数控维修调试

模块四学习情境的实施设计表10学习情境4.2：数控车床的装配、调试与维修起草人：起草时间：2021年8月教学学期：第5学期学时：18教学条件:投影设备、数控车床、检测与维修工具、数控车床维修手册、维修资料光盘、可上网查资料的电脑工作台学习过程计划学习情境描述：某工厂的CAK6140数控车床〔沈阳机床集团生产，配置FANUC-0I数控系统〕受到人为的恶意破坏，机床电气柜、数控系统的连接线、、伺服系统均遭不同程度的损坏。假设你是数控机床售后效劳人员，要求按照数控机床装调维修工的职业标准完成数控车床的修复工作。目标描述：工程小组根据工作任务和故障描述，制定数控车床的机械装调、机械维修、电气装调、电气维修的方案。使用常规的和电子信息系统获取相关信息，并向同事和上级学习。使用机床说明书和机械装配图、电气原理图、数控系统连接说明书、伺服驱动装置使用说明书和其它机械电气的技术资料，对数控机床的根本原理进行分析。分析数控车床各运行部件的相互关系，运用根本检测工具和检测方法，进行对数控车床的Z轴机械传动部件装配和调整、机床电气控制线路连接、机电联调与故障维修。遵守事故预防规定以防止带电作业的危险，逐步建立解决问题的方法和策略。用资料说明其工作业绩，通过比拟已完成的工作量和预期的指标来进行评估。在充分考虑根本的沟通原那么情况下，演示其业绩。在完成工作任务的过程中，充分重视团队协作能力、方案组织能力平安的规章制度。在对数控车床的机械装调、机械维修、电气装调、电气维修过程中，重视质量、效率、本钱、平安和环保意识。内容装调、维修入门手册机械装配图、电路图、数控系统连接图机械功能部件装配和机床总装机械功能部件与整机调整整机维修、调整整机电气装配、调整整机电气维修、调整电气系统检测的规章制度工作的劳动平安和事故预防教学论与方法论建议:现场教学法、小组讨论法、案例教学法、引导文教学法教学手段：录像和现场操作行动前的工作过程知识讲授：通过录像观看数控机床装调维修工的工作过程；通过多媒体进行案例教学，演示典型的故障现象。学习小组的行动阶段:建议教学方法资讯小组根据老师下发的任务书，明确工作任务；获取相关信息，分析数控车床运行部件的相互关系和数控系统的根本原理课堂讨论演示自学决策与方案1、Z轴机械传动部件装配和调整。2、电器功能部件装配：电气柜的配电板、机床操纵台或电气柜到机床各局部的连接。3、对数控车床维修，了解车床各种工作状态订制维修方案与方案。小组讨论现场教学法实施在工作单的引导下逐项完成任务，并进行记录。小组讨论交互检查检查评估检查故障是否排除，反思工作过程是否正确，获得了哪些工作过程知识，工作质量怎样，是否做好故障分析、维修记录；提出新的排故方案演讲汇报〔自评〕讨论〔互评、他评、师评〕探索与创新模块四典型机电设备的维修教学内容数控车床概述方案课时2教学目标：掌握数控机床的根本组成及各局部的作用。了解数控机床的根本原理。掌握数控机床的分类。掌握数控车床的加工对象、结构特点、布局等教学重点数控机床的组成及数控车床的特点。教学难点数控机床的根本原理。教学设计一、数控的根本原理及组成〔一〕数控机床的工作原理〔讲解〕〔二〕数控机床的组成〔课件+实物展示〕数控机床一般由输入装置、数控系统、伺服系统、测量环节和机床本体(组成机床本体的各机械部件)组成。如数控机床组成示意图所示。1)输入输出装置操作面板：它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具组成：按钮站/状态灯/按键阵列/显示器。控制介质：人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质，又称为信息载体。人机交互设备：数控机床在加工运行时，通常都需要操作人员对数控系统进行状态干预，对输入的加工程序进行编辑、修改和调试，对数控机床运行状态进行显示等，也就是数控机床要具有人机联系的功能。具有人机联系功能的设备统称人机交互设备。常用的人机交互设备有键盘、显示器、光电阅读机等。2)计算机数控〔CNC〕装置数控装置是数控机床的中枢。CNC装置(CNC单元)组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理〔如运动轨迹处理、机床输入输出处理等〕，然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心3)进给伺服驱动系统进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。伺服驱动的作用，是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件，即把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺动电动机的大功率信号。常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。根据接收指令的不同，伺服驱动有脉冲式和模拟式，而模拟式伺服驱动方式按驱动电动机的电源种类，可分为直流伺服驱动和交流伺服驱动。步进电动机采用脉冲驱动方式，交、直流伺服电动机采用模拟式驱动方式。4)机床电气控制机床电气控制包括两个方面，可如下图箭头所指的内容。PLC〔可编程的逻辑控制器〕用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制，而机床I/O电路和装置那么是用来实现I/O控制的执行部件，由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路；5)测量装置数控机床中的测量装置上图所示是显示了数控机床中的反应系统的工作，反应系统的作用是通过测量装置将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反应到CNC装置中，使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，纠正所产生的误差。6)机床本体：数控机床的机械部件包括：主运动部件，进给运动执行部件，如工作台、拖板及其传动部件，床身、立柱等支承部件；此外，还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。二、数控机床的分类〔讲解〕目前数控机床的品种很多，通常按下面四种方法进行分类。1、按运动方式分类〔1〕、点位控制系统点位控制系统是指数控系统只控制刀具或机床工作台，从一点淮确地移动到另一点，而点与点之间运动的轨迹不需要严格控制的系统。〔2〕、点位直线控制系统点位直线控制系统是指数控系统不仅控制刀具或工作台从一个点准确地移动到下一个点，而且保证在两点之间的运动轨迹是一条直线的控制系统。刀具移动过程可以进行切削。〔3〕、轮廓控制系统轮廓控制系统也称连续切削控制系统，是指数控系统能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行严格连续控制的系统。它不仅能控制移动部件从一个点淮确地移动到另一个点，而且还能控制整个加工过程每一点的速度与位移量，将零件加工成一定的轮廓形状。应2、按控制方式分类〔1〕开环控制数控机床开环控制系统的特征是系统中没有检测反应装置，指令信息单方向传送，并且指令发出后，不再反应回来，故称开环控制。开环数控系统〔2〕半闭环控制数控机床半闭环控制系统框图如以下图所示。半闭环控制数控机床不是直接检测工作台的位移量，而是采用转角位移检测元件，测出伺服电动机或丝杠的转角，推算出工作台的实际位移量，反应到计算机中进行位置比拟，用比拟的差值进行控制。由于反应环内没有包含工作台，故称半闭环控制。半闭环控制系统半闭环控制精度较闭环控制差，但稳定性好，本钱较低，调试维修也较容易，兼顾了开环控制和闭环控制两者的特点，因此应用比拟普通。〔3〕闭环控制数控机床闭环控制系统框图如以下图所示。闭环控制系统的特点是，利用安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反应到计算机中，与所要求的位置指令进行比拟，用比拟的差值进行控制，直到差值消除为止。闭环控制系统闭环控制的特点是加工精度高，移动速度快。这类数控机床采用直流伺服电动机或交流伺服电动机作为驱动元件，电动机的控制电路比拟复杂，检测元件价格昂贵。因而调试和维修比拟复杂，本钱高。3、按工艺用途分类按工艺用途分类，数控机床可分为数控加工中心、钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加工机床等，还有压床、冲床、弯管机、电火花切割机、火焰切割机等。工。三、数控机床的特点〔讲解〕(1)加工对象改型的适应性强(2)加工精度高(3)生产效率高(4)自动化程度高(5)良好的经济效益(6)有利于生产管理的现代化四、数控车床特点及组成〔视频+课件〕数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给系统压系统、冷却和润滑系统等局部组成。数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。1、数控车床的分类按车床主轴位置分类1)卧式数控车床卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。2)立式数控车床立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。按刀架数量分类1)单刀架数控车床数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。2)双刀架数控车床这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。按功能分类1)经济型数控车床采用步进电动机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，本钱较低，但自动化程度和功能都比拟差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。2)普通数控车床根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比拟高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。3)车削加工中心在普通数控车床的根底上，增加了C轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。2数控车床的结构特点与传统车床相比，数控车床的结构有以下特点：1)由于数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电动机驱动，所以它的传动链短。2)多功能数控车床是采用直流或交流主轴控制单元来驱动主轴，按控制指令作无级变速，主轴之间不必用多级齿轮副来进行变速。3)数控车床的第三个结构特点是轻拖动。4)为了拖动轻便，数控车床的润滑都比拟充分，大局部采用油雾自动润滑。5)由于数控机床的价格较高、控制系统的寿命较长，所以数控车床的滑动导轨也要求耐磨性好。6)数控车床还具有加工冷却充分、防护较严密等特点，自动运转时一般都处于全封闭或半封闭状态。7)数控车床一般还配有自动排屑装置。3数控车床的布局典型数控车床的机械结构系统组成，包括主轴传动机构、进给传动机构、刀架、床身、辅助装置(刀具自动交换机构、润滑与切削液装置、排屑、过载限位)等局部。数控车床床身导轨与水平面的相对位置如图1-2所示，它有4种布局形式：图1-2(a)平床身，图1-2(b)斜床身，图1-2(c)平床身斜滑板，图1-2(d)为立床身。数控车床床身导轨与水平面的相对位置图4数控车床的加工对象与传统车床相比，数控车床比拟适合于车削具有以下要求和特点的回转体零件：1〕精度要求高的零件2〕外表粗糙度好的回转体零件3〕轮廓形状复杂的零件4〕带一些特殊类型螺纹的零件5〕超精密、超低外表粗糙度的零件思考题：数控机床的分类方法有哪些？简述数控机床的组成及各局部的作用。数控车床的布局有哪几种类型？FANUC0I系统的连接与参数设置FANUC0I系统的连接与参数设置方案课时6教学目标：1、了解FANUC0I系统结构；2、熟悉FANUC0I系统系统的软、硬件构成；3、介绍FANUC0I系统的一些常见操作，诸如参数调整、数据备份。教学重点FANUC0I系统系统的软、硬件构成及连接方法。教学难点FANUC0I系统的参数调整、数据备份、螺距误差补偿等；教学设计A理论局部〔2学时〕一、系统构成〔现场教学〕1、系统硬件概要2、FANUC0i系列控制单元构成及连接：二、系统连线〔现场教学〕系统综合连接图(1)系统综合连接图(2)系统的综合连接详图中标示了系统板上的插槽名以及每一个插槽所连接的部件。三、系统构成〔现场教学〕主轴电动机的控制有两种接口；模拟和数字(串行传送)输出。模拟接口需用其他公司的变频器及电动机。〔1〕模拟主轴接口模拟主轴的接口定义、模拟主轴的连接如下图：〔2〕串行主轴接口串行主轴的接口定义如下图：串行主轴的连接如下图：四、数字伺服伺服的连接分A型和B型，由伺服放大器上的一个短接棒控制。A型连接是将位置反应线接到cNc系统,B型连接是将其接到伺服放大器。0i和近期开发的系统用B型。o系统大多数用A型。两种接法不能任意使用，与伺服软件有关。连接时最后的放大器JxlB需插上FANUC(提供的短接插头，如果遗忘会出现#401报警.另外，荐选用一个伺服放大器控制两个电动机，应将大电动机电抠接在M端子上，小电动机接在L端子上．否那么电动机运行时会听到不正常的嗡声。五、FANUC系统参数

