数控机床故障诊断与维修完整版教案ppt
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2.数控机床故障诊断与维修PPT
• （三）FANUC 16i/18i/21i/0iB/0iC系统的报警处理方法
• 1．900号报警（系统ROM奇偶校验错误） • 2．912～919号报警（系统动态存储器DRAM奇偶校验错误） • 3．920号报警（系统伺服报警） • 4．926号报警（系统FSSB报警） • 5．930号报警（CPU异常中断） • 6．935号报警（静态存储器SRAM发生了ECC错误） • 7．950号报警（PMC系统报警） • 8．951号报警（系统PMC监控报警） • 9．972号报警（系统连接的各功能板错误） • 10．974号报警（系统FBUS总线错误） • 11．975号报警（系统连接的各功能板错误） • 12．976号报警（系统局部总线错误）
•
PLC用户报警其实就是PLC程序报警，机床生产厂家根据自己的需要
也可以自行编写报警。
• 七、SIEMENS 802D数控系统的报警处理方法
•
802D数控系统通过自诊断功能可以在CRT上显示数千条报警信息，指
示系统的故障原因。根据引起故障的原因不同，系统显示的报警大致可
以分为NCK报警和PLC报警/信息两大类，
相关仪器仪表来排除故障。
•
任务：请根据数控系统的故障现象分析故障的可能原因，制定故障
排除方案并排除故障。
• 【项目实施及相关知识】
• 一、FANUC数控系统的简介
•
自1965年以来，FANUC一直致力于工厂自动化产品CNC的开发，公司
采用了先进的开发手段及先进的生产制造设备，为全世界的机械工业提
供了高性能、高可靠性的系列数控产品和智能机械。FANUC数控系统目
•
1．910、911号报警（RAM奇偶校验错误）
•
2．912、913号报警（伺服公共RAM奇偶校验错误）
第一章数控机床故障诊断与维修技术 PPT课件
9
电源单元（POWER） 的功能连接
CP3 ： 机 床 面 板 的 NC 起 动 和 NC 停 止 开 关
CP15 ： CRT 直流电源接口
(DC24V)
CP1 ： 电 源 单 元输入电压 （ 交 流 200V 、 50Hz）
10
(3) 轴板（AXE）的功能及连接
A型接口:是指伺服电动 机的串行编码器信号反 馈到CNC系统轴板上。
1. 高性能、模块化数控系统FANUC—16/18/21/OiA系列特 点
1）结构形式为模块结构 2）可使用编辑卡编写或修改梯形图 3）可使用存储卡进行数据的输入/输出
4）配备了更强大的诊断功能和操作消息显示功能
5）系统具有HRV(高速矢量响应)功能
6）16系统最多可控8轴，6轴联动；18系统最多可控6轴， 4轴联动；21系统最多可控4轴，4轴联动。
FANUC—OD 系统的主要控制功能
取消了特有的加工功能 如极坐标插补、圆柱插补、多边形加工等特 有的
控制功能。
CNC控制伺服轴数 最多为4轴
联动伺服轴数
最多为4轴
主轴控制数和驱动装置 一个模拟量主轴或2个串行数字主轴
采用α 、αC 系列驱动
具有动态梯形图显示功能 标准型PMC-L：基本指令周期6υS ，最大
(2)系统电源单元（POWER） 功能:主要提供＋5V、±15V、＋24V、＋24E直流电源。
+24V :显示器电源。 +24E:系统24V电 源。 +5V:CPU、存储 器电源。 ±15V :位置模块电 源。
8
CP1:单相交流电源AC200V输入端。 CP2 ： AC 电 压 200V 输 出 端 （ 同 ON/OFF 同 步 的 交 流 电 源 输 出）。 CP3：主要是电源单元开/关的触点输入信号（ON/OFF）。 CP14：用于附加I/OB2印刷电路板的+24V电源。 CP15：用于单色CRT/MDI单元的+24V电源。 F11、F12：电源单元交流输入熔断器（7.5A）。 F13：24V输出熔断器（3.2A）。 F14：24E输出熔断器（5A）。 F1： 辅助电源输出熔断器(0.3A)。 PIL（绿色）：电源单元控制电路工作时，此指示灯亮。
电源单元（POWER） 的功能连接
CP3 ： 机 床 面 板 的 NC 起 动 和 NC 停 止 开 关
CP15 ： CRT 直流电源接口
(DC24V)
CP1 ： 电 源 单 元输入电压 （ 交 流 200V 、 50Hz）
10
(3) 轴板（AXE）的功能及连接
A型接口:是指伺服电动 机的串行编码器信号反 馈到CNC系统轴板上。
