第一章数控机床电气维修基础
试述数控机床日常电气维修项目的内容
试述数控机床日常电气维修项目的内容数控机床是一种高精度、高速度的机械设备，它通过计算机程序控制运动来完成加工任务。
在数控机床的使用过程中，经常会遇到各种电气故障，因此进行日常电气维修至关重要。
本文将介绍数控机床日常电气维修的内容，包括常见故障的诊断和维修方法。
一、故障诊断故障诊断是数控机床电气维修的第一步，它的目的是确定故障的原因和位置。
常见的故障包括电气设备损坏、线路短路、接触不良等。
以下是常见故障的诊断方法：1.观察和听觉检查：通过观察和听觉检查可以初步确定故障的位置。
例如，当机床无法启动时，可能是电源线路断开或控制电器故障。
2.测量电压和电流：使用电压表和电流表测量电流和电压的数值，可以判断是否存在电气故障。
例如，当旋转轴无法正常工作时，可能是电机电源过高或过低。
3.使用故障诊断仪器：故障诊断仪器可以帮助准确定位故障。
常见的故障诊断仪器包括电路测试仪、信号发生器等。
二、故障维修故障维修是通过修理或更换电气设备来恢复机床的正常运行。
以下是常见故障的维修方法：1.更换损坏的电气设备：当电气设备损坏时，需要将其更换为新的设备。
常见的电气设备包括电机、变频器、接触器等。
2.清洁设备或更换接触不良的部件：当设备接触不良时，可以通过清洁接触部分或更换接触不良的部件来解决问题。
例如，清洁触摸屏上的灰尘或更换损坏的按键。
3.修复电路线路：当线路发生短路或断路时，可以通过修复电路线路来解决问题。
修复方法包括焊接接触不良的焊点、更换过载保护器等。
三、维护保养维护保养是为了保证数控机床的正常运行和延长使用寿命。
以下是常见的维护保养项目：1.定期清洁设备：清洁设备是防止电气故障的重要措施。
清洁方法包括清洁机内的灰尘、清洁接触部分等。
2.定期检查电气设备：定期检查电气设备的工作状态，包括电机、电源、接触器等。
如发现异常，及时进行维修或更换。
3.定期校准设备：校准设备可以保证数控机床的精度和稳定性。
校准项目包括电流、电压、速度等。
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。
数控机床电气系统的故障诊断与维修
数控机床电气系统的故障诊断与维修1. 引言1.1 数控机床电气系统的故障诊断与维修数：208引言：数控机床电气系统作为数控机床的重要组成部分之一，承担着控制和驱动机床运动的关键任务。
在数控机床的运行过程中，电气系统往往会出现各种故障，影响机床的正常操作和生产效率。
对数控机床电气系统的故障诊断与维修具有重要的意义。
为了提高数控机床电气系统的故障诊断与维修效率，必须深入了解常见的电气故障类型，掌握有效的故障诊断流程，熟练运用各种故障检测工具，掌握有效的故障维修技巧，并采取有效的故障预防措施。
2. 正文2.1 常见的数控机床电气故障1. 电路短路：电路短路是指电流在不经过负载的情况下通过电路中的两点之间直接传导，导致电路异常工作或直接损坏元器件的现象。
电路短路可能由于电线老化、接线不当或元器件故障等原因引起。
2. 电压不稳：电压不稳是指电源输入的电压波动较大，无法满足数控机床电气系统的正常工作需要。
电压不稳可能导致设备运行不稳定、电器元件损坏甚至影响整个生产过程。
3. 过载：过载是指电路中负载电流超过元器件或导线额定电流的情况。
过载可能导致设备过热、电子元件烧毁，严重时还会引起火灾等问题。
4. 接地故障：接地故障是指设备或线路中出现接地短路或接地断路的问题。
接地故障可能会引起电流异常、设备损坏，甚至影响操作人员的安全。
5. 元件老化：随着数控机床使用时间的增长，部分电气元件会出现老化，如电容、电阻等元件的值发生变化或损坏，导致电路异常工作或故障。
以上是常见的数控机床电气故障，针对这些问题需要及时进行诊断和维修，以保障设备的正常运行。
2.2 故障诊断流程故障诊断流程是数控机床电气系统维修中非常重要的一环，正确的诊断流程可以有效地缩短故障处理时间，提高维修效率。
下面是数控机床电气系统故障诊断的一般流程：1. 收集信息：首先要了解故障发生的具体情况，包括故障现象、发生时间、工作环境等信息。
还要查看相关的设备手册、电路图等资料。
数控车床控制技术与机床维修（3篇）
数控车床控制技术与机床维修1. 引言数控车床是机械加工领域中的一种重要设备，通过计算机控制来完成零件加工。
数控车床的控制技术和机床的维修是数控车床的两个重要方面。
本文将探讨数控车床控制技术的原理和机床的维修方法。
2. 数控车床控制技术数控车床的控制技术基于计算机数控系统，主要包括硬件控制部分和软件控制部分。
