数控机床故障诊断与维修技术第五章
数控机床故障诊断与维修教案
数控机床故障诊断与维修完整版教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展历程1.2 数控机床的组成及工作原理1.3 数控机床的分类及应用领域1.4 数控机床的优缺点分析第二章：数控机床故障诊断与维修基本原理2.1 故障诊断与维修的概念2.2 故障诊断与维修的方法2.3 故障诊断与维修的一般流程2.4 故障诊断与维修的注意事项第三章：数控机床故障诊断与维修常用工具与设备3.1 测量工具与设备3.2 维修工具与设备3.3 故障诊断与维修软件及其应用3.4 安全防护设备及措施第四章：数控机床常见故障类型与诊断方法4.1 硬件故障与软件故障4.2 机械故障与电气故障4.3 故障诊断方法：直观诊断法、参数诊断法、信号诊断法、故障树分析法4.4 故障诊断实例分析第五章：数控机床主要部件的维护与维修5.1 数控装置的维护与维修5.2 伺服系统的维护与维修5.3 刀库与刀具系统的维护与维修5.4 数控机床导轨与丝杠的维护与维修第六章：数控机床的电气控制系统6.1 数控机床电气控制系统概述6.2 CNC装置的结构与功能6.3 伺服驱动系统的工作原理与维护6.4 数控机床电气故障诊断与维修第七章：PLC编程与故障诊断7.1 PLC概述及其在数控机床中的应用7.2 PLC编程基础与实例7.3 PLC故障诊断与维修方法7.4 PLC与数控机床故障案例分析第八章：数控机床的液压与气动系统8.1 数控机床液压系统的基本原理与结构8.2 数控机床气动系统的基本原理与结构8.3 液压与气动系统的维护与维修8.4 液压与气动系统的故障诊断与案例分析第九章：数控机床的冷却与润滑系统9.1 数控机床冷却系统的作用与结构9.2 冷却系统的维护与维修9.3 数控机床润滑系统的作用与结构9.4 润滑系统的维护与维修第十章：数控机床故障诊断与维修的综合实践10.1 故障诊断与维修的实践流程10.2 常见数控机床故障案例分析与维修方法10.3 故障诊断与维修的实训项目10.4 故障诊断与维修的技能考核与评价第十一章：数控机床维修案例分析11.1 数控机床维修案例的收集与整理11.2 故障现象的描述与原因分析11.3 维修方案的设计与实施11.4 维修效果的评估与总结第十二章：数控机床维修技术发展趋势12.1 数控机床技术发展的现状与趋势12.2 数控机床维修技术的发展方向12.3 先进维修理念与技术的应用12.4 维修技术培训与人才培育第十三章：数控机床的安全操作与维护13.1 数控机床安全操作规程13.2 数控机床的日常维护与保养13.3 安全防护设备的正确使用与维护13.4 事故预防与应急处理第十四章：数控机床维修成本控制与效益分析14.1 维修成本的构成与控制策略14.2 维修成本效益分析的方法与指标14.3 维修成本控制实例分析14.4 提高维修效益的途径与措施第十五章：数控机床故障诊断与维修的实训与考核15.1 实训项目的设计与实施15.2 实训过程中的指导与评价15.3 故障诊断与维修技能的考核方法至此，整个教案“数控机床故障诊断与维修完整版教案”已完成。
《数控机床故障诊断与维护》课程标准
《数控机床故障诊断与维护》课程标准课程代码：学时：64 学分：4一、课程的地位与任务《数控机床故障诊断与维护》是一门专业课程，先修课程有机械制造、气动液压、电控及PLC 技术应用等。
本课程是机电技术的综合应用，对学习机、电技术综合能力的培养有明显的促进作用。
同时也是数控的一门专业主干核心课程，具有实践性强、应用面广的特点。
通过《数控机床故障诊断与维护》的教学，使学生能够获得数控机床的基本理论和基本知识，初步掌握数控机床故障诊断与维护的基本思路、基本方法和基本原则，具有分析并排除数控机床常见故障的能力。
为今后学习后续课程和从事相关工作打下扎实的基础。
二、课程的主要内容和学时分配1.课程的主要内容第一章数控机床维修与维护基础第一节数控机床概述(1)数控机床的产生背景(2)数控机床的基本概念(3)数控机床的组成(4)数控机床的工作过程(5)数控机床的种类(6)数控机床的常用数控系统简介第二节数控机床的故障维修基础(1)数控机床的故障定义(2)数控机床常见故障的特点与规律(3)数控机床常见故障的种类(4)数控机床发生故障时的诊断方法第三节数控机床的日常维修维护与保养(1)数控机床日常维修维护工作的内容(2)数控机床机体的维护与保养(3)数控机床电气控制系统的日常维护(4)数控机床维修人员应具备的基本要求(5)数控机床的维修维护的技术资料(6)数控机床故障诊断与维护常用仪器仪表及工具第四节FANUCOi系统数控机床基本操作(1)数控机床面板介绍(2)数控机床的基本操作(3)手动进给操作第二章数控系统硬件故障诊断与维护第一节数控系统硬件概述第二节数控系统硬件的更换方法第三节数控系统硬件故障的诊断方法第四节数控机床的抗干扰措施第三章数控系统软件故障诊断与维护第一节数控系统软件的组成第二节数控系统的参数设置第三节数控系统的参数备份与恢复第四节数控系统软件故障的诊断与处理方法第四章数控机床PLC故障诊断与维护第一节数控机床PLC基础(1)数控机床中PMC的用途(2)数控机床用PLC种类(3)数控机床PLC梯形图程序(4)数控机床PLC梯形图符号第二节数控机床用PLC的操作(1)FANUCOi数控系统的PMC调试功能(2)PMC的基本操作(3)PMC编程实例第三节数控系统PMC故障诊断(1)数控系统PMC的故障类型及原因(2)通过PMC进行故障诊断的方法(3)数控机床PMC控制功能程序分析(4)典型PLC故障的分析与诊断流程第五章数控机床进给伺服系统故障诊断与维护第一节进给伺服系统的概述(1)进给伺服系统的组成(2)数控机床对进给伺服驱动系统的要求(3)进给伺服驱动系统的分类第二节步进电动机伺服系统及工作原理(1)步进进给伺服驱动系统(2)步进电动机进给伺服驱动