故障诊断与维修教案

1 课题一 安全教育 教学引入言 新学期开始了 我们开学第一课开展学生安全教育 让学生知道安 全的重要性 教学目的 1如何把安全真正实实在在的立于心 树于脑 2懂得数控加工实训安全常识 学会常见安全事故急救方法 3 打扫环境卫生 确保实习环境干净 舒畅 4 掌握维修注意事项 实习重点与难点 1 掌握安全操作基本 2 掌握维修注意事项 实训教学方法 现场讲解 示范 媒体教学 实习使用设备 实习前准备 2 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 1 教师和学生分别做自我介绍 2 播放数控加工安全教育课件 即可引起学生学习兴趣 也可使 学生对安全操作有形象上的认识 3 安全操作基本注意事项 工作时 请穿好工作服 安全鞋 并戴上安全帽及防护镜 不允许戴手套操作数控机床 也不允许扎领带 开车前 应检查数控机床各部件机构是否完好 各按钮是否 能自动复位 开机前 操作者应按机床使用说明书的规定给相关部 位加油 并检查油标 油量 不要在数控机床周围放置障碍物 工作空间应足够大 更换保险丝之前应关掉机床电源 千万不要用手去接触电动 机 变压器 控制板等有高压电源的场合 3 一般不允许两人同时操作机床 但某项工作如需要两个人或 多人共同完成时 应注意相互将动作协调一致 上机操作前应熟悉数控机床的操作说明书 数控车床的开机 关机顺序 一定要按照机床说明书的规定操作 启动主轴前须关好防护门 程序正常运行中严禁开启防护门 机床每次开机 须先完成各轴的返回参考点操作 然后再进 入其他运行方式 以确保各轴坐标的正确性 机床在正常运行时不允许打开电气柜的门 加工程序必须经过严格检查方可进行操作运行 手动对刀时 应注意选择合适的进给速度 手动换刀时 刀 架距工件要有足够的转位距离以免发生碰撞 加工过程中 如出现异常危机情况可按下 急停 按钮 以 确保人身和设备的安全 不允许采用压缩空气清洗机床 电气柜及 NC 单元 4 分组讨论 选出组长 安全员和组员 实习作业 4 写安全责任书 5 课题二 常用的低压电器 教学引入言 在学习 教学目的 1 掌握接触器 继电器 熔断器等作用 2 熟悉 主令电器 低压隔离器 低压断路器位置 实习重点与难点 1 接触器 继电器 熔断器作用 2 主令电器 低压隔离器 低压断路器所在机床位置 实训教学方法 现场讲解 示范 媒体教学 实习使用设备 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 6 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 低压电器的分类 实物观看 凡额定电压低于 1000V 的控制和保护等电气设备 均称为低压电器 低压电器是控制系 统中最常用的电器设备 按其用途可分为控制电器 和保护电器 在工业企业中常用的控制电器有闸刀开关 组合开关 按钮 接触器 继电器等 保护电器如熔断器 自动空气开关 热 继电器等 它们大都具有接通或断开电路的作用 也就是说 可把 它们看成不同性质和用途的开关 按低压电器动作性质又可分为自动电器和手动电器两类 手动 控制电器是由工作人员手动操作的 如闸刀开关 组合开关 按钮 等 而自动控制电器则是按照指令 信号或某个物理量的变化而自 动动作的 如各种继电器 接触器和行程开关等 本章介绍几种常 用的低压电器 一 断路器 低压断路器 说明 低压断路器过去叫做自动空气开关 先采用 IEC 标准称为低压断 路器 定义 低压断路器是将控制电器 保护电器的功能合为一体的电器 功能 电动机的过载 短路保护 7 线路不频繁转换 二 接触器 用途 用来频繁地接通或分段带有负载的主电路 如电动机 的制动控制电器 分类 按主触点通过电流的种类 分为直流和交流两种 机床 上应用最多的是交流接触器 交流接触器的结构原理 交流接触器利用主触点来开闭电路 用辅助触点来执行控制指令 主触点一般只有常开接点 