数控机床故障诊断与维护实验指导书-实验报告

PAGE数控机床故障诊断与维护实验指导书连云港职业技术学院机电工程学院数控机床故障诊断与维护课程小组目录实验一数控机床组成认知（2学时） 1实验二SIMENS802C数控机床的基本操作（2学时） 3实验三数控机床的考机验收（4学时） 5实验四数控机床的常规检查与定期检查（2学时） 7实验五数控系统的数据内外部存储和初始化实验（4学时） 9实验六数控系统参数查找与修改方法（2学时） 11实验七数控机床限位调整与设置（2学时） 13实验八数控机床反向间隙补偿（4学时） 15实验九数控机床电路认知（2学时） 17实验十FAPTLADDERⅢ使用（4学时） 19实验十一FANUC0imate数控系统PMC实验（一） 21实验十一FANUC0imate数控系统PMC实验（二） 23实验十二数控系统PLC参数实验（4学时） 25实验十三数控机床导轨开机润滑实现（2学时） 27实验十四变频调速实验（2学时） 29实验十五数控系统控制伺服电机实验（2学时） 31实验十六数控机床回零故障分析（2学时） 34PAGE2实验一数控机床组成认知（2学时）实验预习数控机床的组成与各部分功用。二、实验目的1、认识数控机床的各部分结构2、熟悉数控机床的主轴变速方式3、熟悉数控机床的进给传动路线4、认识数控机床的检测元件三、实验器材1、综合实验模拟平台2、数控机床四、实验内容1、认知数控机床结构2、认知数控系统3、认知主运动与进给传动路线4、认知检测反馈环节五、实验步骤1、现场观察数控机床的主要组成部分，并作基本原理框图2、观察数控机床的数控系统，查阅相关资料，说明其性能。通过检查发现该实验台的主轴系统、进给系统、自动换刀系统、电气装置、安全装置、润滑装置、冷却系统以及各风扇等工作是否正常。等均能正常运行，无明显噪声。3、查看机床的主轴传动系统及进给传动系统，说明其构成。机床主轴传动系统主要有带有变速齿轮传动的主传动、通过带传动的主传动、用两个电动机分别驱动主轴、内装电动机主轴传动机构。机床进给传动系统主要由电动机、减速装置、丝杠螺母副、导向元件等组成。4、查看机床的检测反馈装置。机床的检测反馈装置主要有光栅和脉冲编码器。实验结论：通过实验熟悉了数控机床的组成和基本原理。

实验二SIMENS802C数控机床的基本操作（2学时）一、实验预习数控机床基本操作。二、实验目的1、锻炼根据编程与操作资料自学操作的能力；三、实验器材1、SIMENS802C系统的综合实验模拟平台；四、实验内容1、操作数控实验台（1）加使能（2）回参考点（3）手动操控（4）MDI方式运行五、实验步骤1、加使能：送电后，K1键加使能打开电源开关，面板上各按钮不能正常工作。按下K1键，完成加使能后各按钮能够正常工作。有时加完使能后，由于电流过大，造成个别空气开关跳下，重新推上即可。2、回参考点：各方向依次回参考点机床能够正常返回参考点。3、手动操控：控制各个坐标方向运动，包括快速和慢速度，使用倍率控制；控制主轴旋转，速度调控；完成自动换刀操作；完成增量和手轮方式操控机床，并调整速度。各轴能够按照方向要求和倍率控制进行正常运动。主轴能够按照指定的速度进行旋转。机床能够按照换刀指令完成换刀操作。机床能够实现通过增量和手轮方式进行运动。4、MDI方式运行：MDI方式控制主轴运转。通过MDI方式，分别设置主轴的旋转速度为100、200、400，主轴能够正常运转。实验结论：通过实验熟悉了数控机床的基本操作。