〔现场教学〕参数在NC系统中用设定NC数控机床及辅助设备的规格和内容，及加工操作所必需的一些数据。机床厂家在制造机床、最终用户在使用过程中，通过参数的设定，来实现对伺服驱动、加工条件、机床坐标、操作功能、数据传输等方面的设定和调用。机床厂商、用户在配备、使用FANUC系统时，根据具体的使用状况，有大量的参数需要调整和设置。在使用和调整这些参数是有必要搞清楚这些参数的用途和设置方法。在下文中介绍一些有关FANUC系统参数的常识和一些常用参数。表FANUC系统参数类型列表数据形式

位型0或1

位轴型字节型-128`127

0~256有些参数中不使用符号字节轴型字型-32768~3276

0~65535有些参数中不使用符号字轴型双字型-99999999~99999999

双字轴型

〔一〕、FANUC系统参数分类按照数据形式参数可以分为下表所表示的类别：1、对于位型和位轴型参数，每个数据号由8位组成，每一位有不同的意义。2、轴型参数允许参数分别设定给每个控制轴。3、每个数据类型有一个通用的有效范围，参数不同其数据范围也不同。为了进一步说明这两类数据在数据设定方面的区别，特举如下两个例子：1、位型和位轴型参数举例1000#7#6#5#4#3#2#1#0数据号

SEQ

INIISOTVC数据内容

通过该例可以知道位型和位轴型的数据格式，它们都是每一个数据号由0~7位数据组成。在描述这一类数据时可以用这样的格式来说明：数据号.位号。比方上例中的ISO参数就可以用这样的符号来表示：1000.1。1000.1=0时表示数据采用EIA码输出，1000.1=1时表示数据输出采用ISO码。位型和位轴型数据就是用这样的方式来设定不同的系统功能。2、位型和位轴型以外的数据1023指定轴的伺服轴号数据号数据内容