2.1 硬件控制部分硬件控制部分包括数控系统，伺服系统和传感器。
数控系统是整个数控车床控制的核心，它负责接收计算机指令，解析指令，并将指令转换为信号发送给伺服系统和传感器。
伺服系统是用来控制刀具和工件运动的，它接收数控系统发送的信号，通过驱动电机控制刀具和工件的运动。
传感器用来获得加工过程中的信息，如刀具位置、工件尺寸等，以便数控系统做出相应的控制。
2.2 软件控制部分软件控制部分主要包括数控编程和数控操作。
数控编程是将工件加工的要求通过一定的编程语言转化为机床能够识别和执行的指令序列，包括插补计算、速度规划和轨迹生成等。
数控操作是根据加工要求，使用数控系统对数控车床进行操作和监控。
3. 机床维修机床维修是确保数控车床正常运行和保持其性能的重要工作。
机床维修主要包括故障诊断、故障处理和预防性维护等。
3.1 故障诊断当数控车床出现故障时，首先需要进行故障诊断。
故障诊断包括识别故障现象、收集故障信息、分析故障原因和确定故障位置等。
常见的故障类型包括硬件故障和软件故障，如控制系统故障、伺服系统故障、传感器故障等。
3.2 故障处理故障处理是根据故障诊断结果，采取相应的措施修复故障。
对于硬件故障，可以进行零部件更换或修复；对于软件故障，可以进行系统重启或升级。
3.3 预防性维护为了减少故障发生的可能性和延长机床的使用寿命，需要进行定期的预防性维护。
预防性维护包括清洁和润滑机床、紧固螺丝、检查电气连接等。
另外，还需要根据机床的使用情况，定期进行校准和调整。
4. 结论数控车床的控制技术和机床的维修是数控车床运行和保持性能的重要方面。
数控机床电气控制第2版习题答案习题答案
习题答案第一章机床控制线路的基本环节1. 答：低压电器是机床控制线路的基本组成元件。
它可以分为以下几大类；开关电器，主令电器，熔断器，接触器，继电器，控制变压器，直流稳压电源。
常用的低压电器有：刀开关，组合开关，低压断路器，按制按钮，行程开关，万能转换开关，脚踏开关，熔断器，接触器，电磁式继电器，时间继电器，热继电器，速度继电器，控制变压器，直流稳压电源。
2．答：低压断路器俗称为自动空气开关，是将控制和保护的功能合为一体的电器。
它常作为不频繁接通和断开电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或欠电压故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。
因此，低压断路器在数控机床上使用越来越广泛。
3．答：虽然继电器与接触器都是用来自动接通或断开电路，但是它们仍有很多不同之处。
继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作；继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。
因此继电器触点容量较小（不大于5A）。
在控制功率较小时（不大于5A）可用中间继电器来代替接触器起动电动机。
4．答：热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路，不能用作短路保护，熔断器不具备热惯性所以只能作电动机的短路保护而不能作长期过载保护；另外，热继电器与熔断器的额定电流选择不同，因此，热继电器只能作为过载保护，熔断器只能作为短路保护。
5．答：短路保护：瞬时大电流保护，最常用的是利用熔断器进行短路保护。
过电流保护：当电流超过其整定值时才动作，整定范围通常为 1.1--4 倍额定电流。
最常用的是利用过电流继电器进行过电流保护。
长期过载保护：电动机在实际运行中，短时过载是允许的，但如果长期过载或断相运行都可能使电动机的电流超过其额定值，引起电动机发热。
绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机绕组，因此必须采取过载保护措施。
第一章 数控机床的基本知识
驱动系统
南通航院
其作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移 动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。其性能好坏 动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 脉冲当量δ 相对于每个脉冲信号， 脉冲当量δ ——相对于每个脉冲信号，机床移动部 相对于每个脉冲信号 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 0.001mm