实验三数控机床的考机验收（4学时）一、实验预习数控机床编程与操作。二、实验目的1、锻炼根据编程与操作资料自学操作的能力；2、学会简单考机程序的编制。三、实验器材1、综合实验模拟平台；2、数控机床。四、实验内容1、操作数控实验台2、编制考机程序考虑到实验台的实际情况，建议编写模拟考机程序，主要要求如下：1．编程轨迹自定并作图表示，滑台两个坐标移动行程要求达到200-300mm。2．要求编程用到快速点定位、直线插补、圆弧插补几个准备功能指令。3．几个插补指令速度各不相同，进度速度取值在50~500mm/min之间。4．使用换刀、主轴正转等辅助指令，转速取100、500、1000r/min三种。5．程序要求构成死循环，运行20分钟，模拟考机结束。五、实验步骤1、数控实验台基本操作（1）开机（2）完成机床回参考点操作。（3）检查机床各项工作运转正常。2、编制考机程序主程序AA1:G54G71GBB1P100M02子程序BB1:G00X-100Y-100Z30G01Z5F200Z-5F100X100G03X-100Y100CR=200F50S500G01X-100Y-100F150S1000G01Z30F300G00X0Y0M173、利用考机程序对试验台进行检验。通过考机发现试验台能够严格按照指令正常工作。实验结论：数控机床完成了考核任务，各项工作正常。

实验四数控机床的常规检查与定期检查（2学时）一、实验目的1.了解机床的常规检查与定期检查2.熟悉有关项目的检查调整方法。二、实验器材1.CAK40100V数控车床三、实验内容1.水平检查与调整2.主运动检查调整（机床皮带）3.清洁机床，进给箱润滑检查4.接屑盘调整5.冷却液检查与添加6.进给传动调整（镶条、丝杠传动、联轴器等）四、实验步骤1.水平检查与调整（1）将工作台置于导轨行程中中间位置。（2）将两个水平仪分别沿Ｘ和Ｙ坐标轴置于工作台中央。（3）调整机床垫铁高度，使工作台沿Ｘ和Ｙ坐标轴全行程移动时，水平仪读数的变化范围小于２格，且读数处于中间位置。2.主运动检查调整（机床皮带）（1）通过MDI方式设置主轴旋转速度分别为100、300、600，观察主轴运动情况，并检查有无噪音。（2）如果主轴出现失转，说明主轴皮带过松，需要调紧。（3）如果主轴出现噪音过大，说明主轴皮带过紧，需要调松。3.清洁机床，进给箱润滑检查完成实验台机床的清洁，检查进给箱润滑正常。4.接屑盘调整接屑盘安装基本到位。5.冷却液检查与添加冷却液充足，能够按照指令正常的开启与关闭，无泄露情况。6.进给传动调整（镶条、丝杠传动、联轴器等）检查镶条、丝杠传动、联轴器等部件的安装情况，将其中不牢固的地方重新拧紧。实验结论：数控机床各种检查结果正常。

实验五数控系统的数据内外部存储和初始化实验（4学时）一、实验目的了解数据保存的重要性以及NC启动方式掌握系统数据的保存和备份以及初始化的方法熟悉SIEMENS802C掌握文件的传输以及文件格式参数的设定二、实验器材1、综合实验模拟平台2、计算机（安装有WINPCIN软件）3、传输线三、实验内容数据存储口令修改数据初始化通讯参数的设计试车数据传输程序传输数据传输循环文件的传输四、实验步骤（一）内部存储及初始化1、数据存储（内部存储）（注：外部存储在下面通讯实验里介绍）步骤一，按[区域转换]键进入操作区域菜单步骤二、按[诊断]功能菜单键，进入诊断操作区域步骤三、按[调试]功能菜单键步骤四、按[菜单扩展]键，出现数据存储菜单功能。点击“数据存储”。步骤五、按[确定]菜单键，系统进行数据备份，屏幕显示“别操作！别断电！”步骤六、口令设定制造商级：EVENING用户级：CUSTOMER2、NC启动步骤一、进入到“内部备份”步骤二、按[调试开关]功能菜单键步骤三、通过光标向上键和光标向下键选择NC启动方式。步骤四、选择[确定]菜单，系统按所选择的启动方式进行重启。注：不要轻意选择“缺省值启动”。（二）外部存储与传输1、连接通讯电缆。2、系统参数的设置：“文本”形式，“波特虑”192003、电脑的设置：“文本”形式，“波特虑”192004、系统按“输入”鍵，电脑点击ReceiveData,选择文件名及传输路径，传送数据。5、在机床上选择要传输的数据实验结论：完成了数控系统的初始化和内外部存储。