系统的工作原理(3)步进电动机驱动系统的常见故障与维修第三节交流伺服进给驱动装置的组成及工作原理(1)交流进给伺服系统的特点(2)模拟式交流伺服控制原理(3)数字交流伺服系统控制原理(4)交流伺服系统的维护与调整第四节位置检测装置的组成及工作原理(1)位置检测装置的要求(2)位置检测方式分类(3)位置检测元件及其维护(4)位置检测故障的诊断第六章主轴驱动系统故障诊断与维护第一节数控机床主轴驱动系统基本知识(1)数控机床对主轴传动的要求(2)主轴系统分类及特点(3)主轴伺服系统故障的形式及诊断第二节交流主轴伺服系统概述(1)交流主轴伺服系统的特点(2)交流主轴调速原理(3)交流数字式主轴伺服系统（4）交流模拟式主轴伺服系统第三节交流主轴驱动系统故障诊断与维修（1）交流数字式主轴伺服系统故障的诊断与排除（2）交流模拟式主轴伺服系统故障的诊断与排除（3）主轴伺服系统故障实例及分析第七章数控机床机械结构故障诊断与维护第一节数控机床精度的检验第二节主传动机械结构的维护与维修第三节进给系统机械传动结构的维修第四节换刀装置的维护与故障诊断第五节其它辅助故障诊断与维护2.学时分配本课程在教学过程中，强调基础理论和基本概念的掌握，同时注重学生的实际动手操作，要求能把基础理论应用于实践中，让学生具备处理和排除数控机床基本故障的能力。
数控机床典型故障诊断与维修
数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床常见故障及其原因1. 通讯故障通讯故障是数控机床中比较常见的故障之一。
通讯故障的主要原因包括通讯电缆连接不良、通讯软件设置错误、通讯卡故障等。
这些原因导致的通讯故障会导致数控机床无法正常与上位机进行通讯，从而影响数控机床的工作效率。
2. 电气故障电气故障是数控机床常见的故障之一，主要原因包括电气元件老化、电气接线错误、电气元件损坏等。
电气故障会影响数控机床的正常电气供电，导致数控机床无法正常工作。
3. 传感器故障数控机床中的传感器故障也比较常见，主要原因包括传感器损坏、传感器灵敏度调整不当、传感器连接错误等。
传感器故障会导致数控机床无法准确感知工件位置或运动状态，从而影响数控机床的加工精度。
4. 润滑系统故障润滑系统故障是数控机床常见的故障之一，主要原因包括润滑油不足、润滑系统堵塞、润滑泵故障等。
润滑系统故障会导致数控机床在运行过程中出现摩擦增大、温升过高等问题，影响数控机床的工作效率和使用寿命。
5. 机械传动系统故障二、数控机床故障诊断方法硬件故障诊断是数控机床故障诊断的重要内容之一。
硬件故障诊断主要通过检查、测量、比对数控机床的各个硬件部件来发现故障原因。
比如通过检查通讯电缆连接状态、检测传感器输出信号、测量电气元件的电压电流等方法来诊断数控机床的硬件故障。
3. 综合故障诊断综合故障诊断是数控机床故障诊断的综合性方法，主要通过对数控机床的硬件、软件以及工艺加工情况进行综合分析，找出故障的根本原因。
综合故障诊断需要运用多种故障诊断方法，结合数控机床的实际工作情况进行综合分析，以确保找出故障的准确原因。
硬件故障维修是数控机床故障维修的重要内容之一。
硬件故障维修主要通过更换损坏的硬件部件、重新连接电气接线、调整机械传动系统等方法来修复数控机床的硬件故障。
数控机床故障诊断与维修是数控机床维护管理工作的重要内容，对于保证数控机床的正常工作、提高数控机床的使用寿命具有重要意义。
数控机床典型故障诊断与维修
数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床典型故障1. 伺服电机故障：伺服电机是数控机床的主要驱动元件，如伺服电机出现故障，会导致机床无法正常工作。
常见的伺服电机故障包括：电机运行异常、电机发热、电机无法正常启动等。
2. 数控系统故障：数控系统是数控机床的核心，一旦出现故障，会导致整个数控机床无法正常工作。
常见的数控系统故障包括：程序执行错误、操作界面死机、通讯故障等。
3. 传感器故障：传感器在数控机床中起着重要的作用，它能够感知机床状态并将信息反馈到数控系统。
常见的传感器故障包括：传感器信号异常、传感器损坏等。
4. 润滑系统故障：数控机床在工作过程中需要进行润滑，以减少摩擦、降低磨损。
润滑系统故障会导致机床零部件磨损加剧，影响加工精度和机床寿命。
5. 电气元件故障：数控机床中包含大量的电气元件，如断路器、接触器、继电器等。
这些元件一旦出现故障，会直接影响机床的正常运行。
1. 故障现象分析：当数控机床出现故障时，首先要对故障现象进行分析。
包括故障出现的时间、频率、程度等方面，有助于确定故障的性质和范围。
2. 信息收集：通过观察、询问、检测等方式，收集与故障相关的信息，包括数控系统显示的报警信息、机床运行时的异常声音、异味等。
3. 故障检测：根据故障现象和信息收集的结果，对机床进行检测，包括物理检测和电气检测。
物理检测可以发现机床结构的故障，电气检测可以发现电气元件的故障。
4. 故障定位：通过检测结果，确定故障发生的位置和原因，例如伺服电机故障、数控系统故障、传感器故障等。
5. 分析解决方案：根据故障定位结果，分析可能的解决方案，并进行相应的维修或调整。
1. 伺服电机维修：伺服电机故障通常需要专业的维修人员进行处理，首先要对电机进行检测和分析，确定故障原因，然后进行修复或更换。
2. 数控系统维修：数控系统故障可能是软件问题或硬件问题，软件问题可以通过重新设置参数、升级或更换软件来解决，硬件问题则需要更换故障部件。
数控机床故障诊断与维修
8.逻辑分析仪诊断
第二节 数控系统的自诊断技术 数控系统自诊断的功能 1、动作诊断 2、状态诊断 3、点检诊断 4、操作诊断
二、数控系统的自诊断方法
1.启动诊断 2.在线诊断 （1）接口显示 （2）内部状态显示 （3）故障信息内容 3.离线诊断 4.伺服系统的诊断方法
故障是否重复发生？
2.分析故障原因，确定检查的方法和 步骤。