第一章、 第一章、数控机床概述
三、数控机床的基本概念
南通航院
数控机床是由普通机床发展而来的， 数控机床是由普通机床发展而来的，它们之间最主 是由普通机床发展而来的 要的区别是： 要的区别是： 前者可以按事先编制好的加工程序自动地对工件进 行加工； 行加工；而后者的整个加工过程必须通过技术工人的手 工操作来完成。 工操作来完成。 示例：
第一章 数控机床概述
步进电机 常用的伺服元件 直流伺服电机 交流伺服电机
南通航院
编码盘 常用的检测元件 光栅 磁珊
（2）主轴驱动系统
第一章 数控机床概述
4、机床
南通航院
早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、 早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、减 小热变形、提高精度等方面的设计措施， 小热变形、提高精度等方面的设计措施，使其发生了很 大的变化。 大的变化。 目前已模块化生产， 目前已模块化生产，分为六大块
第一章
数控机床概述
南通航院
二、自动化加工与数控机床 机床数控技术是以数字化的信息处理实现机床自 动控制的一门技术。 动控制的一门技术。 数控机床把刀具和工件之间的相对位置，机床电 数控机床把刀具和工件之间的相对位置， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧，刀具 的选择，冷却泵的启动、 的选择，冷却泵的启动、停止等各种操作和顺序动作 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机， 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机，经过 译码、运算， 译码、运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其他 执行元件，使机床自动加工出所需工件。 执行元件，使机床自动加工出所需工件。
第一章机电设备维修与故障诊断
1.3 数控机床维修的方法与步骤
例4：替换法
在机床的运行过程中，X轴运行正常，Z轴出现故障，并且报跟踪误 差过大，图a是正常时的接线图，为了判断具体故障原因，进行如图 b对调现在运行系统，（1）如果此时X轴不能正常运行，Z轴能正常 运行可以得出什么结论？（2）如果对调后，Z轴依然有故障，说明 什么？（3）如果判断故障不是出现在数控系统上，进行如图c对调 现在运行系统，此时如果X轴不能正常运行，Z轴能正常运行，可以 得出什么结论？
1.1 数控机床维修与调试的意义
1.1.1 数控机床维修与调试的必要性
数控机床是集光、机、电、气、液、信息处理等为一体的复 杂而庞大的系统，包括数控系统、伺服系统、可编程控制器、 精密机械、模拟、数字、电力电子、电机拖动、液压与气动、 传感器与检测、网络通信等技术。数控机床具有高精度、高 效率、高适应性的特点，适用于多品种、中小批量精密复杂 零件的加工。
(3)专家诊断系统 专家诊断系统又称智能诊断系统。它将专业技术人员、专家
的知识和维修技术人员的经验整理出来，运用推理的方法编 制成计算机故障诊断程序库。专家诊断系统主要包括知识库 和推理机两部分。
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1.3 数控机床维修的方法与步骤
(4)神经网络诊断
神经网络理论是在现代神经科 学研究成果的基础上发展起来的， 神经网络由许多并行的功能单元 组成，这些单元类似于生物神经 系统的单元，神经网络反映了人 脑功能的若干特性，是一种抽象 的数学模型，神经网络的特点是 信息的分布式存储和并行协同处 理，它有很强的容错性和适应性， 善于联想、综合和推广。
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
第一章-王振臣主编-机床电气控制技术第5版完整课件
表1-4 电磁式控制继电器的整定参数
电流种类
可调参数
调整范围
直流 交流
动作电压 动作电压
吸合电压 30～50%Ue 释放电压 7～20%Ue 105~120%Ue
直流
交流 直流
动作电流 动作电流
吸合电流 30～65%Ie 释放电流 10～20%Ie 110～350%Ie 70～300%Ie
电磁机构：将电磁能转换 成机械能，产生电磁吸力 带动触点动作.