实验六数控系统参数查找与修改方法（2学时）一、实验目的熟悉并掌握数控系统参数查找与修改的方法。了解数控系统常用参数的含义。掌握数控系统参数解锁的方法。二、实验器材1、综合实验模拟平台三、实验内容数控系统参数解锁参数的查找参数的修改四、实验步骤1、参数查找（1）FANUC系统①调出参数界面：SYSTEM——参数②查找某一参数1）光标键逐个查找2）参数检索（先办参数，再点检索）（2）SIMENS802C①调出参数界面：主界面——诊断——机床数据②查找某一参数（光标键逐个查找、参数检索）1）光标键逐个查找2）参数检索（先搜索，然后再输参数号，确定）2、参数修改（1）参数解锁①FANUC的PWE＝1（参数可写入）注意：必须在MDI方式下修改，且钥匙开关打开，参数可写入后会出现100号报警。②SIMENS802C用户口令是CUSTOMER制造商口令是EVENING（2）参数生效①FANUC一般立即生效，出现000报警，重新上电生效②SIMENS802C观察参数后标记Im：立即生效Cf：按数据有效软键有效Re：按面板上复位键有效Po：重新上电后生效（3）试修改参数强调：如果要改动某一参数，必须全组同学看清楚都记下原值后再改！修改SIMENS的36100和FANUC的1320参数。实验结论：完成了数控系统参数的解锁、查找与修改。

实验七数控机床限位调整与设置（2学时）一、实验目的1、了解数据机床限位的作用2、学会FANUC系统参数设定修改方法3、学会SIMENS系统参数设定修改方法4、学会软限位设定二、实验器材1、综合实验模拟平台2、机床三、实验内容1、观察机床的限位2、调整FANUC与SIMENS系统机床的软限位参数四、实验步骤 （一）观察机床限位（二）调整机床限位1、参数解锁①FANUC的PWE＝1（参数可写入）②SIMENS802C用户口令是CUSTOMER制造商口令是EVENING2、调整机床软限位将软限位参数值向内进行调整。3、参数生效回零后生效4、机床回零，试限位作用当工作台运动到软限位设置值时，工作台停止运动，限位生效。反向移动工作台取消限位。5、关闭参数锁实验结论：完成了数控机床限位参数的设置与检验，结果正常。

实验八数控机床反向间隙补偿（4学时）一、实验目的1、了解反向间隙补偿的作用2、掌握反向间隙补偿的方法二、实验器材1、综合实验模拟平台2、机床三、实验内容1、对数控机床进行反向间隙补偿。四、实验步骤 1、参数设置1800#4=0切削/快速进给间隙补偿量不分开。1800#4=1切削/快速进给间隙补偿量分开。2、测量切削进给方式的间隙量（1）回参考点（2）用切削进给使机床移动到测量点。G01X100F（3）安装百分表，将刻度对0.（4）用切削进给，使机床沿相同方向移动。X200（5）用切削进给返回测量点。（6）读取百分表的刻度。（7）按检测单位换算切削进给方式的间隙补偿量，并设置在参数1851中。3、测量快速进给方式的间隙量（1）回参考点（2）用快速进给使机床移动到测量点。G01X100F100（3）安装百分表，将刻度对0.（4）用快速进给，使机床沿相同方向移动。X200（5）用快速进给返回测量点。（6）读取百分表的刻度。（7）按检测单位换算快速进给方式的间隙补偿量，并设置在参数1852中。实验结论：数控机床存在反向间隙，掌握了反向间隙补偿的方法。