1. 高性能、模块化数控系统FANUC—16/18/21/OiA系列特 点
1）结构形式为模块结构 2）可使用编辑卡编写或修改梯形图 3）可使用存储卡进行数据的输入/输出
4）配备了更强大的诊断功能和操作消息显示功能
5）系统具有HRV(高速矢量响应)功能
6）16系统最多可控8轴，6轴联动；18系统最多可控6轴， 4轴联动；21系统最多可控4轴，4轴联动。
FANUC—OD 系统的主要控制功能
取消了特有的加工功能 如极坐标插补、圆柱插补、多边形加工等特 有的
控制功能。
CNC控制伺服轴数 最多为4轴
联动伺服轴数
最多为4轴
主轴控制数和驱动装置 一个模拟量主轴或2个串行数字主轴
采用α 、αC 系列驱动
具有动态梯形图显示功能 标准型PMC-L：基本指令周期6υS ，最大
(2)系统电源单元（POWER） 功能:主要提供＋5V、±15V、＋24V、＋24E直流电源。
+24V :显示器电源。 +24E:系统24V电 源。 +5V:CPU、存储 器电源。 ±15V :位置模块电 源。
8
CP1:单相交流电源AC200V输入端。 CP2 ： AC 电 压 200V 输 出 端 （ 同 ON/OFF 同 步 的 交 流 电 源 输 出）。 CP3：主要是电源单元开/关的触点输入信号（ON/OFF）。 CP14：用于附加I/OB2印刷电路板的+24V电源。 CP15：用于单色CRT/MDI单元的+24V电源。 F11、F12：电源单元交流输入熔断器（7.5A）。 F13：24V输出熔断器（3.2A）。 F14：24E输出熔断器（5A）。 F1： 辅助电源输出熔断器(0.3A)。 PIL（绿色）：电源单元控制电路工作时，此指示灯亮。
数控机床故障诊断与维修课件
任务一 主轴结构认知及其装配
• 主轴部件包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。 • 数控机床的部件应有更高的精度、刚度和热稳定性，还应 满足数控机床所特有的结构要求。 • 加工中心即有自动换刀系统的数控机床中，为了实现刀具 的自动装卸，其主轴必须设计有刀具的自动夹紧机构。
• 刀柄采用7：24的大锥度锥柄与主轴锥孔配合，既有利于定心，也为 松夹带来了方便。 • 行程开关8和7用于发出夹紧和放松刀柄的信号。刀具夹紧机构使用弹 簧夹紧、液压放松，可保证在工作中，如果突然停电，刀柄不会自行 脱落。现在越来越多的机床采用压缩空气来松刀，原理与液压松刀类 似
• • • • • • •
五、安装刀盘部分 20.库盘 21.刀柄座 22.压杆 23.压头 24.弹簧 25.刀罩
• 理论与技能要点 • 技能要点与注意事项： • 1． 换刀装置拆装时，要细心操作，要注不要碰 伤上零件； • 2． 装配时，安装轴承时，注意不要划伤轴的配 合面； • 3．装配完成时，卡刀压板要活动自如。
任务一 FA-40M加工中心整机拆卸与装配
FA-40M加工中心拆卸步骤。 1．机床罩壳拆卸 2．刀库罩壳拆卸 3．刀库拆卸 4．主轴箱罩壳拆卸 5．打刀缸拆卸 6．主轴伺服电机拆卸 7．槽板拆卸 8．Z轴拉罩拆除 9．Z轴螺母拆卸 10．Z轴滑块压板拆卸
项目四 自动换刀装置
• 斗笠式刀库由刀盘、选刀回转系统、刀库横移系统组成， 如图2-8所示。
图2-8 斗笠式刀库
原理介绍： 斗笠式刀库装置工作过程分为二步：放回刀具与取出 刀具。 1、放回刀具过程：主轴轴向准停至换刀位置，主轴 周向准停装置使安装在主轴断面上的两个键与刀柄上 键槽对准，斗笠式刀库选空刀位后向右横移，夹住刀 柄，打刀缸运动松刀夹，主轴向上运动脱离刀柄，斗 笠式刀库向左横移完成放回刀具过程。 2、取出刀具过程：斗笠式刀库选换刀位后向右横移， 主轴向下运动，打刀缸运动夹住刀柄，斗笠式刀库向 左横移完成取出刀具过程。
《数控机床故障诊断》PPT课件
30
电源简图
31
工作过程
32
检查—交流电路〔由简到繁〕
33
交流电源及继电器控制局部检查 1.测220V电源—正常 2.查熔断器-正常 3拆开直流电源板 4.按下SB2—接触器KM吸合正常
34
检查电源电路
35
电源板检查
1.接通电源板220V 2.测量+15V、-15V—正常 3.测量C2两端电压—10v根本正常 4.用示波器测CFI开关脉冲—正常 5.观测TI原边 电压波形--正常 6.观测T2原边波形—不正常 7.VC3、VC4电压---0 8.测T1次侧电压不正常 9.确定开关管VT4损坏。 10.换管– 正常
