 公司的伺服驱动系统，具有如下特点：（1） 供电方式为三相 200V-240V 供电。（2） 智能电源管理模块，碰到故障或紧急情况时，急停链生效，断开伺服电源，确保系统安全可靠。（3） 控制信号及位置、速度等信号通过 FSSB 光缆总线传输，不易被干扰。（4）电机编码器为串行编码信号输出。图 1-4驱动连接图-6精选文库项目二进给传动系统的故障维修与保养一 实训目的1 能对急停、超程电路进行分析与维修2 熟悉接线定义，

6、会正确测量3 能够进行参数调试及设置4 能够对进给部分的故障进行分析和处理二 实训设备THWLBF-1型 数控车床维修技能实训考核装置三 超程故障维修对于 FANUC 0i mate-TC 数控系统，急停信号的输入点定义为X8.4，与 24V进行常闭连接； 参考点信号输入点定义为X9.0（X 轴）和 X9.1（Z 轴），与 24V进行常闭连接；限位信号输入点可以根据实际情况进行定义，与PMC 程序中的点对应，与 24V 进行常闭连接。限位信号和参考点信号的检测均使用NPN 型接近开关，当档块碰到限位开关或参考点开关时， 就会有限位信号或参考点减速信号产生。 由于接近开关的驱动能力的限制， 系统

7、不能识别相应的信号， 该装置同样通过继电器模块进行了电平转换。相应电路参见电气原理图。四 进给系统 电气故障维修1 基本面板FANUC 0i Mate-TC 数控系统的操作面板可分为： LCD 显示区、 MDI 键盘区（包括字符键和功能键等） 、软键开关区和存储卡接口。-7精选文库图 2-1FANUC 0i Mate- TC 主面板2 操作面板图 2-2FANUC 0i Mate- TC 操作面板-8精选文库项目三数控系统的故障维修与保养一 实训目的1 能进行 PC 机与数控机床之间的数据与传输2 能排除机床无法回参考点的故障3 能进行系统参数的修调二 实训设备THWLBF-1型 数控车床维修

8、技能实训考核装置三 数据传输与备份1 FANUC 0i Mate-TC 数控系统背面如下图所示：图 3-1FANUC 0i Mate TC 系统连接图1、输入输出信号FANUC 数控系统内部集成了一个小型 PMC（可编程机床控制器），通过编写机床 PMC 程序和设定相应的机床参数， 可以对 PMC 应用程序的功能进行-9精选文库配置。1) 输入输出点的定义FANUC Mate 0i-TC 数控系统配套 I/O Link 有四个连接器，分别是 CB104、CB105、 CB106 和 CB107 ，每个连接器有 24 个输入点和 16 个输出点，即共有 96 个输入点， 64 个输出点；本装置把

9、 CB104 接口的部分信号作为辅助信号使用，把 CB105 和 CB107 用于操作面板上按钮（或按键）和对应指示灯的定义。在 PMC 程序中 X 代表输入， Y 代表输出，具体定义如下表， CB106 中的输入输出点在本装置中没有定义。CB104、CB105、CB107 接口分配参考 THWLBF-1 型 数控车床维修技能实训考核装置说明书。2) 数字输入 /输出信号的接线图 3-2 数字输入信号接线原理图图 3-3 数字输出信号接线原理图四 机床无法回参考点故障维修回参考点前，在手动方式下，将X 轴和 Z 轴的位置移动到负限位和参考-10精选文库点开关之间，按操作面板上的 “参考点 ”键

10、，启动回参考点运行方式，此时 “X 轴选 ”的指示灯闪烁， 按下 “X轴选 ”键，“X轴选 ”指示灯以更快的频率闪烁， 同时，X 轴向正方向运行寻找参考点，当到达参考点开关时， X 轴减速回零，同时在 CRT 上显示参考点的坐标为 0。X 轴回零完成后， “Z轴选 ”指示灯闪烁， 按下 “Z轴选 ”键，“Z轴选 ”指示灯以更快的频率闪烁，同时， Z 轴向正方向运行寻找参考点，当到达参考点开关时， Z 轴减速回零，同时在 CRT 上显示参考点的坐标为 0。五 参数设置数控系统正常运行的重要条件是必须保证各种参数的正确设定，不正确的参数设置与更改，可能造成严重的后果。因此，必须理解参数的功能，熟悉

11、设定值，详细内容参考参数说明书 。1显示参数的操作1) 按 MDI 面板上的 “SYSTEM”功能键数次，或者按 “SYSTEM”功能键一次，再按 参数 软键，选择参数画面。图 3-4 参数画面2) 参数画面由多页组成，可以通过以下两种方法选择需要显示的参数所在的画面。（ 1）用光标移动键或翻页键，显示需要的画面。（ 2）由键盘输入要显示的参数号， 然后按下 搜索软健，这样可显示指定参数所在的页面，光标同时处于指定参数的位置。2用 MDI 设定参数-11精选文库1) 在操作面板上选择 MDI 方式或急停状态。2) 按下 “OFS/SET功”能键，再按 设定软键，可显示设定画面的第一页。3) 将