FANUC系统将常用的参数例如：通讯、镜像、I/O口的选择等常见参数放置在SETTING功能键下，以便于用户使用。其他大量的参数归类于SYSTEM功能键下的参数菜单。下面介绍一些常用的系统参数：1、与各轴的控制和设定单位相关的参数：参数号1001~1023；这一类参数主要用于设定各轴的移动单位、各轴的控制方式、伺服轴的设定、各轴的运动方式等等。2、与机床坐标系的设定、参考点、原点等相关的参数：参数号1201~1280；这一类参数主要用于设定机床的坐标系的设定，原点的偏移、工件坐标系的扩展等等。3、与存储行程检查相关的参数：参数号：1300~1327；这一类参数的设定主要是用于各轴保护区域的设定等等。4、与设定机床各轴进给、快速移动速度、手动速度等相关的参数：参数号：1401~1465；这一类参数涉及机床各轴在各种移动方式、模式下的移动速度的设定，包括快移极限速度、进给极限速度、手动移动速度的设定等等。5、与加减速控制相关的参数：参数好：1601~1785；这一类参数用于设定各种插补方式下的启动停止时的加减速的方式，以及在程序路径发生变化时〔如出现转角、过渡等〕进给速度的变化。6、与程序编制相关的参数：参数号：3401~3460;用于设置编程时的数据格式，设置使用的G指令格式、设置系统缺省的有效指令模态等等和程序编制有关的状态。7、与螺距误差补偿相关的参数：参数号：3620~3627；我们知道，数控机床具有对螺距误差进行电气补偿的功能。在使用这样的功能时，系统要求对补偿的方式、补偿的点数、补偿的起始位置、补偿的间隔等等参数进行设置。B实践局部〔4学时〕实训一数控系统的连接及调试一、实验目的1、熟悉HED—21S数控系统综合试验台各个组成部件的接口。2、读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间的连接。3、了解数控系统的调试运行方法。二、实训设备数HED—21S控系统综合实验台万用表工具三、相关知识包括数控装置，由变频器和三相异步电机构成主轴驱动系统，由交流伺服单元和交流伺服电机构成的进给伺服驱动系统，由步进电机构成的进给伺服驱动系统等的数控系统，可实现主轴驱动系统的速度控制，进给伺服驱动系统的开环、半闭环、闭环控制。1．电源局部图1电源局部接线图2．继电器与输入/输出开关量图2继电器局部接线图图3继电板局部接口图4输入开关量接线图图5输出开关量接线图3．数控装置与手摇单元和光栅尺图6手摇单元接线图图7数控装置与光栅尺连接4．数控装置与主轴的连接图8数控装置与主轴连接5．数控装置与步进驱动单元连接图9数控装置与步进驱动单元的连接6．数控装置与交流伺服单元的连接图10数控系统与交流伺服单元的连接7．数控系统刀架的连接图11刀架电动局部四、实训内容及骤1.数控系统的连接〔1〕电源回路的连接按前图接线，并用万用表检查电源电压和变压器输出端电压。〔2〕数控系统继电器的输入/输出开关量连接按前图连接继电器和接触器，以及输入/输出开关量。〔3〕数控装置和手摇单元的连接按前图连接手摇单元和光栅尺。〔4〕数控装置和变频主轴的连接连接变频器和主轴电机强电电缆，以及数控装置和变频器信号线。确保地线可靠。〔5〕数控装置和交流伺服器的连接按前图连接交流伺服电机的强电电缆和码盘信号线，接入伺服单元电源。地线可靠正确接地。〔6〕数控装置和步进电机驱动器的连接按前图连接步进电机驱动器和步进电机，以及驱动器电源。〔7〕数控系统刀架电动机的连接连接刀架电机。2、数控系统调试(1)线路检查。由强到弱，按线路走向顺序检查以下各项。①变压器规格和进出线的方向和顺序。②主轴电动机、伺服电动机强电电缆的相序。③DC24V电源极性的连接。④步进电动机驱动器(或称步进驱动器)直流电源极性的连接。⑤所有地线的连接。(2)系统调试。1)通电。①按下急停按钮，断开系统中所有空气开关。②合上空气开关QF1。③检查变压器TC1电压是否正常。④合上控制电源Dc24V的空气开关QF4，检查DC24V是否正常。HNC一21TF数控装置通电，检查面板上的指示灯是否点亮，HC5301—8开关量接线端子和HC5301一R继电器板的电源指示灯是否点亮。⑤用万用表测量步进驱动器直流电源+V和GND两脚之间电压(应为DC+35V左右)，合上控制步进驱动器直流电源的空气开关QF3。⑥合上空气开关QF2。⑦检查变压器TC1的电压是否正常。⑧检查设备用到的其他局部电源的电压是否正常。⑨通过查看PLC状态，检查输入开关量是否和原理图一致。2)系统功能检查。①左旋并拔起操作台右上角的“急停〞按钮，使系统复位；系统默认进人“手动〞方式，软件操作界面的工作方式变为“手动〞。②按住“+X〞或“—X〞键(指示灯亮)，X轴应产生正向或负向的连续移动。松开“+X〞或“—X〞键(指示灯灭)，X轴即减速运动后停止。以同样的操作方法使用“+Z〞、“一Z〞键可使Z轴产生正向或负向的连续移动。③在手开工作方式下，分别点动X轴、Z轴，使之压限位开关。仔细观察它们是否能压到限位开关，假设到位后压不到限位开关，应立即停止点动；假设压到限位开关，仔细观察轴是否立即停止运动，软件操作界面是否出现急停报警，这时一直按压“超程解除〞按键，使该轴向相反方向退出超程状态；然后松开“超程解除〞按键，假设显示屏上运行状态栏“运行正常〞取代了“出错〞，表示恢复正常，可以继续操作。检查完X轴、z轴正、负限位开关后，以手动方式将工作台移回中间位置。④按一下“回零〞键，软件操作界面的工作方式变为“回零〞。按一下“+X〞和“+Z〞键，检查X轴、Z轴是否回参考点。回参考点后，“+X〞和“+Z〞指示灯应点亮。⑤在手开工作方式下，按一下“主轴正转〞键(指示灯亮)，主轴电动机以参数设定的转速正转，检查主轴电动机是否运转正常；按住“主轴停止〞键，使主轴停止正转。按一下“主轴反转〞键(指示灯亮)，主轴电动机以参数设定的转速反转，检查主轴电动机是否运转正常；按住“主轴停止〞键，使主轴停止反转。⑥在手开工作方式下，按一下“刀号选择〞键，选择所需的刀号，再按一下“刀位转换〞键，转塔刀架应转动到所选的刀位。⑦调入一个演示程序，自动运行程序，观察十字工作台的运行情况。3)关机。①按下控制面板上的“急停〞按钮。②断开空气开关QF2、QF3。⑧断开空气开关QF4。④断开空气开关QF1，断开380V电源。3．故障现象及诊断(1)如果数控装置出现故障，见本实训的相关附录，查找并排除故障。(2)如果主轴出现故障，见本实训十五的相关附录，查找并排除故障。(3)如果步进驱动器出现故障，见本实训的相关附录，查找并排除故障。(4)如果交流伺服单元出现故障，见本实训的附录，查找并排除故障。