电磁接触器结构示意图
灭弧罩 主触点
常闭辅 助触点
常开辅 助触点 弹簧
动铁心 线圈 静铁心
接触器根据电磁原理工作：
当电磁线圈通电后，线圈电 流产生磁场，使静铁心产生电磁 吸力吸引衔铁，并带动触点动作， 使常闭触点断开，常开触点闭合， 两者是联动的。当线圈断电时， 电磁力消失，衔铁在释放弹簧的 作用下释放，使触点复原，即常 开触点断开，常闭触点闭合。
掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术必需的基础
电器元件的分类：
按工作电压等级分类：
▪ 高压电器： AC1200V、DC1500V及以上电路中的电 ▪ 低压电器： 器AC。1200V、DC1500V以下电路中的电器。 ➢按动作原理分类： ▪ 手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器。 ▪ 自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。 ➢按用途分类 ：（表1-1、表1-2） ▪ 控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。 ▪ 配电电器：用于电能的输送和分配的电器。 ▪ 主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 ▪ 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。 ▪ 执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。
根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器 线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。
第1章 数控加工基础(第二版)习题册 参考答案
第一章数控机床基础知识一、填空题：1、数字化信号数控系统2、计算机数控系统具有CNC系统的机床3、控制介质数控装置伺服机构辅助控制装置检测装置机床本体4、零件加工信息5、一台带有专门系统软件输入装置（如键盘）控制运算器6、驱动装置执行部件7、功率步进直流伺服交流伺服8、位移量9、实际位移量、速度参数数控装置10、机床坐标系编程坐标系11、工件刀具12、右手笛卡尔直角坐标系大拇指食指中指13、A、B、C右手螺旋定则14、增大刀具与工件距离的15、传递切削动力的主轴主轴轴线的坐标轴16、固定点17、机床参考点机床原点18、工件坐标系19、刀具相对工件起刀点程序起点20、点位控制直线控制轮廓控制21、开环闭环22、低档中档高档二、判断题：1. √2.×3. √4.×5. √6.×7. √8.×9.×10. √11.×12.×13.×14.×15.×16.×17. √18.×19.×20. √21.×22. √23.×24. √25.×26.×27.×28.×29. √30. √三、选择题：1.B2.C3.C4.B5.C6.C7.A8.B9.B10.B11.B12.C13.B14.A 15.A16.C17.B18.A19.C20.B21.A22.C23.C24.C25.A26.D27.C28.B29.D四、名词解释：1、数控数控即数字控制（Numerical Control，简称NC），是用数字化信号进行控制的一种方法。
2、脉冲当量数控装置发出的一个进给脉冲使机床移动部件产生的位移量称为脉冲当量。
3、控制介质控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体。
4、点位控制点位控制是只控制从一点到另一点位置的精确定位，而不控制移动轨迹，在移动和定位过程中不进行任何加工。
《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。
第一章数控机床概述
数控技术发展的几个问题
一、高速化
2）直线电机进给系统： 直线电机进给系统：
取消了源动力和工作台部件之间的一切中间传动环节， 取消了源动力和工作台部件之间的一切中间传动环节，使得 机床进给传动链的长度为零，这就是所谓的“直接驱动” 机床进给传动链的长度为零，这就是所谓的“直接驱动”（direct drive）或“零传动”。直线电机驱动方式具有进给速度高、加速 drive） 零传动” 直线电机驱动方式具有进给速度高、 度大、启动推力大、刚度和定位精度高、 度大、启动推力大、刚度和定位精度高、行程长度不受限制等优点 采用直线电动机驱动的高速加工中心已成为21 采用直线电动机驱动的高速加工中心已成为21 世纪机床的发展方 向之一，其中，永磁式直线电动机以其时间常数小、 向之一，其中，永磁式直线电动机以其时间常数小、高频响应特性 好、推力强度高、损耗低、控制比较容易等一系列特点在高速、高 推力强度高、损耗低、控制比较容易等一系列特点在高速、 精密、高频响数控机床的进给驱动部件研究中具有明显的优势。 精密、高频响数控机床的进给驱动部件研究中具有明显的优势。 直线电机高速进给单元主要由直线电动机、工作台、滚动导轨、 直线电机高速进给单元主要由直线电动机、工作台、滚动导轨、 反馈测量系统、防护系统等五部分组成。 反馈测量系统、防护系统等五部分组成。