而辅助触点常有两对具有常开和常 8 闭功能的接点 三 继电器 继电器 是一种根据输入信号的变化接通或断开控制电路 实现控 制目的的电器 分类 按输入信号的性质分为 电压继电器 电流继电器 时间继 电器 温度继电器 按工作原理可分为 电磁式继电器 感应式继电器 电动式 继电器 热继电器等 其中电磁式继电器按吸引线圈电流种类不同分交流 直流两种 9 电磁式继电器具有工作可靠 结构简单 制造方便 寿命长等 一系列优点 故在数控机床电气控制系统中应用最广泛 四 变压器及直流稳压电源 变压器 是一种将某一数值的交流电压变换成频率相同但数值不同 的交流电压的静止电器 机床控制变压器 适用于交流 输入电压不超过 660V 的电路 作为各类机床 机械设备等一般电器的控制电源 步 进电机驱动器 局部照明及指示灯的电源 三相变压器 三相电压的变换可用三台单项变压器也可用一台三 相电压 从经济性和缩小安装体积等方面考虑 可优选三相变压器 在数控机床中主要是给伺服动力等供电 10 五 熔断器 是一种广泛应用的最简单的有效的保护电器 组成 熔体 熔座 熔体一般熔点低 易于熔断 导电性良好的 合金材料制成 11 六 控制按钮 指示灯 按钮 通常用来接通或断开控制电路 从 而控制电动机或其他电器设备的运行 原来就接通的触点 称为常闭触点 原来就断开的触点 称为常开触点 12 作业 画出常见电器符号 课题三 FANUC 数控车床线路图 教学引入言 本此实习我们一起来学习数控机床的维修 当今工业化的步伐 正在加快 现代化设备尤其是数控机床的应用也越来越普及 机床 的维护和维修越来越重要 而机床的维护人才却很缺乏 阐述现状 提出问题 展开本次课的教学 充分运用启发式教 学 激发学生的学习热情和学习兴趣 教学目的 技术需要 市场需要 企业的效益需要 熟悉 FANUC 数控车床线路图 实习重点与难点 13 熟悉 FANUC 数控车床线路图 实训教学方法 现场讲解 项目引导教学法 实习使用设备 FANUC 数控车床 万用表 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体内容 讲解 一 数控机床的故障主要分机械故障和电气故障 1 机床本体的维护内容 1 主轴箱的润滑和冷却 2 导轨副和丝杠螺母副的间隙调整 润滑 3 支承的预紧 14 4 液压和气动装置的压力和流量调整 2 电气系统的维护内容 1 数控系统 2 伺服系统 3 强电柜及操作面板 3 数控机床与电缆之间的接口 1 驱动电路 2 位置反馈电路 3 电源及保护电路 4 开 关信号连接电路 二 数控故障诊断及维护的特点 1 故障复杂 难于排除 2 初始使用期 相对稳定运行期 寿命终了期 故障多 3 数控机床属于技术密集型和知识密集型设备 从系统的基本观点 和原理出发 无论是机械或电气方面的问题 都要二者兼顾 三 对数控维修人员的要求 1 知识面广 15 2 良好的系统的培训 3 良好的英语阅读能力 4 敢于实践 通过实践不断总结经验 5 敬业精神 6 持续的学习精神 四 讲解 FANUC 数控车床线路图 实习作业 画 FANUC 数控车床线路图 并熟悉线路图 16 课题四 教学引入言 前一节课我们简单的了解了机床维护的特点和内容 已经对机 床维修有了一定的认识 这节课我们共同来学习两个内容 1 数控 机床的故障处理的方法 要点 2 数控机床的抗干扰 本次课我们 将通进一步深入的学习 掌握机床维护维修的常用方法 教学目的 1 掌握故障的分类和常见故障处理的步骤 2 掌握常用的数控系统故障诊断方法 3 熟悉机床的常见干扰 并知道解决干扰的方法 实习重点与 1 数控机床故障处理的步骤 17 2 利用合适的故障处理方法去解决简单的系统故障问题 3 掌握机床抗干扰的方法 难点 熟悉机床维修的基本方法 懂得对症下药 实训教学方法 现场讲解 讲授法 实习使用设备 FANUC 数控车床 万用表 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 