五、思考题1、总结数控系统连接、调试的一般步骤和方法2、简述交流伺服驱动系统、步进驱动系统采用的控制方法，分析两种控制方法的区别和特点。3、根据实训过程中出现的问题，总结数控系统故障的一般分析和判断方法4、画出实验台数控系统的电气控制回路、电源回路连接电气原理图。数控车床的安装、调试与维护数控车床的安装、调试与维护方案课时4教学目标：1、掌握数控车床安装水平、预调精度检验的检验的相关要求；2、掌握数控车床工作精度检验要求；3、掌握典型数控机床—卧式车床的空运行及相关功能的检验；4、掌握数控机床维护与保养的内容；教学重点典型数控机床—卧式车床的空运行及相关功能的检验。教学难点数控车床工作精度检验要求。教学设计A理论局部〔2学时〕一、数控设备的安装〔讲解〕1、数控机床的安装：首先要根据数控设备厂商所提供的安装要求进行各项工作，如果在实施过程中，由于具体条件限制，不能完全按照厂商的要求进行，应该在GB50271-1998?金属切削机床安装工程施工及验收标准?和GB50231-1998?机械设备安装工程施工及验收通用标准?两个标准指导下进行相关的安装工作。2、安装水平的检验要求机床的安装水平的调平应该符合以下要求：1)机床应以床身导轨作为安装水平的检验根底，并用水平仪和桥板或专用检具在床身导轨两端、接缝处和立柱连接处按导轨纵向和横向进行测量。2)应将水平仪按床身的纵向和横向，放在工作台上或溜板上，并移开工作台或溜板，在规定的位置进行测量。3)应以机床的工作台或溜板为安装水平检验的根底，并用水平仪按机床纵向和横向放置在工作台或溜板上进行测量，但工作台或溜板不应移动位置。4)应以水平仪在床身导轨纵向等距离移动测量，并将水平仪读数依次排列在坐标纸上画垂直平面内直线度偏差曲线，其安装水平应以偏差曲线两端点连线的斜率作为该机床的纵向安装水平。横向应以横向水平仪的读数值计。5)应以水平仪在设备技术文件规定的位置上进行测量。3、预调精度检验包括:1)床身导轨在垂直平面内的直线度；2)床身导轨在垂直平面内的平行度；3)床身导轨在水平面内的直线度；4)立柱导轨对床身导轨的垂直度；5)两立柱导轨正导轨面的共面度。二、数控卧式车床的空运行及功能检验〔示范〕通常对于最大车削直径200～1000mm，最大车削长度至5000mm的数控卧式车床型式通常按以下的要求进行空运行和功能检验。1、手动功能检验：用按键、开关或人工操纵对机床进行功能试验，试验其动作的灵活性、平稳性和可靠性。〔1〕、任选一种主轴转速和动力刀具主轴转速，启动主轴和动力刀架机构进行正转、反转、停止(包括制动)的连续试验，连续操作不少于7次。〔2〕、主轴和动力刀具主轴做低、中、高转速变换试验，转速的指令值与显示值(或实测值)之差不得大于5%。〔3〕、任选一种进给量，将启动进给和停止动作连续操纵，在Z轴、X轴、C'轴的全部行程上做工作进给和快速进给试验,Z轴、X轴快速行程应大于1/2全行程。正、反方向连续操作不少于7次。并测量快速进给速度及加、减速特性。测试伺服电机电流的波动，其允许差值由制造厂规定。〔4〕、在Z轴、X轴、C'轴的全部行程上，做低、中、高进给量变换检验。〔5〕、用手摇脉冲发生器或单步移动溜板、滑板、C'轴的进给检验。〔6〕、用手动或机动使尾座和尾座主轴在其全部行程上作移动检验。〔7〕、有锁紧机构的运动部件，在其全部行程的任意位置上作锁紧试验，倾斜和垂直导轨的滑板，切断动力后不应下落。〔8〕、回转刀架进行各种转位夹紧检验。〔9〕、液压、润滑、冷却系统做密封、润滑、冷却性能试验，要求调整方便、动作灵活、润滑良好、冷却充分，各系统不得渗漏。〔10〕、排屑、运屑装置检验。〔11〕、有自动装夹换刀机构的机床，应进行自动装夹换刀检验。〔12〕、有分度定位机构的C'轴应进行分度定位检验。〔13〕、数字控制装置的各种指示灯、程序读入装置、通风系统等功能检验。〔14〕、卡盘的夹紧、松开，检验其灵活性及可靠性。〔15〕、机床的平安、保险、防护装置功能检验；〔16〕、在主轴最高转数下，测量制动时间，取7次平均值；〔17〕、自动监测、自动对刀、自动测量、自动上下料装置等辅助功能检验；〔18〕、液压润滑、冷却系统做密封、润滑、冷却性能检验，要求操作方便、动作灵活、润滑良好、冷却充分、各系统无渗漏。2、控制功能验收用CNC控制指令进行机床的功能检验，检验其动作的灵活性和功能可靠性。〔1〕、主轴进行正转、反转、停止及变换主轴转速检验〔无级变速机构做低、中、高速检验；有级变速机构做各级转速检验〕；〔2〕、进给机构做低、中、高进给量及快速进给变换检验；〔3〕、C'轴、X轴和Z轴联动检验；〔4〕、回转刀架进行各种转位夹紧试验，选定一个工位测定相邻刀位和回转1800的转位时间，连续7次，取其平均值；〔5〕、试验进给坐标的超程、手动数据输人、坐标位置显示、回基准点、程序序号指示和检索、程序停、程序结束、程序消除、单步进给、直线插补、圆弧插补、直线切削循环、锥度切削循环、螺纹切削循环、圆弧切削循环、刀具位置补偿、螺距补偿、间隙插补及其他说明书规定的面板及程序功能的可靠性和动作的灵活性；3、温升检验测量主轴高速和中速空运转时主轴轴承、润滑油和其他主要热源的温升及其变化规律。检验应连续运转180分钟。为保证机床在冷态下开始试验，试验前16小时内不得工作。试验不得中途停车。试验前应检查润滑油的数量和牌号，并符合使用说明书的规定。温度测量应在主轴轴承(前、中、后)处及主轴箱体，电机壳和液压油箱等产生热量的地方。主轴连续运转，每隔15分钟测量一次。最后用被测部位温度值绘成时间-温升曲线图，以连续运转180分钟的温升值作为考核数据。

在实际的检验过程中，应该注意以下几点：〔1〕、温度测点应选择尽量靠近被测部件的位置。主轴轴承温度应以测温工艺孔为测点。在无测温工艺孔的机床上，可在主轴前、后法兰盘的紧固螺钉孔内装热电偶，螺孔内灌注润滑脂，孔口用橡皮泥或胶布封住；〔2〕、室温测点应设在机床中心高处离机床500mm的任意空间位置，油箱测温点应尽量靠近吸油口的地方。三、数控车床工作精度检验〔示范〕〔一〕、圆度：靠近主轴轴端的检验零件的半径变化；切削加工直径的一致性：检验零件的每一个环带直径之间的变化。1、检验方式精车夹持在标准的工件夹具上的圆拄试件。单刃车刀安装在回转刀架的一个工位上。检验零件的材料和刀具的型式及形状、进给量、切削深度、切削速度均由制造厂规定，但应该符合国家或行业标准的相关规定。2、简图L=0.5最大车削直径或2/3最大车削行程。范围1：最大为250范围2：最大为500Dmin=0.3L圆度与切削加工直径的一致性简检验图3、允差范围1：最大为250的情况：圆度：0.003切削加工直径的一致性：300长度上为0.020范围2：最大为500的情况：圆度：0.005切削加工直径的一致性：300长度上为0.030相邻环带间的差值不应超过两端环带间测量差值的75%。〔二〕、精车端面的平面度1、检验方式精车夹持在标准的工件夹具上的试件端面。单刃车刀安装在回转刀架上的一个工位上。检验零件的材料和刀具的型式及形状、进给量、切削深度、切削速度均由制造厂规定，但应该符合国家或行业标准的相关规定。2、简图Dmin=0.5最大车削直径精车端面的平面度检验图3、允差300直径上为0.025只允凹〔三〕、螺距精度1、

检验方式用一把单刃车刀螺纹。V型螺纹形状：螺纹的螺距不应超过丝杠螺距之半。试件的材料、直径、螺纹的螺距连同刀具的形式和形状、进给量、切削深度和切削速度均由制造厂规定，但应该符合国家或行业标准的相关规定。注：〔1〕、螺纹外表应光滑凹陷或波纹。〔2〕、外径为50、长为75、螺距未的典型试件一般可满足大多数无丝杠机床。2、简图Lmin＝75D≈丝杆直径螺距精度检验图3、允差任意50测量长度上为0.01。〔四〕、在各轴的转换点处的车削轮廓与理论轮廓的偏差1、