数控技术发展的几个问题
2、FMS 、
美国国防部机床特别工作组对FMS的定义：由自动物料 的定义： 美国国防部机床特别工作组对 的定义 搬运系统相连接的一系列自动机床或若干台制造设备， 搬运系统相连接的一系列自动机床或若干台制造设备，用一 台公用的多级数字式既定程序计算机控制， 台公用的多级数字式既定程序计算机控制，可供随机制造属 于预定范围内的零部件的制造系统组成。 于预定范围内的零部件的制造系统组成。 1）加工系统：多台制造设备“互补”、“互替”两种配置 ）加工系统：多台制造设备“互补” 互替” 方式 2）物料系统：存储、输送和装卸三个子系统组成 ）物料系统：存储、 3）能量系统 ） 4）信息系统：管理计算机、加工计算机、专用控制装置 ）信息系统：管理计算机、加工计算机、
第一章概述数控机床结构与维护-韩鸿鸾李书伟
f)可倾转台
h)多轴转台
图1—24 台上台结构
数控机床结构与维护
（3）主轴摆头
卧式加工中心中，为了扩充其工艺功能，常使用双重主轴摆头，如图
1—25(主轴及其回转均为零链传动)所示，两个回转轴为C和B。
（4）重心驱动
对于龙门式机床，横梁和龙门架用两根滚珠丝杠驱动， 形成虚拟重心驱动。如图1-26a所示，Z1和Z2：形成横梁 的垂直运动重心驱动，X1和X2形成龙门架的重心驱动。
（1）一般数控机床
最普通的数控机床有钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加工机床。
图a）立式数控车床
b）卧式数控车床
c）立式数控铣床
d）卧式数控铣床
图1-4 常见数控机床
数控机床结构与维护
（2）数控加工中心 1）按加工范围分类 车削加工中心、钻削加工中心、镗铣加工中心、磨削加工中心、 电火花加工中心等。
第二节
数控机床的组成与工作原理
【学习目标】
掌握数控机床的组成
了解数控的工作原理
数控机床结构与维护
【学习内容】
一、数控机床的组成
计算机数控系统 机床 I/O 电路和装置 操作装置 机 床
PLC
计算机
主轴伺服单元
主轴驱动装置
主运动机构 进给控制机构
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
辅助控制机构
名称 表1—1 常见的加工中心 图样 说明
车削加工中心
钻削加工中心
数控机床结构与维护
名称
图样
说明
磨削加工中心
五轴螺纹磨削加工中 心
车铣复合加工中心
德马吉公司
数控机床结构与维护
名称
图样
说明
车铣复合加工中心
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基本操作
§1-1 数控机床概述
学习目标
1. 了解数控机床的基本概念。 2. 掌握数控机床的组成及工作原理。 3. 了解数控机床的分类。 4. 熟悉数控机床的工作过程及特点。
数控系统维护中要特别关注并定期检查那些会因失修 或维护不当而引发故障的元器件或部位。
数控系统维护中特别关注的元器件或部位
故障类型
出现故障的常见元器件或部位
易污染
传感器(如光栅、光电头、电动机整流子、编码器)、接触器的铁芯截面 、过滤器、风道、低压控制电器
易击穿
电容器、大功率管(如晶闸管)
易老化及寿命问题
种类
含义
硬件故障 软件故障 干扰故障
是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、 接插件等元器件的不正常状态甚至损坏，这时需 要修理甚至更换才可排除的故障
是指由程序编制错误、机床操作失误、参数设 定不正确等引起的故障
是指由于系统工艺、线路设计、电源地线配置 不当等以及工作环境的恶劣变化而产生的故障。 表现为内部干扰和外部干扰
3. 机床原点和机床参考点 （1）机床原点
机床制造厂家设置在机床上的一个基准位置。
二、数控编程 1. 数控编程的方法 （1）手工编程 （2）计算机自动编程 2. 数控编程的步骤 （1）分析零件图样 （2）确定工艺过程 （3）计算加工轨迹尺寸 （4）编写程序单 （5）制作控制介质
三、数控程序的组成 一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束组成。
一、数控机床电气系统的组成及工作原理 数控机床电气控制系统一般由输入/输出装置、数控