数控机床的故障处理 一 故障的分类 简单介绍 18 1 按数控机床发生故障的部件分类 主机故障 电气故障 分弱电故障和强电故障 2 按数控机床发生的故障的性质分类 系统故障 随机性故障 3 按报警发生后有无报警显示分类 有报警显示的故障 1 硬件报警显示的故障 2 软件报警显示故障 二 故障处理对策 除非出现影响设备或人身安全的紧急情况 不要立即切断机床的 电源 应保持故障现场 如果按复位后 故障不能消失 从以下方面进行调查 检查机床的运行状态 检查加工程序及操作情况 检查故障的出现率和重复性 检查系统的输入电压 检查环境状态 外部因素 19 检查运行情况 检查机床状况 检查接口情况 数控机床故障诊断的方法 一 诊断步骤和要求 1 故障诊断 故障检测 确定有否故障 故障判断 确定故障性质 故障定位 确定故障部位 2 故障诊断要求 故障检测方法简便有效 使用的诊断仪器少而实用 故障诊断的所需的时间尽可能短 3 故障诊断原则 1 先外部后内部 2 先机械后电气 3 先静后动 20 4 先公用后专用 5 先简单后复杂 6 先一般后特殊 二 常用故障诊断方法 1 直观法 望闻问切 2 CNC 系统的自诊断功能 3 数据和状态检查 接口检查 参数检查 4 报警指示灯显示故障 5 备板置换法 替代法 6 交换法 7 敲击法 8 测量比较法 总之 各种故障诊断方法各有特点 要根据故障现象的特点灵活的组 合应用 子项目四 数控机床的抗干扰 一 电磁波干扰 电火花 中 高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波 通过 空间传播被附近的数控系统所接受 如果能量足够就会干扰数控机 21 床的正常工作 远离这些设备 二 供电线路干扰 输入电压过压或欠压引起电源报警而停机 电源波形畸变所引起错误信息会导致 CPU 停止运行 三 信号传输干扰 串模干扰 干扰电压叠加在有用信号上 共模干扰 干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等 相 位相同 四 抗干扰措施 1 减少供电线路的干扰 2 减少机床控制中的干扰 屏蔽技术 电磁 静电屏蔽 信号线采用屏蔽线 铜质网状 穿在铁质蛇皮管或铁管中关 键元件或组件采用金属容器屏蔽 4 保证 接地 良好 接地 是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施 电网的 许多干扰都市通过 接地 对机床起作用的 接地的要求 接地要可靠 接地电阻应小于 100 欧姆 22 接地线要粗 应大于电源线的截面积 实习作业 画 FANUC 数控车床线路图 并熟悉线路图 23 课题五 机床点检 1 教学引入言 同学们 我们今天开始单元二的学习 数控机床的维护 把机 床维护好也十分地重要 教学目的 机床点检的内容 意义 方法 实习重点与难点 机床点检的内容 意义 方法 实训教学方法 现场讲解 示范 项目教学法 实习使用设备 FANUC 数控车床 万用表 实习前准备 1 组织教学 按时点名 24 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 本次课以后面的现场教学和综合实训项目 FANUC 数控车床故障 现象及软件判别 实行综合故障现象及软件判别 逐步讲解故障现 象原因 一 以组为单位 每组学生以 2 3 人为宜 轮换对 FANUC 数控车床 进行点检 二 每台机床旁边每次控制在 1 组左右 三 每次点检不超过 40 分钟 四写出 1 根据故障现象和所用设备 进行相关资料搜集整理 2 分析引起故障现象的原因 3 制定维修计划和方案 4 画出线路图 五 要求 1 安全生产意识 2 团队协作精神 25 3 良好的职业习惯 4 语言文字表达能力 5 沟通能力 六 每组完成点检讨 每完成一个故障排除任务 各组同学进行互评 相互查缺补漏 以达到知识互补 七 随机抽题 实习作业 