检验方式在数字控制下用一把单刃车刀车削试件的轮廓。试件的材料、直径、螺纹的螺距连同刀具的形式和形状、进给量、切削深度和切削速度均由制造厂规定，但应该符合国家或行业标准的相关规定。2、

简图对于轴类车床见图5-11轴类车床轮廓的偏差图。所示的尺寸只适应于范围2：最大为500。对于范围1：最大为250机床的尺寸可以由制造厂按比例缩小。图5-11轴类车床轮廓的偏差检验图盘类车床轮廓的偏差检验图3、

允差范围1：最大为250的情况：0.030范围2：最大为500的情况：0.045〔五〕、基准半径的轮廓变化、直径的尺寸、圆度误差1、检验方式用程序1或程序2车削一个试件。程序1：以15°为一个程序段从0°～105°〔即7个程序段〕分段车削球面，不用刀尖圆弧半径补偿。程序2：只用一个程序〔1°～105°〕车削球面，不用刀尖圆弧半径补偿。工序：〔1〕、在精加工前胚料的加工余量为0.13。〔2〕、将试件NO.1精加工到要求尺寸。〔3〕、不调整机床，将试件NO.2和NO.3精加工到要求尺寸。2、简图基准半径的轮廓变化、直径的尺寸、圆度误差检验图3、允差尺寸范围1范围2﹤1000.008—﹤1500.010—﹤2500.015—﹤350—0.020﹤500—0.025﹤750—0.0100.0030.0350.0200.005注：〔1〕、试件到达的外表粗糙度要做记录。〔2〕、刀尖圆弧半径的精度必须到达机床输入分辨率的两倍，并且刀具的前角为0O。〔3〕、必须使用紧密、稳定的材料〔如铝合金〕以获得满意的外表粗糙度。〔4〕、通过这三个试件的比拟就能得到负载条件下的重复定位精度。四、数控机床维护与保养的点检管理〔讲解〕〔一〕数控机床的点检，是开展状态监测和故障诊断工作的根底，主要包括以下内容：〔1〕定点首先耍确定一台数控机床有多少个维护点，科学地分析这台设备，找准可能发生故障的部位。只要把这些维护点“看住〞，有了故障就会及时发现。〔2〕定标对每个维护点要逐个制订标准，例如间隙、温度、压力、流量、松紧度等等，都要有明确的数量标准，只要不超过规定标准就不算故障。〔3〕定期多长时间检查一次，要定出检查周期。有的点可能每班要检查几次，有的点可能一个或几个月检查一次．要根据具体情况确定。〔4〕定项每个维护点检查哪些工程也要有明确规定。每个点可能检查一项，也可能检查几项。〔5〕定人由谁进行检查，是操作者、维修人员还是技术人员,应根据检查部位和技术精度要求，落实到人。〔6〕定法怎样检查也要有规定，是人工观察还是用仪器测量,是采用普通仪器还是精密仪器。〔7〕检查检查的环境、步骤要有规定，是在生产运行中检查还是停机检查，是解体检查还是不解体检查。〔8〕记录检查要详细做记录，并按规定格式填写清楚。要填写检查数据及其与规定标准的差值、判定印象、处理意见，检查者要签名并注明检查时间。〔9〕处理检查中间能处理和调整的要及时处理和调整，并将处理结果记人处理记录。没有能力或没有条件处理的，要及时报告有关人员，安排处理。但任何人、任何时间处理都要填写处理记录。〔10〕分析检查记录和处理记录都要定期进行系统分析，找出薄弱“维护点〞，即故障率高的点或损失大的环节，提出意见，交设计人员进行改良设计。数控机床的点检可分为日常点检和专职点捡二个层次。日常点检负责对机床的一般部件进行点检，处理和检查机床在运行过程中出现的故障，由机床操作人员进行。专职点检负责对机床的关银部位和重要部件披周期进行重点点检和设备状态监测与故阵诊断，制定点检方案，做好诊断记录．分析维修结果，提出改善设备维护管理的建议，由专职维修人员进行。数控机床的点检作为一项工作制度，必须认真执行并持之以桓，才能保证机床的正常运行。从点检的要求和内容上看，点检可分为专职点检、日常点检和生产点检三个层次,数控机床点检维修过程示意图。