12、光标移动到 “参数写入 ”处，按 操作软键，进入下一级画面。4) 按 NO ：1 软键或输入 1，再按 输入 软键，将 “参数写入 ”设定为 1；这样参数处于可写入状态，同时 CNC 发生 100 号报警。5) 按“SYSTEM”功能键，再按 参数软键，进入参数画面，找到需要设定参数的画面，将光标置于需要设定的位置上。6) 输入参数，然后按 “INPUT”键，输入的数据将被设定到光标指定的参数中；7) 参数设定完毕，需要将 “参数写入 ”设置为 0，即禁止参数设定，防止参数被无意更改。8) 同时按下 “RESET”键和“CAN”键，解除 100 号报警；有时在参数设定中会出现报警 000（需要

13、切断电源），此时要关闭数控系统电源再开启。3上电全清系统第一次通电时，最好先做一次全清，所谓全清就是将系统所有参数恢复出厂设置，即在系统启动过程中，同时按下 MDI 面板上 RESET+DEL 键。全清后一般会出现如下报警：100#参数写保护打开。506 / 507#硬超程报警。417#伺服参数设定不正确。5136#FSSB 放大器数目少。注意：在初次调试时最好进行全清， 如果只是进行参数的修改， 切勿全清！4参数设定通常情况下，在参数设置画面输入参数号就可以搜索到对应的参数，从而进行参数的修改，同时， FANUC 数控系统还提供了一种简单快捷的操作方式，即“参数设定帮助菜单 ”，在这里可以分

14、类设置参数。按几次 “SYSTEM”功能键，进入 “参数设定帮助菜单 ”画面，如下图所示；按一下 “Page ”进入下一界面，如下图菜单二所示。-12精选文库图 3-5参数设定帮助菜单一图 3-6参数设定帮助菜单二在图 3-5 所示的画面中，移动光标键，使光标停留在要设置的参数所在的选项，按下 操作 软键，再按 选择软键，进入参数设置画面，在此分别设置各参数值；当光标移到某一参数时，在画面的左下角会显示此参数的含义和设置选项。有些参数以 8 位数值显示时，在系统屏幕上从右到左依次为第 0 到第 7 位，资料中以 “XX#0”表示第 XX 号参数的第 0 位，以“XX#2”表示第 XX 号参数的

15、第2 位。1) 按下 “SYSTEM”功能键，再按 参数 软键，找到参数设置画面，在参数画面设置下列参数：参数数值备注号204设置 I/O 通道为存储卡3003#01互锁信号无效3003#21各轴互锁信号无效3003#31各轴方向信号互锁信号无效3004#51超程信号： 0 检查； 1 不检查3105#01实际进给速度显示3105#21主轴速度和 T 代码显示3106#51主轴倍率显示3108#71实际手动速度显示指令3701#110：带串行主轴； 1：不带3708#01检测主轴速度到达信号-13精选文库37411400主轴最高转速7113100手轮进给倍率8131#01手轮有效2) 在图 3

16、-5 所示的画面上，选择“伺服设定 ”，进入 “伺服设定 ”画面，按下 操作 选择 NEXT扩展键 切换 显示设定画面， 设置以下参数， 在本画面中可以通过 轴变更 软键，在 X 轴和 Z 轴之间切换。参数含义X 轴Z 轴初始化位设定值0000101000001010电机代码156156AMR0000000000000000指令倍乘比22柔性齿轮比 N11(N/M ) M100100方向设定-111-111速度反馈脉冲数81928192位置反馈脉冲数1250012500参考计数器容量10000100003) 在图 3-5 所示的画面，选择 “主轴设定 ”，进入 “主轴设定 ”画面，设置以下参数

17、：电机代码251电机名称i I3/6000主轴最高速度1400电机最高速度1400主轴传感器类别电机回转方向位置编码器旋转方向4) 在图 3-5 所示的画面上，选择 “轴设定 ”，进入 “轴设定 ”画面，设置以下参数：参数定义参数号设定值X 轴Z 轴：直径编程；：半径编程1006#31-14精选文库CNC 控制轴数101022各轴编程用轴名10208890基本坐标系轴的设定102213每个轴的伺服轴号102312各轴的伺服环增益182530003000各轴移动中允许的最大位置偏差量18282000020000各轴停止时的最大允许位置偏差量1829500500旋转轴每一转的移动量12603600