系统
• 复杂 ----构造：CNC.PLC.MCC
•
----接口：电机驱动、检测
反 馈、 电源保护、开关信号
2
电器控制局部电路组成
3
电器控制图解
三种图作用 系统图---示意—了解构造：液压系统、润滑
系统、冷却系统 框图---原理-接口—来龙去脉--分析 电路图---连接—检测
4
数控车床液压系统组成
23
直流电源电路图
24
辅助电路分析 4.超程、急停控制电路 急停控制目的：紧急情况-运动部件制动-最 短时间停顿。两种方法 〔1〕不用PLC,各轴超程限位开关串入急停开 关的常闭触点，报警报“急停〞。设有超 程解除开关，超程解除按下时，一定要注 意轴的移动方向。
25
〔1〕不需PLC控制—节省I/O点
13
伺服系统控制框图
14
交流进给伺服驱动电路图
15
辅助电路分析
1.强电回路：液压、冷却、排屑、转塔刀架 以转塔刀架电气控制为例：
KM3Z—控制正转—由KA2控制—Y2.I(PLC) KM3F—控制反转---由KA3控制—Y2.2(PLC) QF3—短路过载保护 KA23-控制抱闸—来自Y1.2 KA22—刀塔预定位 –SQ29检测—X7.7信号-电机
电源简图
31
工作过程
32
检查—交流电路〔由简到繁〕
33
交流电源及继电器控制局部检查 1.测220V电源—正常 2.查熔断器-正常 3拆开直流电源板 4.按下SB2—接触器KM吸合正常
34
检查电源电路
35
电源板检查
1.接通电源板220V 2.测量+15V、-15V—正常 3.测量C2两端电压—10v根本正常 4.用示波器测CFI开关脉冲—正常 5.观测TI原边 电压波形--正常 6.观测T2原边波形—不正常 7.VC3、VC4电压---0 8.测T1次侧电压不正常 9.确定开关管VT4损坏。 10.换管– 正常
系统
• 复杂 ----构造：CNC.PLC.MCC
•
----接口：电机驱动、检测
反 馈、 电源保护、开关信号
2
电器控制局部电路组成
3
电器控制图解
三种图作用 系统图---示意—了解构造：液压系统、润滑
系统、冷却系统 框图---原理-接口—来龙去脉--分析 电路图---连接—检测
4
数控车床液压系统组成
23
直流电源电路图
24
辅助电路分析 4.超程、急停控制电路 急停控制目的：紧急情况-运动部件制动-最 短时间停顿。两种方法 〔1〕不用PLC,各轴超程限位开关串入急停开 关的常闭触点，报警报“急停〞。设有超 程解除开关，超程解除按下时，一定要注 意轴的移动方向。
25
〔1〕不需PLC控制—节省I/O点
13
伺服系统控制框图
14
交流进给伺服驱动电路图
15
辅助电路分析
1.强电回路：液压、冷却、排屑、转塔刀架 以转塔刀架电气控制为例：
KM3Z—控制正转—由KA2控制—Y2.I(PLC) KM3F—控制反转---由KA3控制—Y2.2(PLC) QF3—短路过载保护 KA23-控制抱闸—来自Y1.2 KA22—刀塔预定位 –SQ29检测—X7.7信号-电机
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。
全国高职高专数控模具规划教材
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。
全国高职高专数控模具规划教材
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。
全国高职高专数控模具规划教材
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。
数控机床机械结构的故障诊断及维护PPT学习教案
(3) 滚珠丝杠副的润滑
（4）支承轴承的定期检查
2．滚珠丝杠副的故障诊断
滚珠丝杠副的常见故障诊断及排除方法见表6-3。
第11页/共36页
第6章数控机床机械结构的故障诊断及维护
序号
故障现象
故障原因
排除方法
丝杠支承轴承的压盖压合情况不 好
调整轴承压盖，使其压紧轴承端面
1
滚珠丝杠 副噪声
丝杠支承轴承可能破损 电动机与丝杠联轴器松动
第2页/共36页
第6章数控机床机械结构的故障诊断及维护
类型 实用诊 断方法
现代诊 断方法
诊断方法 听、摸、看、
问、嗅 振动监测
噪声谱分析
温度监测
裂纹监测 非破坏性检测
原理及特征
应用
借用简单工具、仪器，如百分表、水准仪、光学仪等检测； 通过人的感官，直接观察形貌、声音、温度、颜色 和气味的变化，根据经验来诊断。