可采用归纳法和演绎法。
1）要在充分调查现场,把故障问题正确地列 出来。
2）要把所有可能引起故障的原因以及每一 种可能解决的方法全部列出来，进行综合、 判断和筛选。
3）测定故障原因并拟定检查的内容、步骤 和方法。
（二）数控系统故障的诊断和排除
（二）滚珠丝杠螺母副的故障诊断及排除
故障现象 故障原因
1.噪声大 丝杠支承轴承损坏或压盖压合
不好、联轴器松动、润滑不良
或丝杠副滚珠有破损
2. 丝杠运动 轴向预紧太大、丝杠或螺母不灵 活
轴线与导轨不平行、丝杠弯曲
显示故障 2) 无报警显示的故障
数控机床故障的分类
5、按发生的故障的性质分类 1）规律性故障 2) 偶然性故障 6、按伺服故障分类 1）控制部分故障 2）驱动电动机故障 7、按干扰故障分类 1）内部干扰故障 2）外部干扰故障
三、故障机理分析
对象+原因=结果
二、数控机床维修工作的特点
涉及技术门类多 电控系统与机械系统紧密联系 硬件技术与软件技术交融 传统维修方式难以排除故障 新技术广泛应用 数控系统硬件的更新较快 数控机床备件筹集困难 数控系统种类多 数控机床品种多 资料、图样不齐全 现场维修条件不具备
数控机床故障诊断与维修课件
全国高职高专数控模具规划教材
主要内容2
设备运行状态的趋势预报。主要任务是根据 监测的设备运行的历史状态信息和当前的运行状 态信息，对设备将来一段时间的运行状态进行预 测预报，为预维护或者预维修提供参考依据。
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主要内容3
故障性质、故障原因的确定。主要任务是当 设备己经发生故障后，采取一定的诊断方法对设 备进行诊断’从而找出故障部位。故障类型、故 障原因等’为后续的维修打基础。
总结
我国“机床数字控制系统通用技术条件”中规定，用 C衡量数控产品的可靠性，要求数控系统MTBF不低于3000h.
现在国外很多CNC系统己经远远超过了这个指标,国 内的数控系统的可靠性则相对较差,即使采用国外数控系 统的机床,整机的故障事还是处在一个比较高的水平.因此, 摆在我们面前的任务是很繁重的“面对如此多的数控机床, 我们故障诊断和维修的目的就是在于提高数控机床的MTBF， 从而提高机床的加工效率，进而提高制造业的效益。
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1 .3 .3 专家系统的应用
专家系统是一种、基于知识（的人工智能诊 断系统，它的实质是在某些特定领域内应用大量 专家的知识和推理方法求解复杂的实际问题的一 种人工智能计算机程序。 通常，专家系统由知识库、推理机、动态数 据库、诊断结果解释机制、知识获取机制等5个 部分组成。
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1.2 数控机床故障诊断与维修的目的与意义
数控机床是现代制造业的基础设备。目前，我国从 国外引进了大量的数控系统及数控机床，同时，我国在数 控系统的研究和开发上也做了也多年的研究，开发出了具 有自主知识产权的数控系统，并与多家机床生产厂进行了 配套，形成了一定的数控机床产销规模。随着工业化进程 的加快，数控机床在制造领域的作用越来越重要。但是， 数控机床是很复杂的设备，即使只是一般的操作使用人员 也必须具备一定的专业知识,而对于那些数控机床维护维 修人员，则有相当高的专业技术水平的要求。
《数控机床故障诊断与维修》授课教案
《数控机床故障诊断与维修》授课教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展历程1.2 数控机床的组成与工作原理1.3 数控机床的分类与应用领域1.4 数控机床的优缺点及发展趋势第二章：数控机床故障诊断与维修基本原理2.1 故障诊断与维修的概念2.2 故障诊断与维修的方法与步骤2.3 故障诊断与维修的技术指标2.4 故障诊断与维修的注意事项第三章：数控机床常见故障类型及原因3.1 机械故障3.2 电气故障3.3 软件故障3.4 人为故障3.5 故障排查与分析方法第四章：数控机床故障诊断与维修常用工具与设备4.1 常用工具的使用方法与注意事项4.2 常用设备的功能与使用方法4.3 维修设备的选择与配置第五章：数控机床故障诊断与维修实践操作5.1 故障案例分析与解析5.2 故障诊断与维修的操作步骤与技巧5.3 故障诊断与维修的实践训练5.4 故障诊断与维修的注意事项与安全规范第六章：数控系统的故障诊断与维修6.1 数控系统的基本构成与功能6.2 数控系统的故障类型与诊断方法6.3 数控系统的故障维修技术与流程6.4 数控系统维修案例分析第七章：伺服系统的故障诊断与维修7.1 伺服系统的基本原理与结构7.2 伺服系统的故障类型与原因7.3 伺服系统的故障诊断与维修方法7.4 伺服系统维修案例分析第八章：数控机床机械结构的故障诊断与维修8.1 数控机床机械结构的基本组成8.2 机械结构故障的类型与原因8.3 机械结构故障的诊断与维修方法8.4 机械结构维修案例分析第九章：数控机床电气系统的故障诊断与维修9.1 数控机床电气系统的基本构成9.2 电气系统故障的类型与原因9.3 电气系统故障的诊断与维修方法9.4 电气系统维修案例分析第十章：数控机床故障诊断与维修的综合训练10.1 故障诊断与维修的综合流程10.2 综合训练案例及解决方案10.3 故障诊断与维修的实践技能提升10.4 故障诊断与维修的未来发展趋势第十一章：数控机床故障诊断与维修的现代技术11.1 在故障诊断与维修中的应用11.2 数据分析和大数据在故障诊断与维修中的应用11.3 云计算和物联网在数控机床故障诊断与维修中的应用11.4 增材制造技术在维修过程中的应用第十二章：数控机床故障诊断与维修的先进工具与设备12.1 先进故障诊断工具的使用方法12.2 精密测量设备在故障诊断与维修中的应用12.3 