装置（或称装置）、可编程序控制器（）、主轴驱动系统、 进给伺服驱动系统、强电控制电路、辅助要因素 电气系统故障的维修特点是：故障原因明了，诊断比
较容易，但是故障率相对比较高。
四、数控机床电气故障的诊断方法 1. 常规检查法 2. 参数检查法 3. 同类交换法 4. 自诊断功能法 5. 原理分析法 6. 功能程序测试法
五、数控机床电气系统的维护 1. 数控机床的维护 （1）日常维护 （2）数控机床长期闲置时的维护 2. 电气部分的维护
电气部分包括数控机床的动力电源输入线路、继电器、 接触器、控制电路等。电气部分每年检查、调整一次。 3. 数控系统维护中应特别关注的元器件或部位
一、数控车床面板介绍
二、数控车床的基本操作 1. 电源接通和关闭的操作 （1）接通电源 1）检查数控车床状态是否正常。 2）检查电气柜内、外的所有电气元器件、模块插件、连 接器和连接线有无松动和脱落。 3）关好电气柜门，接通数控车床电气柜总电源。 4）按下数控车床操作面板上“启动”键，数秒后显示屏 亮，显示有关位置和信息。
存储器电池及其电路、光电池、光电阅读器的读带、继电器以及高频接 触器等
易氧化及易腐蚀
电动／电磁开关、继电器与接触器触头、接插件接头、熔断丝卡座、接 地点等
易磨损
测速发电动机的炭刷、电动机的电刷、离合器的摩擦片、轴承、齿轮副 、高频动作的接触器
易疲劳失效 低压电器中的弹簧元器件(多出现弹性失效)、常拖动弯曲的电缆断线等
三、数控机床的电气故障分类 数控机床电气故障分类方法有很多种，通常按下面几
种方法进行分类。 1. 按故障发生性质分类
分为硬件故障、软件故障和干扰故障三种。 2. 按故障发生后有无报警指示分类
分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。 3. 按故障出现时有无破坏性分类
分为破坏性故障和非破坏性故障。 4. 按故障出现的必然性与偶然性分类
O0001； N10 G99 G40 G21； N20 T0101； N30 G00 X100.0 Z100.0； N40 M03 S800； …… N200 G00 X100.0 Z100.0；
程序号 程序内容
§1-3 数控机床电气维修基础
学习目标
1. 掌握数控机床电气系统的组成及工作原理。 2. 了解数控机床电气维修人员应具备的基本要求。 3. 熟悉数控机床常见电气故障的特点、分类与诊断方 法。 4. 了解数控机床电气系统的日常维护内容与要求。 5. 了解数控机床的抗干扰措施。
§1-2 数控机床编程基础
学习目标
1. 掌握数控机床坐标轴的确定原则。 2. 了解数控机床的参考点和原点的确定方法。 3. 了解数控机床编程方法与步骤。
一、数控机床坐标系 数控研究人员引入了数学中的坐标系，用数控机床坐
标系来描述机床的运动。数控机床的坐标和运动方向均已 标准化。 1. 坐标系确定原则 （1）刀具相对于静止工件而运动的原则 （2）标准坐标（机床坐标）系的规定 （3）运动方向的规定 2. 坐标轴的确定 （1）Z坐标轴
四、数控机床的特点 1. 适应性强 2. 加工精度高 3. 生产效率高 4. 自动化程度高，劳动强度低
五、数控机床的分类 1. 按加工路线分类
分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控 制数控机床。 2. 按控制方式分类
分为开环控制式和闭环控制式两种。在闭环系统中， 又分为全闭环控制系统和半闭环控制系统两种。
一、数控机床的概念 数控机床（ ）是一个装有程序控制系统的机床，其
控制系统能够逻辑地处理用控制编码或其他符号编码指令 编制的程序并将其译码，从而使机床动作并加工零件。定 义中的程序控制系统即数控系统。
二、数控机床的组成 数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测
量反馈装置和机床主体组成。
三、数控机床的工作原理
六、数控系统的抗干扰 数控系统是由微电子电路构成，在环境较恶劣的工业
现场中使用，数控系统极易受电磁干扰、电网干扰和接地 干扰的影响。为保证系统在此环境中能够正常工作，系统 必须具有相应的抗干扰措施，必须达到电磁兼容性要求。
§1-4 0i 系统数控车床基本操作
学习目标
1. 熟悉 0i 系统操作面板、功能键及含义。 2. 掌握 0i 系统数控车床的基本操作。
易松动移位 机械手的传感器、定位机构、位置开关、编码器、测速发电动机等
易卡死
因润滑不良等而造成不能到位的元器件（如接触器、热继电器、位置开 关、电磁开关、电磁阀等）
易温升
伺服放大回路中的大功率元器件（如稳压器与稳压电源、变压器、继电 器、接触器、电动机等具有线圈的元器件）
易泄漏
切削液、润滑油、液压回路（这些部位的泄漏不仅使本身工作故障，还 会流入电器引发电器故障）