6．4．3 同步齿形带传动副 数控机床进给系统最常用的同步齿形带结构其工作面有梯形齿和圆弧齿两种，其中梯形齿同
步带最为常用。 同步齿形带传动综合了带传动和链传动的优点，运动平稳，吸震好，噪声小。缺点是对中心
距要求高，带和带轮制造工艺复杂，安装要求高。 同步齿形带传动的主要失效形式是皮带的疲劳断裂、带齿剪切，以及同步皮带两侧和带齿的
通过磁性探伤法、超声波法、电阻法、声发射法等观察零 件内部机体的裂纹缺陷。
疲劳裂缝可导致重大事故，测量不 同性质材料的裂纹应采用不 同的方法
使用探伤仪观察内部机体的缺陷，如裂纹等
用于机体内部的缺陷的检测
第3页/共36页
第6章数控机床机械结构的故障诊断及维护
6．3主传动系统与主轴部件的故障诊断及维护
数控机床故障诊断与维修数控机床PLC的故障诊断与维修ppt课件
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工程一 数控机床PLC的根本知识
①电感式接近开关。电感式接近开关的内部大多有一个高 频振荡器和一个整形放大器。振荡器振荡后，在开关的感应 面上产生振荡磁场，当金属物体接近感应面时，金属体产生 涡流，吸收振荡器的能量，使振荡减弱以致停振。振荡和停 振两种不同的外形，由整形放大器转换成开关信号，从而到 达检测位置的目的，在数控机床中电感式接近开关常用于刀 库、机械手及义务台的位置检测。
修
第5章 数控机床PLC的缺陷诊断与 维修
数控机床除了对各坐标轴的位置进展控制外，还要对诸如主 轴正、反转启动和停顿，刀库和换刀机械手控制，义务台交 换，工件夹紧松开关以及气动、液压、冷却、光滑等辅助动 作的顺序控制。顺序控制主要是I/O控制，如控制开关、行程 开关、接近开关、压力开关和温度开关等输入元件和断电器、 接触器以及电磁阀等输出元件。顺序控制还包括主轴驱动、 进给伺服驱动、使能控制和机床报警处置等现代数控机床均 采用可编程逻辑控制器( PLC)来完成上述功能。
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工程一 数控机床PLC的根本知识
(4)压力开关。压力开关是利用被控介质，如液压油在波纹 管或橡皮膜上产生的压力与弹簧的反力相平衡的原理所制成 的一种开关。当被控介质中的压力升高时，经过改动微动开 关的触点外形，从而反映介质中的压力到达了相应的数值。
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工程一 数控机床PLC的根本知识
梯形逻辑图简称梯形图ladderdiagramlad它是从继电器一接触器控制系统的电气原理图演化而来的是一种图形语言它沿用了常开触点常闭触点继电器线圈接触器线圈定时器和计数器等术语和图形符号来完成时间上的顺序控制操作触点和线圈等图形符号就是编程语言的指令符号
第5章 数控机床PLC的缺陷诊断与维修
工程一 数控机床PLC的根本知识
①电感式接近开关。电感式接近开关的内部大多有一个高 频振荡器和一个整形放大器。振荡器振荡后，在开关的感应 面上产生振荡磁场，当金属物体接近感应面时，金属体产生 涡流，吸收振荡器的能量，使振荡减弱以致停振。振荡和停 振两种不同的外形，由整形放大器转换成开关信号，从而到 达检测位置的目的，在数控机床中电感式接近开关常用于刀 库、机械手及义务台的位置检测。
修
第5章 数控机床PLC的缺陷诊断与 维修
数控机床除了对各坐标轴的位置进展控制外，还要对诸如主 轴正、反转启动和停顿，刀库和换刀机械手控制，义务台交 换，工件夹紧松开关以及气动、液压、冷却、光滑等辅助动 作的顺序控制。顺序控制主要是I/O控制，如控制开关、行程 开关、接近开关、压力开关和温度开关等输入元件和断电器、 接触器以及电磁阀等输出元件。顺序控制还包括主轴驱动、 进给伺服驱动、使能控制和机床报警处置等现代数控机床均 采用可编程逻辑控制器( PLC)来完成上述功能。
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工程一 数控机床PLC的根本知识
(4)压力开关。压力开关是利用被控介质，如液压油在波纹 管或橡皮膜上产生的压力与弹簧的反力相平衡的原理所制成 的一种开关。当被控介质中的压力升高时，经过改动微动开 关的触点外形，从而反映介质中的压力到达了相应的数值。
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工程一 数控机床PLC的根本知识