高效维修工具与设备的选择与使用12.4 虚拟现实和增强现实技术在培训中的应用第十三章：数控机床故障诊断与维修的安全与环保13.1 故障诊断与维修过程中的安全规范13.2 故障诊断与维修中的个人防护装备13.3 数控机床故障诊断与维修的环境保护13.4 事故应急预案的制定与实施第十四章：数控机床故障诊断与维修的案例分析14.1 典型故障案例的诊断与维修过程14.2 故障案例分析与经验总结14.3 故障诊断与维修的案例讨论与交流14.4 故障诊断与维修案例库的建立与管理第十五章：数控机床故障诊断与维修的未来展望15.1 数控机床技术发展的趋势15.2 故障诊断与维修技术的发展方向15.3 行业标准和规范的发展15.4 教育与培训的重要性及发展重点和难点解析本文主要介绍了《数控机床故障诊断与维修》的授课教案，内容涵盖了数控机床的基本概念、故障诊断与维修的原理、常见故障类型及原因、故障诊断与维修的工具与设备、实践操作以及现代技术和先进工具在故障诊断与维修中的应用等多个方面。
数控机床电气故障诊断与维修
关 键词 ：数 控 机床 ： 电气 故 障 ； 诊断 ； 维 修 中图分 类号 ：Ｔ Ｇ６ ５ ９ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文章 编号 ：１ ６ ７ ４ — ８ ６ ４ ６ （ ２ ０ １ ４） ０ １ 一 Ｏ １ ６ Ｏ 一 ０ １
分和结构 ， 再 对 数 控 机 床 电气 的复 杂部 分 进 行 检 查 ， 这样 有 利 于 数 控 机 床 电气故 障成 因的 迅速 确 定 和 全面 分 析 ，这 种 方法 特 别 适 用 于 数 控 机床 电气 的 多重 故 障 的检 查 。
控机 床 电 气运 行 的安 全和 稳 定 ，以 实 现 现 代 生 产和 加 工 的 总体 目标 。
４ 数 控 机 床 电 气故 障诊 断 的步 骤
数 控 机 床 电气 故 障诊 断 包括 以 下 几 项 主 要 步 骤 ：现 场 调 查
工 作 ，通 过 对 数 控 机 床 电气 的 外 观 判 断 和 与 操作 人 员 交流 形 成
５ ２ 自诊 断 功 能 法
作 和 维修 技 术作 为 当 前 的重 点 ， 形成 有 效 的 措 施 ， 迅 速地 找 到 数 控机 床 电气故 障 点 ， 达 到 对 数 控 机 床 电气 故 障 的迅 速排 除 ， 维 持
数控 机床 电气 的 功 能 ， 使 数 控 机 床 的能 力 得 到 全面 的保 障。
维 修 人 员 根 据 感 官（ 眼、 耳、 鼻 与手 ） 感觉 ， 并借 助 一 些简 单
的仪 器 来 分析 、 判 断故 障。 外 观 检 查 采 用看 、 听、 嗅、 摸 等来 了解
故 障 发 生 时 所伴 随 的 各种 异 常噪 声 、 异常发热、 发热 元 件 表 面 的 过热变色、 烟 熏 黑 或烧 焦 、 金 属 烧 结 的亮 点 等 。
数控机床故障诊断与维修教案
数控机床故障诊断与维修完整版教案第一章：数控机床概述教学目标：1. 了解数控机床的定义、分类、特点和应用范围。
2. 掌握数控机床的基本组成和工作原理。
3. 熟悉数控机床的常见的故障类型和维修方法。
教学内容：1. 数控机床的定义和发展历程。
2. 数控机床的分类和特点。
3. 数控机床的基本组成和工作原理。
4. 数控机床的故障类型和维修方法。
教学方法：1. 讲授法：讲解数控机床的定义、分类、特点和应用范围。
2. 演示法：展示数控机床的基本组成和工作原理。
3. 案例分析法：分析数控机床的故障案例，讲解维修方法。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对数控机床的定义、分类、特点的掌握情况。
2. 故障案例分析：学生分组讨论，分析故障原因和维修方法。
第二章：数控机床的故障诊断与维修方法教学目标：1. 掌握数控机床故障诊断的基本方法和步骤。
2. 熟悉数控机床维修的基本方法和技巧。
3. 了解数控机床故障诊断与维修的最新发展。
教学内容：1. 数控机床故障诊断的基本方法和步骤。
2. 数控机床维修的基本方法和技巧。
3. 数控机床故障诊断与维修的最新发展。
教学方法：1. 讲授法：讲解数控机床故障诊断的基本方法和步骤。
2. 演示法：展示数控机床维修的基本方法和技巧。
3. 案例分析法：分析数控机床故障案例，讲解维修方法。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对数控机床故障诊断的基本方法和步骤的掌握情况。
2. 故障案例分析：学生分组讨论，分析故障原因和维修方法。
第三章：数控机床电气系统的故障诊断与维修教学目标：1. 掌握数控机床电气系统的基本组成和故障特点。
2. 熟悉数控机床电气系统的故障诊断方法和维修技巧。
3. 能够对数控机床电气系统进行故障诊断和维修。
教学内容：1. 数控机床电气系统的基本组成和故障特点。
2. 数控机床电气系统的故障诊断方法和维修技巧。
3. 数控机床电气系统的故障案例分析。
教学方法：1. 讲授法：讲解数控机床电气系统的基本组成和故障特点。
数控机床常见故障诊断及维修
或 断则 难度 较 大些 。在 故 障检修 之前 ， 先注 意排 除机 械性 速度 控制 单元 方面 的故 障 引起 的 ， 是主控 制 印刷 线路板 首 内与位 置控 制 或伺 服信 号有 关部 分 的故 障。 的故 障 ， 往 可达到 事半 功倍 的效 果。 往 ２ 数 控 机床 常见故 障分 析 ②检测出错报警 指检测元件（ 测速发电机、 旋转变压 或检 测信 号 方面 引起 的故 障。 根 据 数控 机 床 的构 成 ， 工作 原 理和 特 点 ， 常见 的故 器 或脉 冲编码器 ） 将
数控机床故障诊断与维修技术分解