1．专职点检负责对机床的关键部位和重要部位按周期进行重点点检和备状态监测与故障诊断定点检方案，做好诊断记录，分析维修结果，提出改善设备维护管理的建议。2．日常点检负责对机床的一般部位进行点检，处理和检查机床在运行过程中出现的故障。3．生产点检负责对生产运行中的数控机床进行点检，并负责润滑、紧固等工作。点检作为一项工作制度必须认真执行并持之以恒，这样才能保证数控机床的正常运行。〔二〕数控机床维护与保养的内容预防性维护的关键是加强日常保养，主要的保养工作有以下内容：1.日检其主要工程包括液压系统、主轴润滑系统、导轨润滑系统、冷却系统、气压系统。日检就是根据各系统的正常情况来加以检测。例如，当进行主轴润滑系统的过程检测时，电源灯应亮，油压泵应正常运转，假设电源灯不亮，那么应保持主轴停止状态，与机械工程师联系。进行维修。2.周检其主要工程包括机床零件、主轴润滑系统，应该每周对其进行正确的检查，特别是对机床零件要去除铁屑，进行外部杂物清扫。3.月检主要是对电源和空气于燥器进行检查。电源电压在正常情况下额定电180V-220V，频率50Hz，如有异常，要对其进行测量、调整。空气于燥器应该每月拆一次，然后进行清洗、装配。4.季检季检应该主要从机床床身、液压系统、主轴润滑系统三方面进行检查。例如，对机床床身进行检查时，主要看机床精度、机床水平是否符合手册中的要求，如有问题，应马上和机械工程师联系。对液压系统和主轴润滑系统进行检查时，如有问题，应分别更换新油6oL和20L，并对其进行清洗。5.半年检半年后，应该对机床的液压系统、主轴润滑系统以及X轴进行检查，如出现毛病，应该更换新油，然后进行清洗工作。全面地熟悉及掌握了预防性维护的知识后，还必须对油压系统异常现象的原因与处理有更深的了解及必要的掌握。如当油泵不喷油、压力不正常、有噪声等现象出现时，应知道主要原因有哪些，有什么相应的解决方法。对油压系统异常现象的原因与处理，主要应从三方面加以了解：(1)油泵不喷油主要原因可能有油箱内液面低、油泵反转、转速过低、油粘度过高、油温低、过滤器堵塞、吸油管配管容积过大、进油口处吸人空气、轴和转子有破损处等，对主要原因有相应的解决方法，如注满油、确认标牌，当油泵反转时变更过来等。(2)压力不正常即压力过高或过低。其主要原因也是多方面的，如压力设定不适当、压力调节阀线圈动作不良、压力表不正常、油压系统有漏等。相应的解决方法有按规定压力设置拆开清洗、换一个正常压力表、按各系统依次检查等。(3)有噪声噪声主要是由油泵和阀产生的。当阀有噪声时，其原因是流量超过了额定标准，应该适当调整流量；当油泵有噪声时，原因及其相应的解决方法也是多方面的，如油的粘度高、油温低，解决方法为升油温；油中有气泡时，应放出系统中的空气等等。B实践局部〔2学时〕实训二数控机床精度检测实训一、实训目的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根本技能之一。本实训应到达以下目的：1．了解实训工程的根本内容和误差来源；2．了解各实训工程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、实训用仪器及设备卧式数控车床或普通车床一台、激光干预仪一套。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、预备知识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)几何精度机床的几何精度是指机床某些根底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外表形状,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根本的条件。(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到达的实际位置的精度。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,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,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卧式数控车床精度检验标准与检验方法见下表卧式数控车床精度检验标准(D≤800,500＜DC≤1000)序号检验工程允差检验工具检验方法G1导轨精度a.纵向：导轨的垂直平面内的直线度b.横向：导轨的平行度(无床身或DC<500mm的机床,此项检验用GlO代替)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a.将水平仪纵向放置在桥板(或溜板)上,等距离移动桥板(或溜板),每次移动距离小于或等于500mm。在导轨的两端和中间至少三个位置上进行检验。误差以水平仪读数的最大代数差。b.将水平仪横向放置在桥板(或溜板)上等距离移动桥板或溜板检验。误差以水平读数的最大代数差值计G2溜板移动在主平面内的直线度(只适用于有尾座的机床)DC≤500：0.015500＜DC≤1000:0.02最大允差:0.03指示器和检验棒或平尺将检验棒支承在两顶尖间。指示器固定在溜板上,使其测头触及检验棒外表。等距离移动溜板进行检验。每次移动距离小于或等于250mm。将指示器的读数依次排列,画出误差曲线。将检验棒转180°再同样检验一次。检验棒调头,重复上述检验。误差以曲线相对两端点连线的最大坐标值计。也可在检验棒两端2/9L(L为检验棒长度)处用支架支承进行检验。G3溜板移动对主轴和尾座顶尖轴 线的等距度:a.在主平面内b.在次平面内平导轨只检验次平面(只适用于主轴有锥孔和有尾座的机床)a:DC≤500:0.015500＜DC≤1000:0.02b:0.04指示器和检验棒将指示器固定在溜板上,使其测头触及支承在两顶尖间的检验棒外表:a.在主平面内:b.在次平面内。移动溜板在检验棒的两端进行检验。 将检验棒旋转180°,再同样检验一次。 a,b误差分别计算。误差以指示器在检验棒两端的读数差值计 (DC≤1000时,检验棒长度等于DC)G4主轴端部的跳动： a.主轴的轴向窜动 b.主轴轴肩的跳动a:0.01b:0.015指示器和专用检具固定指示器,使其测头触及：a.固定在主轴端部的检验棒中心孔内的钢球上；b.主轴轴肩靠近边缘处。沿主轴轴线施加力F。旋转主轴检验。 a，b误差分别计算。误差以指示器读数的最大差值计。 F为消除主轴轴向游隙而施加的恒定力,其值由制造厂规定G5主轴定心轴颈的径向跳动0．01指示器和专用检具 固定指示器,使其测头垂直触及主轴定心轴颈上,沿主轴轴线施加力F。旋转主轴检验。误差以指示器读数的最大差值计G6主轴定位孔的径向跳动(只适用于主轴有定位孔的机床)0．01指示器固定指示器,使其测头触及主轴定位孔外表。旋转主轴检验。 误差以指示器读数的最大差值计。G7主轴锥孔轴线的径向跳动： a.靠近主轴端面 b.距a点1处 (只适用于主轴有锥孔的机床)a:0.01b:0.02(L=300)指示器和检验棒将检验棒插入主轴锥孔内,固定指示器,使其测头触及检验棒外表：a.靠近主轴端面；b.距a点L处。旋转主轴检验。拔出检验棒,相对主轴旋转90°,重新插入主轴锥孔内,依次重复检验四次。a,b误差分别计算。误差以四次测量结果的平均值计。G8主轴顶尖的跳动(只适用于主轴有锥孔的机床)0．013指示器和专用顶尖固定指示器,使其测头垂直触及顶尖锥面上。沿主轴轴线施加力F。旋转主轴检验。误差以指示器读数的最大差值计。G9滑板横向移动对主轴轴线的垂直度(同一滑板上装有两个转塔时,只检验用于端面车削的转塔)0．01/100α≥90°指示器和平盘和平尺调整装在主轴上的平盘和平尺,使其与回转轴线垂直。指示器装在横滑板上,使其测头触及平盘(或平尺)上。移动横滑板在全工作行程上进行检验。 将主轴旋转l80°,再同样检一次。 误差以指示器两次测量结果的代数和之半计。 检验用平盘的直径或平尺长度的尺寸W如下(mm):D≤360360＜D≤800W200300G10溜板移动对主轴轴线的平行度：a.在主平面内b.在次平面内L=300：a：0.015(向刀具偏)b：0.02指示器和检验棒将指示器固定在溜板上,使其测头分别触及固定在主轴上的检验棒外表：a.在主平面内；b.在次平面内。 移动溜板检验。 将主轴旋转180°,再同样检验一次。a,b误差分别计算。误差以指示器两次测量结果的代数和之半计六、撰写实验报告实验报告应该包含的内容：1、实验所用到的工具以及这些工具的使用方法；2、实验用到的机床的详细技术参数〔包括合同精度〕；3、实验中记录的每一项精度的值，并说明每一项精度反映的几何位置关系；4、定位精度的检测程序；5、实际测的检测值，并说明每一项检测值反映了机床和系统那一方面的性能；6、螺距误差的补偿方法。每一个节点的实际补偿值。7、附录参考资料。FANUC0i系统常见故障诊断和处理FANUC0i系统常见故障诊断和处理方案课时6教学目标：1、了解数控机床故障诊断技术；2、掌握数控机床故障诊断处理方法；3、掌握分析排出数控机床故障的方法；教学重点数控机床故障诊断处理方法；教学难点分析排出数控机床故障的方法。教学设计A理论局部〔2学时〕一、FANUC0i系统故障报警信息1、报警信息的查看方法数控系统可对其本身以及其相连的各种设备进行实时的自诊断。当数控机床出现不能保证正常运行的状态或异常都可以通过数控系统强大的功能，对其数控系统自身及所连接的各种设备进行实时的自诊断。当数控机床出现不能满足保证正常运行的状态或异常时，数控系统就会报警，并将在屏幕中显示相关的报警信息及处理方法。这样，就可以根据屏幕上显示的内容采取相应的措施。一般情况下，系统出现报警时，屏幕显示就会跳转到报警显示屏幕，显示出报警信息，如下图。

某些情况下，出现故障报警时，不会直接跳转到报警显示屏幕，如下图：

FANUC0i数控系统提供了报警履历显示功能，其最多可存储并在屏幕上显示的50个最近出现的报警信息。大大方便了对机床故障的跟踪和统计工作。显示报警履历的操作如下：?