梯形逻辑图简称梯形图ladderdiagramlad它是从继电器一接触器控制系统的电气原理图演化而来的是一种图形语言它沿用了常开触点常闭触点继电器线圈接触器线圈定时器和计数器等术语和图形符号来完成时间上的顺序控制操作触点和线圈等图形符号就是编程语言的指令符号
第5章 数控机床PLC的缺陷诊断与维修
第四章数控机床故障诊断与维修技术
•进给倍率开 关
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•主轴倍率开关
•快移倍率开 关
第四章数控机床故障诊断与维修技术
•(2) 数控机床倍率开关的作用
•进给速度倍率开关:通过进给倍率开关选择百分比（%）
来增加或减少编程进给速度。
•主轴速度倍率开关:使加工程序中指令的主轴速度S 值
乘以0％～254％的倍率。
•快移倍率开关:数控机床无论自动运行快移速度还是手动
第四章数控机床故障诊断与维修技术
•DECB的指令功能：可对1、2或4个字节的二进制代码数据译
码，所指定的8位连续数据之一与代码数据相同时，对应的输出数 据位为1。主要用于M代码、T代码的译码，一条DECB代码可译8个连 续M代码或8个连续T代码。
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第四章数控机床故障诊断与维修技术
• FANUC系统 PMC的功能指令 •5. 比较指令（COMP、COMPB） •COMP指令的输入值和比较值为2位或4位BCD代
据为2位BCD代码或4位BCD代码。该指令常用于加工中心的随机换刀 控制。
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第四章数控机床故障诊断与维修技术
• FANUC系统 PMC的功能指令
•XMOVB指令的功能与XMOV一样也是用来读取数据表的数据或
写入数据表的数据。但与XMOV指令不同有两点：该指令中处理的 所有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用 地址形式指定。
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第四章数控机床故障诊断与维修技术
• FANUC –Oi系统PMC的性能和规格
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第四章数控机床故障诊断与维修技术
• 第二节FANUC系统 PMC的功能指令 •1.顺序程序结束指令（END1、END2、END）
相关主题
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（例如修改CNC参数、PLC参数或程序、编制加工程序等） 机床操作面板：对机床操作。
-
➢ 输入与输出设备
输入装置的作用是将控制介质上的数控代码传 递并存入数控系统内。 输入装置根据控制介质的不同分为光电阅读机、 磁带机和软盘驱动器等（已经不常用了），MDI 键盘也是输入设备。
输出设备有显示器CRT和打印机等（不常用）。
-
第二节 数控机床维护与保养
一、数控机床维护与保养的目的和意义 1. 延长平均无故障时间,增加机床的开动率 2. 便于及早发现故障隐患,避免停机损失 3. 期保持数控设备的加工精度
-
二、数控机床维护与保养的基本要求
1. 在思想上重视维护与保养工作 2. 提高操作人员的综合素质 3. 数控机床良好的使用环境 4. 严格遵循正确的操作规程 5. 提高数控机床的开动率 6. 要冷静对待机床故障，不可盲目处理 7. 严格执行数控机床管理的规章制度
-
三、数控机床维护与保养的内容 1.日检 (1)主要项目
1)液压系统 2)主轴润滑系统 3)导轨润滑系统 4)冷却系统 5)气压系统
-
四、数控机床维护与保养的内容
-
进给伺服系统
进给伺服系统由进给轴伺服电机(一般内装速度和位置检测 器件)和进给伺服装置（Servo Amplifier）组成。 进给伺服系统驱动机床各坐标轴的切削进给，提供切削过 程中所需要的转矩、运转速度。
-
（3）位置检测装置
主要是将主轴运动和进给运动的速度或位移检测反 馈给数控系统，并与指令信号比较，比较的差值作为 新指令控制机床正确运转。
-
五、本课程的学习任务、要求
。掌握数控机床安装调试验收的的知识、验收机床 精度的方法。 。熟悉数控机床的机械结构、调整方法 。掌握典型数控系统的软硬件知识、具有对典型数 控系统故障进行初步诊断及判断的能力。 。熟悉数控机床维修的原则方法。