实验九数控机床电路认知（2学时）一、实验目的通过观察分析实验台电路，学会观察数控机床基本电路图。二、实验器材1．实验台2．起子、测电笔3．相序表、万用表三、实验步骤1．观察电源控制板:电源控制板主要对各主要电器所需电源进行分配、保护，它们是开关电源、数控系统、变压器等。2．观察强电电路此强电连接图由系统连接，伺服连接，主轴连接和刀架连接等四部分组成。其中需用到AC380V，AC220V，DC24V等交直流电源，都是由实验台后面的变压器所提供的。总电源的进线是使用工业标准三相AC380V，有空气开关进行控制。（1）系统连接部分：AC380V经过变压器后变成AC220V，送给开关电源，将交流220V转变成DC24V，提供控制电路的电源。（2）伺服连接部分：由于FANUC伺服的输入电源为三相AC220V，所以必须使用专用变压器把工业AC380V转变成适合本伺服放大器所能接受的AC220V电源。（3）主轴连接部分：本机床主轴使用普通三相交流异步电动机。其输入电压为AC380V工业交流电压，经过变频器的无极变速控制后，对主轴电机进行高低速的调整。（4）刀架连接部分：本机床使用数控电动回旋刀架，共有四工位，。其输入电压为AC380V，经过接触器的控制后，进行刀架的正反转控制。实验结论：完成数控机床电路的认知。

实验十FAPTLADDERⅢ使用（4学时）一、实验目的了解FANUCLADDERIII软件的使用以及编译梯形图程序与反编译梯形图程序。二、实验器材1．FANUC0imate数控系统2．计算机及FAPTLADDERⅢ软件三、实验步骤（一）安装软件FAPTLADDERⅢ（二）认知与尝试以下操作1、PMC类型的选择（1）点击新建按钮（2）输入名称（3）选择PMC的类型为oiMATE-DPMC/L（4）点击ok完成设置2、在软件编辑区进行软件的编辑（1）点击LADDER目录树，选择LEVEL1和LEVEL2画面分为两屏，白色区为梯图显示区，灰色区为梯图编辑区。Ladder中分为两级level1为一级程序，主要处理急停等信号；level2为二级程序，为梯图主体。（2）根据需要选择各编程符号，红色表示有错误，此处表示对符号没定义双击白色区中梯图，将会使其进入编辑区，改好后，通过Insert（插入），Replace(替换)使梯图返回显示区。编辑时如语句不完整，梯图为红色，完整后变为黑色，这时Insert键与Replace键才起作用。（3）双击符号，出现对话框，输入地址后按回车键(输入X8.4输出G8.4)3、对编辑的内容进行编译（1）点击【tool】下的【编译】进行对程序完成编译（2）点击执行键，执行编译4、对编译好的顺序程序进行输出，转化为系统可以识别的文件后，灌入系统。（1）点击文件导出（2）选择卡文件Memory-cardFormatFile（3）选择导出文件的存储位置（4）出现导出完成对话框实验结论：基本掌握FAPTLADDERⅢ软件的使用方法。

实验十一FANUC0imate数控系统PMC实验（一）一、实验目的熟悉FANUC0i/0imate数控系统的PMC基本界面二、实验器材FANUC0imate数控系统综合实验装置三、实验步骤进入PMC各换面画面的操作首先按SYSTEM键进入系统参数画面。再连续按向右扩展菜单三次进入PMC操作画面进入PMC诊断与维护画面按PMCMNT键进入PMC维护画面监控PMC的信号状态显示I/Olink连接状态画面PMC报警画面输入与输出数据画面定时器显示画面计数器显示画面K参数显示画面D参数显示画面进入梯形图监控与编辑画面列表画面梯形图画面双线圈画面进入梯形图配置画面标头画面设定画面PMC状态画面SYS参数画面模块画面符号画面信息画面在线画面进入CNC管理画面画面退出时按POS键即可退回到坐标显示画面实验结论：熟悉了FANUC0i/0imate数控系统的PMC基本界面。