完成实践报告 课题六 主轴正反转 26 教学引入言 阐述现状 提出问题 展开本次课的教学 充分运用启发式教 学 激发学生的学习热情和学习兴趣 教学目的 1 主轴的电路分析 2 故障原因 3 排故过程 4 电路图 实习重点与难点 1 主轴的电路分析 2 故障原因 3 排故过程 4 电路图 实训教学方法 现场讲解 示范 项目教学 实习使用设备 FANUC 数控车床 万用表 27 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 一 主轴驱动系统 1 一般主轴要求 速度大范围连续可调 恒功率范围宽 伺服主轴要求 有进给控制和位置控制 由编码器提供反馈信号 2 主轴变速形式 1 电动机带齿轮换档 降速 增大传动比 增大主轴转矩 2 电动机通过同步齿带或皮带驱动主轴 恒功率 机械传动简单 二 常用主轴驱动系统介绍 FANUC 公司主轴驱动系统 主要采用交流主轴驱动系统 S H P 三个系列 1 5 37 1 5 22 3 7 37 kW 28 主要特点 1 采用微处理控制技术 2 主回路采用晶体管 PWM 逆变器 3 具有主轴定向控制 数字和模拟输入 三 主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 1 故障形式 1 在 CRT 或操作面板上显示报警内容或报警信息 2 在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障 3 无任何故障报警信息 2 常见故障有 1 外界干扰 2 过载 3 主轴定位抖动 4 主轴转速与进给不匹配 5 转速偏离指令值 6 主轴异常噪声及振动 7 主轴电动机不转 29 四 主轴直流驱动的故障诊断 由于直流调速性能的优越性 直流主轴电动机在数控机床的主 轴驱动中得到广泛应用 主轴电动机驱动多采用晶闸管调速的方式 1 控制电路 调速特点 速度环的输出是电流环的输入 可以根据速度指令 电压和转速反馈电压的差值及时控制电动机的转矩 在速度差值大时 转矩大 速度变化快 转速尽快达到给定值 当转速接近给定值时 转矩自动减小 避免超调 2 主电路 数控机床直流主轴电动机由于功率较大 切要求正 反转及停 止迅速 驱动装置采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆变调速系统 在制动时 除了缩短制动时间 还能将主轴旋转的机械能转变 成电能送回电网 还利用逻辑电路 使一组晶闸管工作时 另一组 的触发脉冲被封锁 切断两组之间流通的电流 例 1 某加工中心采用直流主轴电动机 逻辑无环可逆调速系统 当用 M03 指令起动时有 咔 咔 的冲击声 电动机换向片上有轻 微的火花 分析诊断 急停 电阻能耗制动 正常停机 回馈制动 30 在任何时候不允许正 反两组同时工作 有火花说明逆变电 路有故障 例 2 某加工中心主轴在运转时抖动 主轴箱噪声增大 影响加工 质量 分析 经检查主轴箱和直流主轴电动机正常 把检查转到主轴电机 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 问题出在速度检测元件上 五 主轴交流驱动的故障诊断 一 6SC650 系列主轴交流驱动系统 1 驱动装置的组成 原理图 2 故障诊断 故障代码 辅助诊断 二 主轴通用变频器 总结与巩固 小结 考核知识点 作业等 1 主轴常见故障及排除方法 直流主轴驱动系统和交流主轴驱动系 统的常见故障及排除方法 变频器的使用及报警诊断 31 2 作业 P123 125 3 14 课题七刀架转动 教学引入言 教学目的 1 掌握理解机床刀库和换刀机械手的特点 2 掌握理解机床刀库和换刀机械手的维修要点 3 了解机床刀库和换刀故障案例 实习重点与难点 1 机床刀库和换刀机械手的特点 2 机床刀库和换刀机械手的维修要点 实训教学方法 现场讲解 示范 案例教学法 导入法 32 实习使用设备 FANUC 