-
第一章： 数控机床的故障诊断与维修
基础
任务提出： 什么是“数控”？
（4）机床本体
数控机床的机床本体与传统机床相似，只是在整体 布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操 作机构等方面发生了很大的-变化。
➢ 操作面板
分CRT/MDI操作面板与机床操作面板。 CRT：单色显示屏（LCD：彩色液晶）； MDI：（Manual Data Input）手动数据输入；对CNC操作
计算机数控CNC （Computer Numerical Control）——由计 算机软件替代硬件，性能提高，价格降低。（1970年—至今）
数控机床——装备了数控系统的机床。
-Hale Waihona Puke 一：数控机床的工作原理-
计工
零 算艺 编
件 图
分 析
制 加 工
与程
纸
数序
值
输 入 加 工 程 序
程 序 调 试 模 拟
《数控机床故障诊断与维修》
广西工程职业学院 主讲：周健永
-
绪论
数控机床集机械制造、计算机、气动、传感检测、 液压、光机电技术等一体。
内容：
1．数控机床的组成与特点
2．数控机床的发展现状 3．数控机床的故障与诊断技术 4．加强数控维修的意义 5．对数控维修人员的要求 6．本课程的学习任务、要求
-
一．数控机床的发展现状
第一节：数控什机么床是的“工数作控原系理统及”组？
成
什么是“数控机床”？
数控——数字控制，简称NC（numerical control） GB8129-87定义——用数字化信号对机床运动及其加工过程 进行控制的一种方法。(1952年—1970年）
数控系统（NC system）——实现数字控制的机电控制设备。
-
➢PLC
PLC（Programmable Logic Controller) ，可编程控制 器。 通常用于工业设备的顺序自动控制。 PLC用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器；称之 为PMC。（Programmable Machine Controller）。主要 作用是机床辅助功能控制和机床主轴方向控制。 机床辅助功能：有刀具控制、冷却开关控制、润滑开关 控制、液压气压控制、工作台转动、工件夹紧松开等。 机床主轴方向控制：主轴正、反、停等。
试工 切件
安 装 与 对 刀
工 件 加 工 与 检 验
数控机床的工作过程
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二、数控机床的组成
❖ 数控机床主要组成有: 1、数控装置（CNC） 2、伺服驱动装置 3、检测反馈装置 4、机床本体 另外还有程序的输入/输出设备、可编程控制器
（PLC）、电源等辅助部分。
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（1）数控装置CNC
数控装置是数控机床电气控制系统的 控制中心。它能够自动地对输入的数控加 工程序进行处理，将数控加工程序信息按 两类控制量分别输出：一类是连续控制量 (插补运算产生的指令)，送往伺服系统； 另一类是离散的开关控制量(PLC指令)，送 往机床强电控制系统，完成数控机床辅助 功能的控制。
当前比较流行的数控系统有: 日本FANUC、德国SIEMENS、西班牙FAGOR等。 国内有华中数控、广州数控、航天数控等。
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（2）伺服驱动装置
主轴伺服系统
主轴伺服系统包括主轴电机(含速度检测器 件)和主轴伺服放大器（Spindle Servo Amplifier) ，实现对主轴转速的调节控制 ，有的主轴伺服装置还含有主轴定向控制 功能。 主轴伺服放大器（或主轴伺服装置）分为 数字主轴和模拟主轴，模拟主轴通常为通 用变频器。
。技术需要 。市场需要 。企业的效益需要
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三、数控机床维修工作的特点
1、涉及的技术门类较多； 2、数控机床的更新换代较快； 3、数控机床选用的数控系统种类繁多； 4、数控机床的维修手段与传统的维修方式差别
大； 5、企业选用的数控机床品种多； 6、维修工作的制约条件多