2、FANUC0i数控系统报警的分类FANUC0i数控系统的报警信息很多，可以归纳为以下类别，便于查找。表7.1FANUC0i数控系统报警分类错误代码报警分类000～255P/S报警〔参数错误〕300～349绝对脉冲编码器〔APC〕报警350～399串行脉冲编码器〔SPC〕报警400～499伺服报警500～599超程报警700～749过热报警750～799主轴报警900～999

1000～1999

200～2999

5000以上系统报警

机床厂家根据实际情况在PM(L)C中编制的报警

机床厂家根据实际情况在PM(L)C中编制的报警信息

P/S报警〔编程错误〕

3、常见报警的故障排除思路数控机床是当代高新技术机、电、光、气一体化的结晶，电气复杂，管路交叉林立，故障现象也是千奇百怪，各不相同。如何能迅速找出故障、隐患，并及时排除？这是数控机床维修人员所面临的最现实、最直接的问题。在这里，我们将以最常碰到的故障为例，学习使用FANUC0i数控系统提供的丰富的维修功能进行故障排除的方法。为方便起见，把由机床厂家根据不同的机床结构所可以预见的异常情况汇总后，由机床厂家自己编写错误代码和报警信息，这类故障称为外围报警〔这是相对于数控系统而言〕。也就是说不同结构类型的机床就会有不同的外部故障的错误代码和报警信息。而由数控系统生产厂家根据数控系统部件所能预见的异常情况汇总后，所编写的错误代码和报警信息，这类故障称为系统报警〔数控系统故障〕。数控系统故障的错误代码和报警信息不会因不同结构类型的机床而改变，不同型号的数控系统的系统报警可能会有所不同。系统报警是数控系统生产厂家在数控系统传递到机床厂家之前就编写好的，是固定不变的，机床厂家没法对其进行编辑和增删。在一般情况下，外围故障的发生机率较系统故障的机率要高。不同结构类型的机床就会有不同的外围故障，而假设要能够做到对外围故障做出快速准确的定位和排除，就必须对你所要维修的机床的机械结构、电气原理、数控系统、各个机床动作、操作方法有一个全面的认识。假设在机床正常的时候，对机床的每一个动作进行仔细的观察，便能够在机床异常〔也就是说机床动作不能正常进行〕时，根据平时观察所得与之比照，从而做到对故障的快速诊断与排除。与此同时，高效地使用FANUC0i系统提供的丰富的维修功能，包括PMC梯形图实时监控、1/O接口的状态检查与跟踪、诊断功能也是做到对故障的快速诊断与排除的一个关键因素。二、FANUC0i系统常见有报警信息的故障排除FANUC0i数控系统具有较强的自诊断功能，对于一些常见的故障，通过报警信息，对应维修说明书，能够解决许多问题。下面介绍几个常见报警故障的处理方法。1、500号报警〔超行程报警〕的排除方法在数控机床操作的过程中超行程报警经常出现，由于惯性的原因，当移动轴压下行程开关时，需减速停止，同时，系统出现500号报警，并同时显示报警信息为过行程及过行程的坐标轴。下面是解除“500过行程：＋X〞报警的根本步骤：1〕进给轴选择旋钮拨到“X〞轴处；2〕进给倍率选择旋钮拨到“×1”处；3〕旋转手摇脉冲发生器使X轴向负方向移动，离开极限位置；4〕按下MDI键盘上的“RESET〞键，报警信息消失。2、90号报警〔返回参考点位置异常〕的排除方法报警条件：当返回参考点位置偏差过大或CNC没有收到伺服电机编码器转信号，出现90号报警。解除步骤：1〕确认DGN.300中的值〔允许位置偏差量〕大于128。否那么提高进给速度，改变倍率。2〕确认电机回转是否大于1转。小于1转，说明返回的起始位置过近。调整到远一些。3〕确认编码器的电压是否大于4.75V〔拆下电机后罩，测编码器印制板的＋5――0V〕，如果低于4.75V，更换电池。4〕如果不是上述问题，一定是硬件出了问题：更换编码器。3、401号报警〔伺服准备信号报警〕报警条件：伺服放大器的准备信号〔VRDY〕没有接通，或者运行时信号关断。解除步骤：1〕PSM控制电源是否接通；2〕急停是否解除；3〕最后的放大器JX1B插头上是否有终端插头；4〕MCC是否接通，如果除了PSM连接的MCC外，还有外部MCC顺序电路，同样要检查。5〕驱动MCC的电源是否接通；6〕断路器是否接通；7〕PSM或SPM是否发生报警。如果伺服放大器周围的强电电路没有问题，更换伺服放大器；如果以上措施都不能解决问题，更换主轴控制卡。三、FANUC0i系统常见无报警信息的故障排除1、诊断功能的使用数控系统发生故障后，如无报警信息，通过系统的诊断画面进行故障判断。系统的诊断画面在机床出现异常时，诊断功能提供的报警信号和监控数据为故障判断提供了判断的依据。