数控机床故障诊断与维修技术第一章概述一、数控机床故障诊断与维修工作的基本要求1．人员条件·掌握有关数控机床机械结构和电气控制方面的知识涉及学科：计算机控制技术模拟与数字电路自控理论电机与拖动技术数控加工技术机械传动液压和气动技术·掌握机械和电气维修中检测仪器和工具的使用·掌握常见的英文标识的意义2．物质条件·相关器具维修工具测量仪器和仪表其他辅助物品·技术资料机床使用说明书——机床生产厂家系统操作说明书连接说明书（硬件、功能）维修说明书参数说明书交流伺服电机规格/参数说明书伺服电机维修说明书规格说明书（对系统功能有一定的了解）二、数控机床的故障特点传统机床：触点控制，继电器电路，控制时间、行程、电流、电压数控机床：计算机控制、PLC控制，如何用PLC与CNC之间的交换信息查找故障数控机床的故障主要分机械故障和电气故障两大类：机械故障主要表现为机床长期运转引起的磨损（需定期修复），再者就是因某些原因造成的机械部件的损坏（突然的——故障比较明显）数控机床的电气故障主要包括硬件故障和软件故障。
硬件故障主要指电气元件、印刷线路板、电线电缆、接插件的故障——需修理或更换。
软件故障一般是指PLC逻辑控制程序产生故障，需要输入或修改某些数据甚至修改PLC 程序，零件加工程序故障也是软件故障，最严重的软件故障是系统软件的缺失。
·软件故障发生的原因（软件变化/软件丢失）1．误操作：在调试用户程序或调用某些参数时误操作2．供电电池不足：RAM电池长期使用后电压降低停电时拔下RAM电池电池电路短路或断路电池接触不良·软件故障的排除方法造成软件或数据丢失需重新置入系统在运行过程中中断或停机——关机重起（有系统不稳定的问题）第二章数控机床的安装、调试与验收一、数控机床的安装1．开箱检查2．部件就位3．连接外部电缆的连接（若整机购买不需要做此工作）CRT/MDI面板操作面板电气柜进给和主轴电机控制单元伺服驱动单元电源的连接电源变压器（输入电压和频率、电压波动范围、相序）直流电源输出对地短路数控电源熔断器其他线路连接液、气、油4．系统参数的设定（若整机购买不需要做此工作）有些是机床工作必须设定的参数二、数控机床的调试1．调水平2．通电试车3．系统工作状态的检查三、数控机床的验收1．机床功能验收：主轴系统性能：高、中、低速正反转主轴提速主轴准停进给系统性能：手动进给，高、中、低速G00和G01测试自动换刀装置：可靠、平稳换刀速度机床噪音电气装置绝缘数控装置防护装置润滑装置气液装置：密封、压力其他装置：排屑2．数控功能验收运动指令：G00、G01、G02、G03功能指令：平面选择、刀具补偿、暂停、固定循环等操作功能：操作面板上的一些功能显示功能3．机床精度验收几何精度序号检测内容检测方法允许误差/mm 实测误差1 往复台Z轴方向运动的直线度aZ轴方向垂直平面内0.02/1000 0.012bX轴方向垂直平面内cX轴方向水平面0.02/1000 0.0152 主轴端面跳动0.02 0.0063 主轴径向跳动0.02 0.0054 主轴中心线与往复台Z轴方向运动的平行度a垂直平面内0.02/300只许上偏0.014b水平平面内0.015/300只许前偏0.015 主轴中心线与X 轴垂直度0.02/300 0.0086 主轴中心线与刀具中心线的偏离程度a垂直平面内0.05未测b水平平面内0.057 床身导轨面平行度a山行外侧0.04/1000 0.03b山行内侧8 往复台Z轴方向运动与尾座中心线平行度a垂直平面内0.02/100 0.003b水平平面内0.02/100 0.0059 主轴与尾座中心线之间高度偏差0.04 0.03510 尾座回转径向跳动0.02 未测位置精度工作精度（加工精度）单项检测试切件示意图如图所示。
机床数控系统的故障诊断和维修
备的各种工艺要求 ，因而接 口电路复杂 ，而且工作
频繁。
（ １ ） 常规检 查 法
目测 ： 目测 故 障板 ，仔 细 检 查 有无 保 险丝 烧 断 、 元 器件烧 焦 、烟 熏 、开裂现 象 ，有无 异物 断路 现象 。 以此可 判断 板 内有 无 过流 、过压 、短 路 等问题 。
编 码器 。
以查看 排 除故 障手 册 进行 处理 ， 也可 以利 用操 作 面 板
或编程器根据电路图和 Ｐ Ｌ Ｃ程序， 查出相应 的信号状
按 逻辑 关 系找 出故 障点进 行处 理 。 数 控 系统 的主 要 特点 是 ：有 较 高 的环 境 适 应 能 态 ， ． ２ ． ３无报 警或无 法报 警 的故 障处理 力 ，因为数控系统一般为工业控制机 ，其工作环境 ２ 当系统 的 Ｐ Ｌ Ｃ无 法运 行， 系统 已停 机或 系统 没 有 为车间环境 ，要求它具有在震动 、高温 、潮湿以及 需 要根 据故 障 发生 前后 的系 统 各 种 工业 干 扰 源 的环 境条 件 下 工 作 的能 力 ；接 口电 报 警但 工作 不 正 常时 ， 运用 已掌握 的理论基 础， 进行分析， 做 出正 路 复 杂 ，数 控 系统 要 与各 种 数 控设 备 及 外 部 设备 相 状态信息， 确 的判 断 。下面 阐述 这种故 障诊 断 和排 除办法 。 配 套 ，要 随 时处 理 生 产过 程 中的 各种 情 况 ，适应 设
所 在 ，或 采取 接 口信 号 法 根据 故 障现 象判 别 可 能 发 焊 等 问题 。
生故障的部位 ，而后再按照故 障与这一部位 的具体
特 点 ，逐 个 部 位 检 查 ，初 步 判 别 。在 实 际 应 用 中 ，
路 ，如 没 有 即 可 接 人 相应 的 电 源 ， 目测 有 无 冒烟 、 可 能 用一 种 方 法 即可 查 到故 障并 排 除 ，有 时需 要 多 打火等现象 ，手摸元器件有无异常发热 ，以此可发 种 方 法 并 用 。对各 种 判 别故 障点 的方 法 的掌 握 程 度 现一 些较 为 明显 的故 障 ，而 缩小 检修 范 围。
第五章 数控机床的故障诊断与维修
（5）使用带传动的主传动系统，须定期调整传动带的 松紧，以免传动带打滑。