数控车床 万用表 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 数控车床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置 根据 不同加工对象 可以设计成四方刀架和六角刀架等多种形式 数控车床回转刀架动作的要求是刀架抬起 刀架转数控车床回转刀 架动作的要求是刀架抬起 刀架转位 刀架定位和刀架夹紧 2 转塔头式换刀装置 一般数控机床常采用转塔头式换刀装置 如数控车床的转塔刀架 数控钻镗床的多轴转塔头等 在转塔的各个主轴头上 预先安装有 各工序所需要的旋转刀具 当发出换刀指令时 各种主轴头依次转 到加工位置 并接通主运动 使相应的主轴带动刀具旋转 而其他 处于不同加工位置的主轴都与主运动脱开 33 3 刀库与换刀机械手的维护要点 1 严禁把超重 超长的刀具装入刀库 防止机械手换刀时掉刀或 发生碰撞 2 不管什么方式选刀时 刀具号要和刀库上所需刀具一致 3 手动方式放往刀库上装刀时 要确保装到位 装牢靠 刀座上 的锁紧也要可靠 4 经常检查刀库的回零位置是否正确 主轴 回换刀点位置到位 及时调整 5 要保持刀具刀柄和刀套的清洁 6 开机时 应先使刀库和机械手空运行 检查各部分工作是否正 常 行程开关 电磁阀 液压系统的压力等 4 刀架 刀库和换刀常见故障 1 刀库不能转动或转不到位 原因 链接电动机轴与蜗杆的联轴器松动 变频器有故障 应检查变频器输出 输入电压是否正常 PLC 无控制输出 有可能是指示接口板中的继电器失效 机械连接过紧或黄油黏涩 34 电网电压过低 2 刀套不能加紧工件 3 刀套上 下不到位 4 刀套不能拆卸或停留 5 电路问题 6 举例 刀库故障主要表现在 刀库运动故障 定位误差过大 机械手夹持刀柄不稳定和机械手 运动误差过大等 故障现象 故障原因 1 刀库刀套不 刀套上的调整螺母位置不对能卡紧刀具 2 刀库不能旋转 电机和蜗杆轴联轴器松动 3 刀具从机械 刀具超重 机械手卡紧销损 手中脱落 坏或没有弹出来 4 刀具交换时 换刀时主轴没有回到换刀点 掉刀 5 换刀速度过 气压太高或太低和节流阀开快或过慢 口太大或太小 35 实习作业 书 课题八数控机床主传动链的故障诊断 教学引入言 数控机床总体上分为机械和电气两大部分 请同学们谈谈对机 床机械部分的认识 简单的互动讨论 我们进入到本章的学习 学习机床机械故障的排除 教学目的 1 理解数控机床机械系统结构的组成 2 理解数控机床机械系统结构特点 3 掌握机械系统的故障诊断方法 4 掌握主轴部件的维修 实习重点与难点 1 机械故障诊断方法的使用 2 主轴部件的重点部位的维护 维修 实训教学方法 36 现场讲解 示范 媒体教学 实习使用设备 FANUC 数控车床 万用表 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 数控机床主传动链的故障诊断 主轴部件应具有与本机床工作性能相适应的高回转精度 刚度 抗振性 耐磨性和低的温升 在结构上必须能解决刀具和工件的装 夹 轴承的装配 轴承间隙调整和润滑密封等问题 数控机床的主轴部件一般包括主轴 主轴轴承和传动件等 对于加 工中心 主轴部件还包括刀具自动夹紧装置 主轴准停装置和主轴 孔的切屑消除装置 主轴轴承的配置形式 37 数控机床主轴轴承主要有以下几种配置形式 1 前支承采用双列短圆柱滚子轴承和 60 度角接触双列向心推力 球轴承 后支承采用向心推力球轴承 如图 2 30 a 所示 2 前支承采用高精度双列向心推力球轴承 如图 2 30 b 所示 3 前支承采用双列圆锥滚子轴承 后支承采用单列圆锥滚子轴承 如图 2 30 c 所示 一 维护特点 1 主轴润滑 1 油气润滑方 2 喷注润滑方式 2 防泄漏 如图所示 3 刀夹装置 7 24 大锥度锥柄 二 主传动链的维护 1 熟悉主传动链的结构 性能参数 2 注意主轴油箱温度和油量 3 住传动链出现故障 