调出诊断画面的操作方法如下：

2、利用诊断功能诊断故障如何有效地使用诊断功能提供的诊断信息来帮助查找和排除故障呢？这一定是我们最为关注的问题。接着来学习如何使用诊断功能去解决一些在实际中经常出现的一些隐性故障。〔1)诊断号000为1时，说明系统正在执行辅助功能(M指令〕。在辅助功能的执行过程中，000号将会保持为1，直到辅助功能执行完了信号到达为止。因此，当出现辅助功能执行时间超出正常值时，可能是辅助功能的条件未满足。所以出现无报警的异常，查找故障点时，假设诊断号000为1，可以首先检查辅助功能所要完成的机床动作是否已经完成。故障现象：一数控机床在自动运行状态中，每当执行M8〔切削液喷淋〕这一辅助功能指令时，加工程序就不再往下执行了。此时，管道是有切削液喷出的，系统无任何报警提示。排除思路：调出诊断功能画面，发现诊断号000为1，也就是说系统正在执行辅助功能，切削液喷淋这一辅助功能未执行完成〔在系统中未能确认切削液是否己喷出，而事实上切削液已喷出〕。于是，查阅电气图册，发现在切削液管道上装有流量开关，用以确认切削液是否已喷出。在执行M8这一指令并确认有切削液喷出的同时，在PMC程序的信号状态监控画面中检查该流量开关的输入点X2.2而该点的状态为0〔有喷淋时应为1〕，于是故障点可以确定为在有切削液正常喷出的同时这个流量开关未能正常动作所致。因此重新调整流量开关的灵敏度，对其动作机构喷上润滑剂，防止动作不灵活，保证可靠动作。在作出上述处理后，进行试运行，故障排除。(2〕诊断号003为1时，说明系统正在对移动后的伺服轴是否准确定位到指令值进行检查。当伺服轴未能实现准确定位的话，将会出现诊断号003长期为1的情况出现。故障现象：一数控机床在自动加工过程中，经常出现偷停现象。特别是在Z轴移动后，出现偷停现象比拟多。在出现此现象后，加工程序就不往下执行了，但可能几十秒后，加工程序又重新往下执行，有时又不行，机床就一直愣在那里没有发出任何的报警信息。排除思路：在无任何报警信息的情况下，调出诊断功能画面，希望从中找到一点故障的线索。在对诊断功能画面进行查看时发现，诊断号003正在进行到位检测，信号为1，于是查看诊断号为300的各伺服轴实时指令与实际位置偏差量，发现Z轴的实时指令与实际位置偏差量的值为50而定位的容许偏差值〔到位宽度〕是由参数1826设定的，也就是说只要诊断号为300的各伺服轴实时指令与实际位置偏差量不超过参数1826中所设定的值的话，系统就认为伺服轴的定位完成，否那么的话系统认为伺服轴的定位未完成，于是就进行反复的定位，加工程序也就无法往下执行。而这台机床在参数1826中，Z轴的到位宽度值是4,所以是Z轴的实际位置偏差量大于参数设定的到位宽度值，于是出现了此故障现象。参数1825是各轴的伺服环增益，与位置偏差量的关系为：位置偏差量＝进给速度/60×伺服环增益根据此公式，可以将Z轴的伺服环增益值适当减少，从而减少位置偏差量。在对参数1825作出了适当的调整之后，Z轴的位置偏差量减少为1，即位置偏差量小于参数1826的设定值，故障排除。〔3〕诊断号005为1时，说明系统正处于各伺服轴互锁或启动锁住信号被输入，该信号禁止机床各伺服轴移动。机床所有的轴或各伺服轴未能满足移动条件，或者说是如果伺服轴移动的话将会有危险的情况出现。当以下PMC的伺服轴互锁信号为0时，那么机床进入伺服轴互锁状态，也就是禁止移动：G8.0〔禁止所有伺服轴移动〕6130.0〔禁止系统定义的第一伺服轴移动〕6130.1〔禁止系统定义的第二伺服轴移动〕6130.2〔禁止系统定义的第三伺服轴移动〕6130.3〔禁止系统定义的第四伺服轴移动〕6132.0〔禁止系统定义的第一伺服轴正方向移动〕6132.1〔禁止系统定义的第二伺服轴正方向移动〕6132.2〔禁止系统定义的第三伺服轴正方向移动〕G132.3〔禁止系统定义的第四伺服轴正方向移动〕6134.0〔禁止系统定义的第一伺服轴负方向移动〕6134.1〔禁止系统定义的第二伺服轴负方向移动〕G134.2〔禁止系统定义的第三伺服轴负方向移动〕6134.3〔禁止系统定义的第四伺服轴负方向移动〕故障现象：一数控加工专机在自动运行的过程中，当执行到G90G01Z0;这一句程序时，出现无故停止的现象。进行系统复位，再重新开始执行加工程序，也是执行到G90G01Z0；这一句程序时，停止动作。此时，也无任何的报警信息。排除思路：在无任何报警信息的情况下，调出诊断功能画面，希望从中找到一点故障的线索。在对诊断功能画面进行查看时发现，诊断号005系统正处于各伺服轴互锁或启动锁住信号被输入为1。于是检查上述PMC的伺服轴互锁信号，发现6130.0为0，而Z轴是系统中定义的第一轴，查阅梯形图，看一看线圈130.0未能接通的原因，最后发现是刀塔抬起／落下的检测接近开关的状态同时为1，检查发现刀塔实际上是落下到位了，而抬起检测的接近开关因为沾有铁屑，而发出误信号，于是PMC程序判定Z轴的平安移动条件未满足。清理了该接近开关以后，线圈6130.0置1，Z轴的互锁状态解除，故障排除。(4)350号报警，这是a串行脉冲编码器内的控制局部发生异常所引起的。这时可使用诊断功能中诊断号202和204显示的报警状态进行故障具体原因确实定。(5)351号报警，这是a串行脉冲编码器与模块之间的通信发生异常所引起的。这时可使用诊断功能中诊断号203显示的报警状态进行故障具体原因确实定。(6)400号报警，这是系统检测出伺服模块或者伺服电动机过热所引起的。这时可使用诊断功能中诊断号为200和201显示的报警状态进行故障具体原因确实定。〔7〕414号报警，这是伺服模块或者伺服电动机发生异常所引起的。这时可使用诊断功能中诊断号200,201和204显示的报警状态，以及伺服模块上的LED所显示的报警号进行故障具体原因确实定。〔8〕416号报警，这是位置检测器的信号断线或短路所引起的。这时可使用诊断功能中诊断号200和201显示的报警状态进行故障具体原因确实定。〔9〕417号报警，这是系统伺服参数设定异常所引起的。这时可使用诊断功能中诊断号203和280显示的报警状态进行故障具体原因确实定。〔10〕749号报警，这是主轴伺服模块局部发生异常所引起的。这时可使用诊断功能中诊断号408显示的报警状态进行故障具体原因确实定。〔11)750号报警，这是在串行主轴系统中通电时，主轴伺服模块没有到达正常的启动状态所引起的。这时可使用诊断功能中诊断号409显示的报警状态进行故障具体原因确实定。3、不能手轮运行

如果手轮操作不能进行，可能有以下原因：伺服没有激活〔没有准备好〕。手摇脉冲发生器没有正确的连接到内装的I/O接口或I/O模块上。内装的I/O接口或I/O模块的I/OLink没有分配或没有正确分配。由于参数设定错误使相关信号没有输入。采取措施：1〕

检查伺服放大器上的LED显示是否为“0”。如果显示“0”以外的数字，说明伺服没有激活，2〕

检查电缆是否断线或短路；3〕

检查手轮是否出现故障〔手摇脉冲发生器信号是否正确〕4〕

检查I/O模块的I/OLink分配5〕

检查参数和输入信号在CRT的左下角检查CNC的状态应在HND状态，否那么，方式选择不正确。进一步通过PMC的诊断功能〔PMCDGN〕查看方式选择：手轮方式为G0043“MD4=1,MD2=0,MD0=0〞检查手轮进给轴选择信号检查手轮进给倍率选择，PMC的PCDGN来确认信号：G0019MP2和MP1位。分度工作台的分度轴手脉的进给不能执行。B实践局部〔4学时〕实训三数控系统的参数设置与调整一、实验目的1、熟悉HED—21S数控系统的定义及设置方法。2、了解参数设置对数控系统运行的作用和影响二、实训设备HNC-21TF数控系统综合实验台、万用表、工具三、实训内容及步骤(1)按前面相关介绍的方法连接数控系统，并自行复查连线。(2)数控系统参数的设置。在本数控系统中，数控装置XS30口接脉冲接口的松下交流伺服，作为数控系统的x轴，指令脉冲形式为单脉冲；交流伺服电动机转动一圈码盘反应2500个脉冲，脉冲形式为A、B相脉冲。通常部件号为0，轴号为0。数控装置XS31口接步进电动机驱动器M535，作为数控系统的z轴，指令脉冲形式为单脉冲；步进电动机转动一圈对应的脉冲数为1600，步进电动机的拍数为4。通常部件号为l，轴号为1。数控装置。XS32口接光栅尺，光栅尺反应的是脉冲信号，脉冲形式为A、B相脉冲。通常部件号为2，轴号为2。数控装置XS8口接手摇脉冲发生器。通常部件号为24，标识为31。数控装置XS9口接变频器。通常部件号为22，标识为15。数控装置。XSl0口接输入开关量。通常部件号为21，标识为13。数控装置XS20口接输出开关量。通常部件号为21，标识为13。数控装置面板按钮的输入／输出量。通常部件号为20，标识为13。①硬件配置参数的设置。在硬件配置参数中设置数控系统各部件的硬件配置参数，并将参数设置填入表5—9中。表9硬件配置参数的设置参数名型号标识地址配置[0]配置[1]部件O530145部件1530146部件2530l45部件20530113部件21530113部件22530115部件2453013l②PMC系统参数的设置在PMC系统参数中设置数控系统PMC系统参数，并将参数设置填入表