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一、主传动系统的故障诊断与维修
3.主传动系统常见故障的诊断与维修方法
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一、主传动系统的故障诊断与维修
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一、主传动系统的故障诊断与维修
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一、主传动系统的故障诊断与维修
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课外思考题
某加工中心主轴在运转时抖动，主轴 箱噪声增大，影响 （1）故障分析。经检查主轴箱和直流主轴电动机 正常，接着检查主轴电动机的控制系统。测得的速度 指令信号正常，而速度反馈信号出现不应有的脉冲信号，问题出
（2）不要损坏定尺表面耐切削液涂层和滑尺表面一层 带绝缘层的铝箔，否则会腐蚀厚度较小的电解铜箔。
（3）接线时要分清滑尺的正弦绕组和余弦绕组，其阻 值基本相同，这两个绕组必须分别接入励磁电压。
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4）旋转变压器的 维护
接线时，定子上有相等匝数的励磁绕组和补偿绕组，转 子上也有相等匝数的正弦绕组和余弦绕组，但转子和定子的 （1） 绕组阻值不同，一般定子的电阻阻值稍大，有时补偿绕组自 行短接或接入一个阻抗。
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三、自动换刀系统的故障诊断与维修
2.带刀库的自动换刀系统
1—刀库； 2—换刀机械手； 3、4—刀具主轴； 5—转塔头； 6—工件； 7—工作台
机械手和转塔头配合刀库换刀的自动换刀过程
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三、自动换刀系统的故障诊断与维修
3.刀具交换装置
1）利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换的装置
1—主轴箱； 2—主轴； 3—刀具； 4—工件； 5—刀库
知识拓展
1.位置检测系统的故障诊断与维修
位置检测系统的故障诊断与维修方法
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2.位置检测元件的维护
第五章数控机床机械故障诊断和维修
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5.1 数控机床机械故障诊断方法
5．备件替换法 例5 一台采用西门子SINUMERIK SYSTEM 3系统的数控机
床，其PLC采用S5—130w/B，一次发生故障时，通过CNC 装置PC功能输入的R参数，在加工中不起作用，不能更 改程序中R参数的数值。通过对CNC装置工作原理及故障 现象的分析，认为PLC的主板有问题，与另一台数控机 床的主板对换后，进一步确定为PLC主板的问题。经专 业厂家维修，故障被排除。
数控系统制造厂家或专业维修中心利用专 用的诊断软件和测试装置进行停机（或脱 机）检查. 4．现代诊断技术 （1）通信诊断 （2）自修复系统
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5.1 数控机床机械故障诊断方法
5.1.4 数控机床的常见故障排除方法 1．直观检查法 (1)询问法 (2)目视法 (3)触摸法 (4)通电法
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5.1 数控机床机械故障诊断方法
5.1.2、数控机床故障诊断的原则 1).先外部后内部 2).先机械后电气 3).先静态后动态 4).先简单后复杂
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5.1 数控机床机械故障诊断方法
5.1.3 数控机床的故障诊断技术 1．起动诊断 起动诊断是指CNC装置每次从通电开 始，系统内部诊断程序就自动执行诊断 2．在线诊断
确定性故障是指控制系统主机中的硬件 损坏或只要满足一定的条件，数控机床必 然会发生的故障。 （2）随机性故障 随机性故障是指数控机床在工作过程中 偶然发生的故障。
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5.1 数控机床机械故障诊断方法
3．按故障的指示形式分类 （1）有报警显示的故障
1）指示灯报警显示 2）显示器报警显示 （2）无报警显示的故障 4．按故障产生的原因分类 （1）数控机床自身故障 （2）数控机床外部故障
数控机床故障诊断与维修
数控机床故障诊断与维修厦门兴才学院孙长久林柳旺黄苏编著2010 年1月第一章数控机床的组成第一节程序编制及程序载体数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。
在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。
得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。
编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。
编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。
第二节数控机床的基本结构一、输入装置输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。