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四、对数控维修人员的要求
。知识面广 。良好的系统的培训 。良好的英语阅读能力 。敢于实践，通过实践不断总结经验 。敬业精神 。持续的学习精神
首台机床：1952年美国麻省理工学院研制 目前生产能力：国内数控机床年产量已达50万台. 数控系统： 国外：日本的发那科公司、德国的西门子公司、海德 汉公司、西班牙发格公司、法国数字公司等。 国内：华中数控系统、广州数控系统、南京华兴 数控系统、北京航天数控系统等
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二、数控机床故障诊断与维修的意义
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➢ 输入与输出设备
输入装置的作用是将控制介质上的数控代码传 递并存入数控系统内。 输入装置根据控制介质的不同分为光电阅读机、 磁带机和软盘驱动器等（已经不常用了），MDI 键盘也是输入设备。
输出设备有显示器CRT和打印机等（不常用）。
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第二节 数控机床维护与保养
一、数控机床维护与保养的目的和意义 1. 延长平均无故障时间,增加机床的开动率 2. 便于及早发现故障隐患,避免停机损失 3. 期保持数控设备的加工精度
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二、数控机床维护与保养的基本要求
1. 在思想上重视维护与保养工作 2. 提高操作人员的综合素质 3. 数控机床良好的使用环境 4. 严格遵循正确的操作规程 5. 提高数控机床的开动率 6. 要冷静对待机床故障，不可盲目处理 7. 严格执行数控机床管理的规章制度
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三、数控机床维护与保养的内容 1.日检 (1)主要项目
1)液压系统 2)主轴润滑系统 3)导轨润滑系统 4)冷却系统 5)气压系统
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四、数控机床维护与保养的内容
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进给伺服系统
进给伺服系统由进给轴伺服电机(一般内装速度和位置检测 器件)和进给伺服装置（Servo Amplifier）组成。 进给伺服系统驱动机床各坐标轴的切削进给，提供切削过 程中所需要的转矩、运转速度。
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（3）位置检测装置
主要是将主轴运动和进给运动的速度或位移检测反 馈给数控系统，并与指令信号比较，比较的差值作为 新指令控制机床正确运转。
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五、本课程的学习任务、要求
。掌握数控机床安装调试验收的的知识、验收机床 精度的方法。 。熟悉数控机床的机械结构、调整方法 。掌握典型数控系统的软硬件知识、具有对典型数 控系统故障进行初步诊断及判断的能力。 。熟悉数控机床维修的原则方法。
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第一章： 数控机床的故障诊断与维修
基础
任务提出： 什么是“数控”？
（4）机床本体
数控机床的机床本体与传统机床相似，只是在整体 布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操 作机构等方面发生了很大的-变化。
➢ 操作面板
分CRT/MDI操作面板与机床操作面板。 CRT：单色显示屏（LCD：彩色液晶）； MDI：（Manual Data Input）手动数据输入；对CNC操作
计算机数控CNC （Computer Numerical Control）——由计 算机软件替代硬件，性能提高，价格降低。（1970年—至今）
数控机床——装备了数控系统的机床。
-Hale Waihona Puke 一：数控机床的工作原理-
计工
零 算艺 编
件 图
分 析
制 加 工
与程
纸
数序
值
输 入 加 工 程 序
程 序 调 试 模 拟
《数控机床故障诊断与维修》