18、00360000各轴正方向存储行程检测的坐标1320根据实际位置测定值各轴负方向存储行程检测的坐标1321根据实际位置测定值空运行速度141020002000各轴快速运行速度142030003000各轴快速倍率 F0 的速度1421300300所有轴的最大切削进给速度142240004000各轴手动连续进给速度142330003000各轴的手动快速运行速度142430003000各轴回零的 FL 速度1425200200各轴快速进给的直线型加减速时间常数或铃形加减速时间常数16206464T1，各轴快速移动铃型加减速时间常数 T2各轴插补后切削进给的加减速时16226464间常数插补后各轴 J

19、OG 进给的加减速时间16246464常数注意：在参数设定后，要先断电再上电，以使参数设置生效。上表所列参数为常用参数。-15精选文库项目四数控机床电气控制故障维修与保养一 实训目的1 能够读懂电气原理图2 能够进行数控机床电器元器件的检测3 能够对电气机床进行电气故障分析和处理二 实训设备THWLBF-1型 数控车床维修技能实训考核装置三 数控车床电气故障排除及保养常用的电气控制系统图有电气原理图、电气安装图、电气接线图。电气原理图是用来表示电路个电气元件中导电部分的连接关系和工作原理的图。电气安装图是用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置， 可视为电气控制系统复杂程度采取集中绘制或是单

20、独绘制。电气接线图是主要用于电器的安装接线、 线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件安装图一起使用。关于 THWLBF-1 型 数控车床维修技能实训考核装置的电气原理图与安装图详见附录所示。-16精选文库项目五数控机床的安装与调试一 实训目的1 能够进行数控机床的滚珠丝杠安装2 能够进行数控机床的编码器安装3 能够进行数控机床的性能调试二 实训设备THWLBF-1型 数控车床维修技能实训考核装置三 滚珠丝杠的安装与调试滚珠丝杠是数控机床的主要组成部分， 它将进给电动机的旋转运动转化为刀架的直线运动， 采用滚珠丝杠螺母副传动， 可以有效地提高进给系统的定位精度和灵敏度，防止爬

21、行。通过滚珠丝杠螺母副带动刀架移动，数控机床进给传动装置的精度，灵敏度和稳定性，将直接影响工件的加工精度，因此，进给运动系统必须满足下列要求：(1) 提高传动精度和刚度，消除间隙；(2) 减小摩擦阻力；(3) 减小运动部件惯量；(4) 对系统添加适度阻尼，减轻震动影响。因此：滚珠丝杠的安装与调试需从以下几个方面考虑：一、滚珠丝杠的型号选择二、滚珠丝杠的轴承选择与安装三、 X 轴、 Z 轴装配图四、滚珠丝杠副轴向间隙的调整五、轴向间隙调整的方法四 编码器的安装为了使数控机床能切削螺纹， 在主轴旁安装主轴编码器来反馈主轴实际转速，编码器把检测到的实际主轴转速经隔离电路以及 I/O 接口送给数控系统

22、。数控系统控制进给轴电机与主轴转数的对应比例， 完成不同形状、螺距的加工。-17精选文库五 数控机床性能调试在安装完数控车床后， 保留原车床的主轴箱部分， 依靠变档进行主轴转速的调整。对机床的相应机构进行必要的维和和修调，在检修过程中，导轨磨损严重，精度不能满足要求，因此进行磨削处理，最后将其它部件组合装配，并且进行调试。一、主传动系统的调试二、导轨副的修磨与调整三、进给部件的安装调试四、数控车床的调试五、数控机床的验收-18精选文库附录：数控车床布局说明图 1 数控车床器件布局图1、 如图 1 所示，交流接触器从左到右依次为KM0 、KM1 、KM2 、KM3 和 KM4 ，继电器从左到右依

23、次为 KA0 、 KA1 、 KA2 、 KA3 、 KA4 、 KA5 和 KA6 ，断路器从左到右依次为QF1、 QF2、 QF3、QF4和 QF5。2、 端子排 1 的序号从左到右为 1 到 48，定义如下：序号名称定义序号名称1QD启动按钮 NO 触点25V102QD启动按钮 NO 触点26W103QDL启动按钮灯 (DC42V)27U114QDL启动按钮灯 (DC42V)28V115TZ停止按钮 NC 触点29W116TZ停止按钮 NC 触点30U127TZL停止按钮灯 (DC42V)31V128TZL停止按钮灯 (DC42V)32W12924V刀架霍尔开关电源 +33U12定义伺服变压器 TC1 输入伺服变压器 TC1 输入伺服变压器 TC1 输出伺服变压器 TC1 输出伺服变压器 TC1 输出X 轴驱动器电源X 轴驱动器电源X 轴驱动器电源Z 轴驱动器电源-19精选文库100V刀