根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。
数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。
零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。
二、数控装置数控装置是数控机床的核心。
数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。
零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。
但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。
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5.1 数控机床返回参考点控制及常见故障分析1.数控机床返回参考点的必要性(1)系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机床坐标系。
(2)可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。
2.数控机床返回参考点控制控制(1)数返回控机床参考点控制原理(有档块)(2)数控机床返回参考点的PMC控制(SSCK-20数控车床)X20.6:+X按钮开关X20.7:-X按钮开关X21.0:+Z按钮开关X21.1:-Z按钮开关G120.7:系统回零F148.0:X轴回零结束F148.1:Z轴回零结束F149.1:系统复位3.数控机床返回参考点常见故障分析找不到参考点（通常会导致机床超程报警）（1）机床回零过程无减速动作或一直以减速回零，多数原因为减速开关及接线故障。
（2）机床回零动作正常，为系统得不到一转信号。
原因可能是电动机编码器及接线或系统轴板故障。
找不准参考点（即回参考点有偏差）（1）减速挡块偏移（2）栅格偏移量参数设定不当（3）参考计数器容量参数设定不当（4）位置环增益设定过大（5）编码器或轴板不良5.2 数控车床自动换刀装置控制及常见故障分析1.意大利BARUFFALDI TS200/12 电动转塔结构和动作原理该系列电动刀塔的特点：（1）该刀架采用行星轮系传动的减速机构，结构紧凑、传动效率高。
（2）刀盘无需抬起实现转位刹紧控制。
这样可以防止机床切削过程中切屑、灰尘、切削液等影响精定位端齿盘，从而保证刀架的高定位精度。
（3）可双向回转和任意刀位就近选刀，最大限度地减少刀架转位的辅助时间。
（4）机电配合控制合理，故障率低。
意大利BARUFFALDI TS200/12 电动转塔结构2.电动刀塔的电气控制线路3．电动刀塔的PMC控制（1）系统PMC输入/输出信号地址分配4.电动刀塔常见故障及维修（1）正常工作中，出现刀塔未锁紧报警通过系统梯形图（如图5—9）查看到是由于锁紧到位信号X21.2未接通产生的报警（信息继电器A0.1为1）。
故障原因可能是接近开关损坏、接近开关调整位置不当、刀塔机械传动故障。
（2）换刀时出现乱刀现象出现该故障的原因是角度编码器不良，此时需要更换编码器。
（3）换刀过程中出现断路器跳闸现象产生故障的主要原因是电动机短路、刀塔内部机械传动卡死及断路器本身不良。
（4）换刀过程中，系统发出电动机过热报警产生故障主要原因有预分度电磁铁插销不能准确动作、电动机缺相或匝间短路、角度编码器位置调整有偏差及电动机内装热偶开关不良。
5.3 加工中心自动换刀装置控制及常见故障分析BT50-24TOOL圆盘式刀库自动换刀装置的特点：（1）刀库的旋转为电动机拖动(具有电磁制动装置)，靠电气实现刀库旋转方向（具有就近选刀功能）、换刀位置检测及定位控制，结构简单，工作可靠。
（2）机械手换刀采用先进的凸轮换刀结构，实现电气和机械联合控制。
（3）倒刀控制采用气动控制，通过气缸的磁环开关检测控制。
（4）全机械式换刀，避免液压泄漏，降低了故障率。
（5）换刀时间仅2.7秒，大大提高机床效率。
1．BT50-24TOOL 圆盘式刀库自动换刀装置机构圆盘式刀库结构简图凸轮式换刀机械手简图1．BT50-24TOOL 圆盘式刀库自动换刀装置机构2.自动刀具交换动作步骤（1）程序执行到选刀指令T码时，系统通过方向判别后，控制刀库电动机1正转或反转，刀库中刀位计数开关2开始计数（计算出到达换刀点的步数），当刀库上所选的刀具转到换刀位置后，旋转刀库电动机立即停转，完成选刀定位控制。
如图5—11a图所示。
刀库选刀定位控制过程2.自动刀具交换动作步骤（2）程序中执行到交换刀具指令，交换刀具指令一般为M06（实际是调换刀宏程序或换刀子程序），首先主轴自动返回换刀点（一般是机床的第二参考点），且实现主轴准停，然后倒刀电磁阀线圈获电，气缸推动选刀的刀杯向下翻转90度（倒下），倒刀到位检测信号开关（磁环开关）8发出信号，完成倒刀控制，同时是交换刀具的开始信号。
如图5—11b图所示。
倒刀控制2.自动刀具交换动作步骤（3）当倒刀检测开关8发出信号且机械手原位开关7处于接通状态时，换刀电动机10旋转带动机械手从原位逆时针旋转一个固定角度（65/75度），进行机械手抓刀控制，如图5—11c所示。
机械手扣刀控制过程（4）当机械手扣刀到位开关6接通后，主轴开始松开刀具控制（通常采用气动或液动控制），当主轴松刀开关接通后，换刀电动机运转，使机械手下降，进行拔刀控制，机械手完成拔刀后，换刀电动机继续旋转，机械手旋转180度（进行交换刀具控制）并进行插刀控制，当换刀电动机停止开关5 （接近开关）接通后发出信号使电动机立即停止。
如图5—11d、e所示。
机械手拔刀控制机械手旋转180度并进行插刀控制(5) 当机械手完成擦刀控制后,机械手扣刀到位开关6再次接通,此时主轴刀具进行锁紧控制。