实验十一FANUC0imate数控系统PMC实验（二）一、实验目的PMC基本指令编程二、实验器材FANUC0imate数控系统综合实验装置三、实验步骤编制常用的的PMC基本指令程序。上升沿产生固定脉冲，X28.2的输入上升沿使得R300.0产生固定宽度的输出脉冲。下降沿产生固定脉冲，X28.3的输入下降沿使得R301.0产生固定宽度的输出脉冲。单键交替输出翻转，每有一次X24 .4的输入,输出G46.1和Y24.4都会发生信号翻转。X28.0的输入上升沿会使得Y28.1置位(输出为1),而X28.1的输入上升沿则会使Y28.0复位(输出为0),一般情况下复位和置位指令成对出现。编制梯形图注意点。PMC程序中出现双线圈输出时，其线圈状态会是如何？请仔细观察当程序中输入有条件变化时而没有输出变化时，会有几种原因影响？输出线圈重复程序跳转（JMP）指令公共线控制（COM）指令子程序没有执行实验结论：初步掌握了的PMC基本指令的使用。

实验十二数控系统PLC参数实验（4学时）一、实验目的1、了解系统各接口信号的定义和应用2、了解有关PLC参数修改二、实验器材1、综合实验模拟平台三、实验内容1、观察PLC输入输出接口信号状态2、设定PLC基本参数3、设定点动键四、实验步骤1、观察PLC输入输出接口信号状态IB：输入；QB：输出按下与释放急停开关，观察IB0的第7位2、设定实数类参数（1）MD14510[12]＝15设置主轴/进给倍率快速跳转到最大、最小时间。（2）MD14510[13]＝15设置主轴/进给倍率快速跳转到100%时间。（3）MD14510[16]＝0设置系统类型。（不设）（4）MD14510[17]＝0设置驱动器类型。（不设）（5）MD14510[20]＝4设置刀架数量。（不设）（6）MD14510[21]＝50设置换刀时间。（不设）（7）MD14510[22]＝15设置刀架反锁时间。（不设）2、设定点动键参数根据上表设置参数如下：14510[26]2914510[30]2714510[27]2314510[31]253、重启系统，验证参数。4、数据改回。实验结论：了解了系统各接口信号的定义和应用和PLC参数修改方法。

实验十三数控机床导轨开机润滑实现（2学时）一、实验目的1、完成数控机床导轨开机润滑程序的实现。二、实验器材1、综合实验模拟平台2、数控机床三、实验内容1、编制PMC开机润滑程序2、编制有关报警和提示信息并输入系统四、实验步骤 1、PMC解锁，使EDIT功能可用；2、输入报警和提示信息；3、修改机床的PMC程序；4、验证程序。实验结论：完成了数控机床导轨开机润滑程序。

实验十四变频调速实验（2学时）一、实验目的掌握变频器的应用。二、实验器材三菱FR－E500变频器综合实验装置电源控制板综合实验装置输入输出板综合实验装置变频调速板三相异电机万用表三、实验步骤1）利用综合实验装置主轴调速板进行变频器的实验。根据提供的变频器接线参考图和变频器电源使用说明书，设置参数。2）变频器主要有三种使用方式：1、利用变频器操作面板控制异步电机。（a）按MODE键，再按键至此，再按上下键，再按键把运转模式设置成见JOG模式。（b）按同样的方式，把Pr.79参数设成1即PU操作模式。（c）可以利用变频器面板正转、反转点动控制异步电机，转速由变频器操作参数Pr.15控制。2、利用变频器操作面板的启动和停止按钮，利用综合实验装置主轴调速上的电位器来控制员机运行。（a）按MODE键。再按键至此，再按上下键，再按键把运转模式设置成见JOG模式。（b）按同样的方式，把Pr.79参数设成2即PU操作模式。表示运转模式为外部控制模式。（c）可用控制面板上的外部控制纽子FUN和RV开关控制电机的正反转。