应立即停机排除故障 38 4 防止皮带打滑造成的丢失现象 5 定期观察液压系统的压力表 6 注意保持主轴与刀柄连接部位及刀柄的清洁 7 每年清洗过滤器和更换液压泵滤油器 8 每天检查主轴润滑恒温油箱 使油充足 9 防止各种杂质进入油箱 保持油液清洁 10 要及时调整主轴中液压缸活塞的位移量 11 经常检查压缩空气气压 并调整到标准要求值 三 主传动链的故障诊断 讲解重点 逐条分析 并加以实例 1 主轴发热 轴承损伤或不洁 主轴前端盖与箱体压盖研伤 润滑油脂耗尽或油 脂涂抹过多 2 主轴噪声 缺少润滑 大小皮带平衡不佳 齿轮啮合间隙不均或齿轮损坏 传 动轴损坏或弯曲 3 润滑油泄漏 润滑油量过多 密封件是否破损 管件损坏 39 4 刀具不能夹紧 碟形弹簧位移量较小 刀夹弹簧上螺母是否松动 5 刀具夹紧后不能松开 松刀弹簧压合过紧 液压缸压力和行程不够 6 主轴在强力切削时停转 电动机与主轴连接的皮带过松 皮带表面有油 使用过久 摩擦离 合器调整过松或磨损 7 主轴没有润滑油循环或润滑不足 油泵转向不正确或间隙过大 吸油管没有插入油箱的油面以下 油 管或滤油器堵塞 润滑油压力不足 总结与巩固 小结 考核知识点 作业等 1 主轴是数控机床的主要部件 通过本节要抓住以下几点进行讲解 结合基础课的理论 复习和掌握主轴的几种功能及结构 2 通过将结掌握常见主轴故障的排除方法 作业 书 40 课题九 数控机床进给传动链的故障诊断 滚珠丝杠螺母副和导轨副 教学引入言 数控机床的进给传动链包括哪几个组成部分 提问 其中的重点是滚珠丝扛副和导轨副 这就是我们今天学习的内容 教学目的 1 理解机床滚珠丝扛副的结构特点 2 理解机床滚珠丝扛副的维修要点 3 理解机床导轨副的结构特点 4 理解机床导轨副的维修要点 实习重点与难点 41 1 机床进给部件的布置形式 2 进给部件各环节的联接形式 3 进给传动链中 消除间隙的方法 调试方法 实训教学方法 现场讲解 示范 媒体教学 实习使用设备 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 一 滚珠丝杠螺母副 一 滚珠丝杠螺母副的维护 图表讲解 1 轴向间隙的调整 2 支承轴承的定期检查 42 3 滚珠丝杠副的润滑 4 滚珠丝杠的防护 二 滚珠丝杠副的故障诊断 结合实例讲解 1 滚珠丝杠副噪声 轴承的压盖压合情况不好 轴承可能破损 联轴器松动 丝杠润滑 不良 滚珠有破损 2 滚珠丝杠运动不灵活 轴向载荷过大 丝杠与导轨不平行 轴线与导轨不平行 丝杠弯曲 变形 3 滚珠丝杠副润滑状况不良 检查各滚珠丝杠副润滑 二 导 轨 副 一 导轨副的维护 图表讲解 1 间隙调整 1 压板调整间隙 2 镶条调整间隙 3 压板镶条调整间隙 2 滚动导轨的预紧 1 采用过盈配合 2 调整法 43 3 导轨的润滑 常用的润滑剂有润滑油和润滑脂 1 润滑方法 人工定期加油或用油杯供油 润滑泵供油 2 对润滑油的要求 工作温度变化时润滑油粘度要小 要有良好的润滑性能和足够的油 膜刚度 二 导轨的故障诊断 结合实例讲解 丝杠 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 丝杠运动不灵活 轴向预紧太大 丝杠或螺母轴线与导轨不平 行 丝杠弯 导轨 1 导轨研伤 机床长期使用 地基与床身水平有变化 使导轨局部单位面积负荷 过大 长期加工短工或承受过分集中的负荷 使导轨局部磨损严重 44 润滑不良 材质不佳 质量不符合要求 机床维护不良 导轨里落 入赃物 2 导轨上移动部件运动不良或不能移动 导轨面研伤 导轨压板研伤 导轨镶条与导轨间隙太小 调的太紧 3 加工面在接刀处不平 直线度超差 工作台塞铁松动或塞铁弯度太大 机床水平度差 使 导轨发生弯曲 总结与巩固 小结 考核知识点 作业等 1 进给传动链的维护内容是非常多的 关键是读图 这两节课机械 结构图很多 用利用动画和图表 给学生进行讲解 2 掌握进给传动链维护的要点和常见故障的排除 