机械手擦刀并完成主轴刀具锁紧控制（6）当主轴锁紧完成开关信号发出后，机械手电动机启动旋转，机械手顺时针旋转一个固定角度，机械手回到原位后，机械手电动机立即停止。
机械手回到原位控制（7）当机械手的原位开关7再次接通后，回刀电磁阀线圈获电，气缸推动刀杯向上翻转90度，为下一次选刀做准备。
回刀气缸伸出到位开关9（磁环开关）接通，完成整个换刀控制。
回刀控制3.自动换刀装置常见故障及维修（1）刀库乱刀故障处理方法故障原因: 1）PMC参数丢失或系统记忆值与实际不符2）换刀装置拆修3）操作者误操作具体处理方法:1)手动方式使刀库回到原位位置,即1号刀座对应换刀位置2)通过系统PMC参数画面,初始化数据表,数据表的D000设定为0，D001—D024设定值分别为1、2、3-24进行设定。
3)通过系统PMC参数画面,刀库计数器初始化设定为23。
4)系统MDI方式下，把实际刀具送回到刀库中。
3.自动换刀装置常见故障及维修（2）换刀过程中出现碰刀的处理故障原因: 1) 主轴换刀点位置不正确2) 主轴准停位置不正确主轴换刀点位置不正确的处理方法:1)机床手动返回到机床参考点2)手动盘机械手电动机,使机械手转到扣刀位置3)调整主轴到换刀点,并记下机床坐标系的坐标值4)把主轴换刀点的坐标值输入到换到宏程序的换刀位置中主轴准停位置不正确的处理方法:首先要排除主轴一转信号不稳的故障,然后调整主轴准停角度使主轴刀座的键与机械手上的键槽对准(通过换刀宏程序调整)3.自动换刀装置常见故障及维修（3）换刀过程中停止并发出换刀超时故障报警处理1)根据换刀动作时序图,查明,换刀故障时执行到第几步2)借助系统梯形图的信号变化,查明故障发生时是前一个动作没结束还是后一个动作没开始3)是机械故障还是电气故障的判别4)排除故障后,手动盘机械手电动机使机械手回到原位位置５.4 数控机床操作中常见故障及诊断方法1 .机床手动和自动操作均无法执行位置坐标显示不变时，故障原因可能是：（1）系统工作的状态不对（2）系统处于急停状态（CRT显示“EMG”）（3）系统复位信号接通（4）系统轴互锁信号接通（5）系统进给倍率为0（6）系统伺服故障位置坐标显示变化时，故障原因可能是：故障原因是机床输入了进给轴的机床锁住信号或各轴锁住信号,也可能是机床面板锁住开关短接故障。
５.4 数控机床操作中常见故障及诊断方法2 .机床只是手动（JOG）操作无效（1）系统状态选择未在手动状态（2）进给轴和方向选择信号未输入（3）进给速度参数设定不正确3 .机床只是手脉操作无效（1）系统状态未在手脉状态（MPG）。
（2）手脉轴选择信号未输入（3）手脉本身及接线故障５.4 数控机床操作中常见故障及诊断方法4.自动操作无效（此时手动正常）自动操作无效（循环起动指示灯不亮）（1）系统状态选择信号不正确（2）系统循环起动信号未被输入（3）系统进给暂停信号被输入5.自动操作无效（循环指示灯亮）（1）机床进给倍率为零（2）系统输入了轴互锁信号（3）系统等待主轴速度到达信号（程序中只是插补移动指令不执行）5.5 数控机床超程故障及处理方法1．数控机床硬件超程控制及处理方法X20.0:为机床超程释放按钮开关X2.0:为X轴正向超程限位开关X2.1:为Y轴正向超程限位开关X2.2:为Z轴正向超程限位开关X2.3:为X轴负向超程限位开关X2.4/X2.5:为Y/Z轴负向超程限位开关5.5 数控机床超程故障及处理方法2. 数控机床软件超程报警及处理方法（1）系统存储行程极限值的设定方法把A、B值转换成系统的检测单位后，分别输入到系统参数的1320和1321中，从而完成了系统存储行程极限值的设定。
（2）系统软件超程报警的处理方法1）当系统出现软件超程报警时，系统状态开关工作在手动连续进给状态（JOG），按下超程报警轴的反方向按钮开关，使机床反方向退出超程范围，然后按下系统复位键RESET使系统复位。
2）如果机床出现软件超程而系统处于死机状态时，首先把存储行程极限参数设定为无效，即参数1320设定为99999999，参数1321设定为-99999999，然后系统断电并重新上电，进行机床返回参考点操作后，再按原来机床软限位坐标值重新设定系统的存储行程极限参数。
3）如果机床还出现超程报警或系统死机，则需要把系统参数全部清除，重新恢复系统参数方法来解决。
5.8 系统电源单元的工作原理及常见故障分析1．电源单元输入电路工作原理2．电源单元输出工作原理3．电源单元常见故障及诊断（1）电源单元无法接通的故障诊断故障现象是机床工作指示灯亮而系统显示装置不亮SSCK-20数控车床电源单元的连接（2）电源单元熔断器熔断故障的诊断1）熔断器F11、F12熔断故障诊断熔断器F11、F12用来实现电源单元输入侧电路短路保护的。
当F11、F12熔断时,CRT不亮,电源单元状态指示灯PIL和故障状态指示灯ALM不亮。
产生故障原因可能是:①浪涌吸收器VS11故障。
②整流块DS11击穿短路或电容C12、C13严重漏电。
③开关管Q14、Q15击穿短路或保护二极管D33、D34开路。
④辅助电路短路(如开关管Q1击穿短路)。
F11、F12的规格为A60L-0001-0194(7.5A)。
2)熔断器F13熔断故障诊断熔断器F13用来实现电源单元+24V的输出侧短路保护。
当F13熔断时,CRT不亮(CRT灯丝也不亮),电源单元状态指示灯PIL 和故障状态指示灯ALM都亮。
产生故障原因可能是:①CRT单元中可能发生短路或与之相连的+24V电源电缆线发生短路。
从电源单元上拔下CP15的插头,系统重新上电，如果电源单元的报警灯（红色指示灯ALM）不亮，且CP15端子有+24V输出，则故障在系统显示装置CRT侧。
②电源单元内部电路发生短路。
从电源单元上拔下CP15的插头,系统重新上电，如果电源单元的报警灯（红色指示灯ALM）还亮，说明故障在电源单元的内部，如二极管DS17击穿短路或电容C74、C75严重漏电等。