广西工程职业学院 主讲：周健永
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绪论
数控机床集机械制造、计算机、气动、传感检测、 液压、光机电技术等一体。
内容：
1．数控机床的组成与特点
2．数控机床的发展现状 3．数控机床的故障与诊断技术 4．加强数控维修的意义 5．对数控维修人员的要求 6．本课程的学习任务、要求
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一．数控机床的发展现状
第一节：数控什机么床是的“工数作控原系理统及”组？
成
什么是“数控机床”？
数控——数字控制，简称NC（numerical control） GB8129-87定义——用数字化信号对机床运动及其加工过程 进行控制的一种方法。(1952年—1970年）
数控系统（NC system）——实现数字控制的机电控制设备。
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➢PLC
PLC（Programmable Logic Controller) ，可编程控制 器。 通常用于工业设备的顺序自动控制。 PLC用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器；称之 为PMC。（Programmable Machine Controller）。主要 作用是机床辅助功能控制和机床主轴方向控制。 机床辅助功能：有刀具控制、冷却开关控制、润滑开关 控制、液压气压控制、工作台转动、工件夹紧松开等。 机床主轴方向控制：主轴正、反、停等。
试工 切件
安 装 与 对 刀
工 件 加 工 与 检 验
数控机床的工作过程
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二、数控机床的组成
❖ 数控机床主要组成有: 1、数控装置（CNC） 2、伺服驱动装置 3、检测反馈装置 4、机床本体 另外还有程序的输入/输出设备、可编程控制器
（PLC）、电源等辅助部分。
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（1）数控装置CNC
数控装置是数控机床电气控制系统的 控制中心。它能够自动地对输入的数控加 工程序进行处理，将数控加工程序信息按 两类控制量分别输出：一类是连续控制量 (插补运算产生的指令)，送往伺服系统； 另一类是离散的开关控制量(PLC指令)，送 往机床强电控制系统，完成数控机床辅助 功能的控制。
当前比较流行的数控系统有: 日本FANUC、德国SIEMENS、西班牙FAGOR等。 国内有华中数控、广州数控、航天数控等。
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（2）伺服驱动装置
主轴伺服系统
主轴伺服系统包括主轴电机(含速度检测器 件)和主轴伺服放大器（Spindle Servo Amplifier) ，实现对主轴转速的调节控制 ，有的主轴伺服装置还含有主轴定向控制 功能。 主轴伺服放大器（或主轴伺服装置）分为 数字主轴和模拟主轴，模拟主轴通常为通 用变频器。
。技术需要 。市场需要 。企业的效益需要
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三、数控机床维修工作的特点
1、涉及的技术门类较多； 2、数控机床的更新换代较快； 3、数控机床选用的数控系统种类繁多； 4、数控机床的维修手段与传统的维修方式差别
大； 5、企业选用的数控机床品种多； 6、维修工作的制约条件多
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四、对数控维修人员的要求
。知识面广 。良好的系统的培训 。良好的英语阅读能力 。敢于实践，通过实践不断总结经验 。敬业精神 。持续的学习精神
首台机床：1952年美国麻省理工学院研制 目前生产能力：国内数控机床年产量已达50万台. 数控系统： 国外：日本的发那科公司、德国的西门子公司、海德 汉公司、西班牙发格公司、法国数字公司等。 国内：华中数控系统、广州数控系统、南京华兴 数控系统、北京航天数控系统等
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二、数控机床故障诊断与维修的意义