作业 书 45 课题十 数控机床主轴系统的故障诊断 教学引入言 前面我们学习了机床机械部件的故障 从今天这次课我们来学习电 气方面的故障 本章的内容是本课程的重点 涉及到的知识点多 46 理论实践性都很强 同学们 要充分结合已学过的相关课程 好下 面我们首先学习主轴驱动系统 教学目的 1 掌握伺服系统的作用 组成及分类 2 了解典型的主轴驱动系统 3 掌握进给伺服系统的故障形式及诊断方法 4 掌握主轴直流驱动的故障诊断方法及特点 5 掌握主轴交流驱动的故障诊断方法及特点 6 掌握变频器的相关知识 实习重点与难点 伺服工作的原理 主轴伺服的故障形式及可能的故障原因 主轴伺 服系统的故障及诊断 实训教学方法 现场讲解 示范 媒体教学 实习使用设备 实习前准备 1 组织教学 按时点名 47 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 1 故障形式 1 在 CRT 或操作面板上显示报警内容或报警信息 2 在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障 3 无任何故障报警信息 2 常见故障有 1 外界干扰 2 过载 3 主轴定位抖动 4 主轴转速与进给不匹配 5 转速偏离指令值 6 主轴异常噪声及振动 7 主轴电动机不转 48 2 常见故障有 1 外界干扰 2 过载 3 主轴定位抖动 4 主轴转速与进给不匹配 5 转速偏离指令值 6 主轴异常噪声及振动 7 主轴电动机不转 3 主轴直流驱动的故障诊断 由于直流调速性能的优越性 直流主轴电动机在数控机床的主 轴驱动中得到广泛应用 主轴电动机驱动多采用晶闸管调速的方式 1 控制电路 调速特点 速度环的输出是电流环的输入 可以根据速度指令 电压和转速反馈电压的差值及时控制电动机的转矩 在速度差值大时 转矩大 速度变化快 转速尽快达到给定值 当转速接近给定值时 转矩自动减小 避免超调 49 2 主电路 数控机床直流主轴电动机由于功率较大 切要求正 反转及停 止迅速 驱动装置采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆变调速系统 在制动时 除了缩短制动时间 还能将主轴旋转的机械能转变 成电能送回电网 还利用逻辑电路 使一组晶闸管工作时 另一组 的触发脉冲被封锁 切断两组之间流通的电流 例 1 某加工中心采用直流主轴电动机 逻辑无环可逆调速系统 当用 M03 指令起动时有 咔 咔 的冲击声 电动机换向片上有轻 微的火花 起动后无明显的异常现象 用 M05 指令使主轴停止时 换向片上出现强烈的火花 同时伴有 叭 叭 的放电声 随即交流回路的保险丝熔断 火花的强烈程度和电动机的转速成正比 但若用急停方式停止主轴 换向片上没有任何火花 分析诊断 急停 电阻能耗制动 正常停机 回馈制动 在任何时候不允许正 反两组同时工作 有火花说明逆变电 路有故障 例 2 某加工中心主轴在运转时抖动 主轴箱噪声增大 影响加工 50 质量 分析 经检查主轴箱和直流主轴电动机正常 把检查转到主轴电机 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 问题出在速度检测元件上 五 主轴交流驱动的故障诊断 一 6SC650 系列主轴交流驱动系统 1 驱动装置的组成 原理图 2 故障诊断 故障代码 辅助诊断 二 主轴通用变频器 总结与巩固 小结 考核知识点 作业等 51 课题十一数控机床机械故障诊断方法 教学引入言 教学目的 1 机械故障的原因 2 机械故障诊断 实习重点与难点 1 机械故障的原因 2 机械故障诊断 实训教学方法 现场讲解 示范 排故 实习使用设备 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 52 实习具体容 1 机械故障的原因 机床在运行过程中 机械零部件受到力 热摩 擦以及磨损等 诸多因素的作用 