主轴系统故障诊断与维修32张课件

“十二五”职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定数控机床故障诊断与维修(第三版)主编杨中力温丹丽模块七主轴系统的故障诊断与维修大理大学出“十二五”职业教育国家规划教材1工作任务数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统,它的性能直接决定了加工工件的表面质量,它结构复杂,机电、气联动,故障率较高,它的可靠性将直接影响数控机床的安全和生产率。因此在数控机床的维修和维护中,主轴驱动系统显得很重要工作任务2工作任务图71是K5型数控车床主轴部件结构图,该主轴工作转速范围为v5~5000/min。主轴9前端采用三个角接触球轴承12,通过前支承套14支承,由螺母∏1预紧。后端采用圆柱滚子轴承15支承,径向间隙由螺母3和螺母7调整。螺邸8和螺母10分別用来锁紧螺母7和螺母1,防止螺母7和1的回松。带轮2直接安装在主轴9上(不卸荷)。同步带轮1安裝在主轴9后端支承与带轮之间,通过同步带和安装在主轴脉冲发生器4轴上的另一同步带轮,带动主轴脉冲发生器4和主轴同步运动。在主轴前端,安装有液压卡盘或其他夹具。本任务通过对CK7815数控车床主轴部件的分析,掌握该主轴的拆装步骤,熟悉该主轴模块的结构和性能,了解主轴电动机的分类、原理和应用。能够排除主轴不转、主轴不准停或准停位置不准、主轴转动噪声大、振动大、主轴转速与实际指令值不匹配等故障。工作任务3工作任务1-同步带轮2-带轮11-螺母4-主轴脉冲发生器5-螺钉6-支架9-主轴12-角接触球轴承13-前端盖14-前支承套15-圆柱滚子轴承图7-1CK7815数控车床主轴部件结构图工作任务4任务目标1.知识目标(1)学习数控机床主轴系统典型故障的诊断与维修方法。(2)掌握FANUC0i数控系统的故障报警及其分类。(3)通过对数控机床常见故障的训练,掌握故障排除的常用方法。2.能力目标1)能使用所配置的主轴变频器及参数设置方法,会检测判断并修理变频器简单故障,会用调试变频器并进行主轴功能的调试(2)会对主轴的各类故障进行分析诊断与排除(3)查阅相关资料能够读懂主轴控制PLC程序及相关电路。4)能撰写维修工作报告,总结、反思、改进工作过程。3.素质目标,(1)在故障诊断、检测及更换中能严格执行相关技术标准规范和安全规程,有纪律观念和团队意识,以合作方式拟定诊断与修理计划。(2)具有自主分析问题和解决问题的能力。(3)具备环境保护和文明生产的基本素质任务目标5相关知识数控机床主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机构,其功能是接受数控系统(CNC)的S码速度指令及M码辅助功能指令,驱动主轴进行切削加工。它包括主轴驱动装置、主轴电动机、主轴位置检测装置、传动机构及主轴。通常主轴驱动被加工工件旋转的是车削加工,所对应的机床是车床类;主轴驱动切削刀具旋转的是铣削加工,所对应的机床是铣床类。相关知识6工作任务主轴系统分类及特点全功能数控机床的主传动系统大多采用无级变速。目前,无级变速系统根据控制方式的不同主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种,般采用直流或交流主轴电机,通过带传动带动主轴旋转,或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转短)带动主轴旋转。另外根据主轴速度控制信号的不同可分为模拟量控制的主轴驱动裝置和串行数字控制的主轴驱动裝置两类。模拟量控制的主轴驱动装置釆用变频器实现主轴电动机控制,有通用变频器控制通用电机和专用变频器控制专用电机两种形式。目前大部分的经济型杋床均采用数控系统模拟量输岀+变频器+感应(异步)电机的形式,性价比很高,这时也可以将模拟主轴称为变频主轴。串行主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产,如西门子公司的611系列,日本发那克公司的x系列等。工作任务7工作任务二、主轴部件的拆卸与调整1.主轴部件的拆卸主轴部件在维修时需要进行拆卸。拆卸前应做好工作场地清理、清洁工作和拆卸工具及资料的准备工作,然后进行拆卸操作。2.主轴部件装配及调整装配前各零件、部件应严格清洗,需要预先加涂油的部位应加涂油。装配设备、装配工具以及装配方法,应根据装配要求及配合部位的性质选取。操作者必须注意,不正确或不规范的装配方法,将影响装配精度和裝配质量,甚至损坏被裝配件。工作任务8工作任务通用变频主轴驱动装置1.主轴变频器随着交流调速技术的发展,目前数控机床的主轴驱动多采用交流主轴电动机配变频器控制的方式。目前作为主轴驱动装置市场上流行的变频器有德国西门子公司、日本肯、安川等。工作任务9工作任务(1)变频器主电路主电路的功能是将固定频率(50-60HZ)的交流电转换成频率连续可调(0-400H)的三相交流电,包括交直电路、制动单元电路及直交电路。