使其领部件偏离或丧失原有的功能 2 机械故障诊断 机床运行状态的识别 运行状态的信号获取 特征参数的分析 故障性质的判断和故障部位的确定 3 实用诊断技术 问 操作者 渐 突发 故障现象 加工件的情况 传动系统的 运动和动力 润滑 保养和检修情况 看 机床的转速变化 工件的表面粗糙度和振纹 颜色伤痕等 明显症状 听 机床运转声 强弱 频率高低等 闻 润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气 触 用手感来判别机床的故障 温升 振动 伤痕和波纹 爬 行 松紧 实用诊断技术在机械故障的诊断中具有实用简便 快速有 效的特点 但诊断效果的好坏在很大程度上要凭借维修技术人 53 员的经验 而且有一定的局限性 对一些疑难故障难以奏效 故障现象 故障原因 1 主轴发热 轴承损伤或不清洁 轴承油脂耗 尽 或油脂过多 轴承间隙过小 2 主轴强力 电机与主轴传动的皮带过松 切削停转 皮带表面有油 离合器松 3 润滑油泄漏 润滑油过量 密封件损伤或 失效 4 主轴噪声 缺少润滑 皮带轮动平衡 振动 不佳 带轮过紧 齿轮磨 损或啮合间隙过大 轴承 损坏 5 主轴没有或 油泵转向不正确 油管或 润滑不足 滤油器堵塞 油压不足 6 刀具不能 蝶形弹簧位移量太小 刀 夹紧 具松夹弹簧上螺母松动 54 7 刀具夹紧后 刀具松夹弹簧压合过紧 不能松开 液压缸压力和行程不够 作业 书 55 课题十二数控机床常见机械故障及处理方法 56 57 58 59 60 课题十三数控机床保养与维护 教学引入言 教学目的 实习重点与难点 1 规范操作 2 学会保养 实训教学方法 现场讲解 示范 媒体教学 实习使用设备 61 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 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 62 63 64 65 作业 书 66 课题十四 进给伺服系统的故障诊断 教学引入言 1 本次课的内容以学生动手为主 主要教会学生进给伺服系统的故 障诊断与排除 2 学生对这部分的内容很感兴趣 加强动手能力对学生有益 教学目的 通过交流进给伺服系统的调节来掌握交流伺服系统故障的诊断与 维修实习重点与难点 进给伺服系统的故障点的排除与诊断 实训教学方法 67 现场讲解 示范 媒体教学 实习使用设备 实习前准备 1 组织教学 按时点名 2 学生应按时整队 进入实习工厂 3 检查出勤情况 4 检查学生装束是否整体 工作服 安全帽 鞋 实习具体容 实验目的 懂得进给伺服驱动系统的故障诊断与排除 实验项目 进给驱动系统的操作 具体内容参见实训指导书 以上项目均在数控实训台上操作 每组之间互相讨论 实验小结 1 准确记录实验情况 2 总结实验中遇到的问题 并总结注意事项 68 69 课题十五 FANUC 数控车床故障现象及软件判别答案 教学目的 让同学们正确判别故障现象 FANUC 数控车床故障现象及软件判别答案数控车床故障现象及软件判别答案 故 障 号 故障实际位置区向 B 区 向 C G1主轴不能正转 反转 变频 COM BP 6 XT2 SCRBP 6 XT2 SCR 断 路 G2冷却 KM1 不工作 冷却 KM1 线圈 88 XT2 5088 XT2 50 断 路 G3主轴不能正转 能反转 变频正转 BP 1 XT2 FRBP 2 XT2 FR 断 路 G4主轴不能反转 能正转 变频反转 BP 2 XT2 RRBP 1 XT2 RR 断 路 70 G5 右门开关即使关闭 循环启动不能工作 但手动 MDI 能够工作 27 XT5 D1 断 路 G6 左门开关即使关闭 循环启动不能工作 但手动 MDI 能够工作 26 XT5 D2 断 路 G7刀架反转接触器不能吸合 刀架反转线圈 86 XT2 403XT2 403 86 断 路 G8 110V 交流电源没有 冷却刀架 KM1 KM3