(2)变频器控制回路功能及端子接线掌握变频器控制回路接线端孑功能在维修中是非常重工作任务10主轴系统故障诊断与维修32张课件11主轴系统故障诊断与维修32张课件12主轴系统故障诊断与维修32张课件13主轴系统故障诊断与维修32张课件14主轴系统故障诊断与维修32张课件15主轴系统故障诊断与维修32张课件16主轴系统故障诊断与维修32张课件17主轴系统故障诊断与维修32张课件18主轴系统故障诊断与维修32张课件19主轴系统故障诊断与维修32张课件20主轴系统故障诊断与维修32张课件21主轴系统故障诊断与维修32张课件22主轴系统故障诊断与维修32张课件23主轴系统故障诊断与维修32张课件24主轴系统故障诊断与维修32张课件25主轴系统故障诊断与维修32张课件26主轴系统故障诊断与维修32张课件27主轴系统故障诊断与维修32张课件28主轴系统故障诊断与维修32张课件29主轴系统故障诊断与维修32张课件30主轴系统故障诊断与维修32张课件31主轴系统故障诊断与维修32张课件32“十二五”职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定数控机床故障诊断与维修(第三版)主编杨中力温丹丽模块七主轴系统的故障诊断与维修大理大学出“十二五”职业教育国家规划教材33工作任务数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统,它的性能直接决定了加工工件的表面质量,它结构复杂,机电、气联动,故障率较高,它的可靠性将直接影响数控机床的安全和生产率。因此在数控机床的维修和维护中,主轴驱动系统显得很重要工作任务34工作任务图71是K5型数控车床主轴部件结构图,该主轴工作转速范围为v5~5000/min。主轴9前端采用三个角接触球轴承12,通过前支承套14支承,由螺母∏1预紧。后端采用圆柱滚子轴承15支承,径向间隙由螺母3和螺母7调整。螺邸8和螺母10分別用来锁紧螺母7和螺母1,防止螺母7和1的回松。带轮2直接安装在主轴9上(不卸荷)。同步带轮1安裝在主轴9后端支承与带轮之间,通过同步带和安装在主轴脉冲发生器4轴上的另一同步带轮,带动主轴脉冲发生器4和主轴同步运动。在主轴前端,安装有液压卡盘或其他夹具。本任务通过对CK7815数控车床主轴部件的分析,掌握该主轴的拆装步骤,熟悉该主轴模块的结构和性能,了解主轴电动机的分类、原理和应用。能够排除主轴不转、主轴不准停或准停位置不准、主轴转动噪声大、振动大、主轴转速与实际指令值不匹配等故障。工作任务35工作任务1-同步带轮2-带轮11-螺母4-主轴脉冲发生器5-螺钉6-支架9-主轴12-角接触球轴承13-前端盖14-前支承套15-圆柱滚子轴承图7-1CK7815数控车床主轴部件结构图工作任务36任务目标1.知识目标(1)学习数控机床主轴系统典型故障的诊断与维修方法。(2)掌握FANUC0i数控系统的故障报警及其分类。(3)通过对数控机床常见故障的训练,掌握故障排除的常用方法。2.能力目标1)能使用所配置的主轴变频器及参数设置方法,会检测判断并修理变频器简单故障,会用调试变频器并进行主轴功能的调试(2)会对主轴的各类故障进行分析诊断与排除(3)查阅相关资料能够读懂主轴控制PLC程序及相关电路。4)能撰写维修工作报告,总结、反思、改进工作过程。3.素质目标,(1)在故障诊断、检测及更换中能严格执行相关技术标准规范和安全规程,有纪律观念和团队意识,以合作方式拟定诊断与修理计划。(2)具有自主分析问题和解决问题的能力。(3)具备环境保护和文明生产的基本素质任务目标37相关知识数控机床主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机构,其功能是接受数控系统(CNC)的S码速度指令及M码辅助功能指令,驱动主轴进行切削加工。它包括主轴驱动装置、主轴电动机、主轴位置检测装置、传动机构及主轴。通常主轴驱动被加工工件旋转的是车削加工,所对应的机床是车床类;主轴驱动切削刀具旋转的是铣削加工,所对应的机床是铣床类。相关知识38工作任务主轴系统分类及特点全功能数控机床的主传动系统大多采用无级变速。目前,无级变速系统根据控制方式的不同主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种,般采用直流或交流主轴电机,通过带传动带动主轴旋转,或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转短)带动主轴旋转。另外根据主轴速度控制信号的不同可分为模拟量控制的主轴驱动裝置和串行数字控制的主轴驱动裝置两类。模拟量控制的主轴驱动装置釆用变频器实现主轴电动机控制,有通用变频器控制通用电机和专用变频器控制专用电机两种形式。目前大部分的经济型杋床均采用数控系统模拟量输岀+变频器+感应(异步)电机的形式,性价比很高,这时也可以将模拟主轴称为变频主轴。串行主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产,如西门子公司的611系列,日本发那克公司的x系列等。工作任务39工作任务二、主轴部件的拆卸与调整1.主轴部件的拆卸主轴部件在维修时需要进行拆卸。拆卸前应做好工作场地清理、清洁工作和拆卸工具及资料的准备工作,然后进行拆卸操作。2.主轴部件装配及调整装配前各零件、部件应严格清洗,需要预先加涂油的部位应加涂油。装配设备、装配工具以及装配方法,应根据装配要求及配合部位的性质选取。操作者必须注意,不正确或不规范的装配方法,将影响装配精度和裝配质量,甚至损坏被裝配件。工作任务40工作任务通用变频主轴驱动装置1.主轴变频器随着交流调速技术的发展,目前数控机床的主轴驱动多采用交流主轴电动机配变频器控制的方式。目前作为主轴驱动装置市场上流行的变频器有德国西门子公司、日本肯、安川等。工作任务41工作任务(1)变频器主电路主电路的功能是将固定频率(50-60HZ)的交流电转换成频率连续可调(0-400H)的三相交流电,包括交直电路、制动单元电路及直交电路。(2)变频器控制回路功能及端子接线掌握变频器控制回路接线端孑功能在维修中是非常重工作任务42主轴系统故障诊断与维修32张课件43主轴系统故障诊断与维修32张课件44主轴系统故障诊断与维修32张课件45主轴系统故障诊断与维修32张课件46主轴系统故障诊断与维修32张课件47主轴系统故障诊断与维修32张课件48主轴系统故障诊断与维修32张课件49主轴系统故障诊断与维修32张课件50主轴系统故障诊断与维修32张课件51主轴系统故障诊