数控机床故障诊断与维修

1、数控机床故障诊断与维修实训报告系别：班级：姓名：学号：实训时间：实训内容项目一主轴传动系统的故障维修与保养任务一变频主轴常见故障维修与保养任务二伺服主轴常见故障与保养项目二进给传动系统的故障维修与保养任务一超程故障维修任务二进给系统电气故障维修项目三数控系统的故障维修与保养任务一数据传输与备份任务二机床无法回参考点故障维修任务三参数设置项目四数控机床电气控制故障维修与保养任务一数控车床电气故障排除与保养项目五数控机床的安装与调试任务一滚珠丝杆的安装与调试任务二编码器的安装任务三数控机床性能调试项目一主轴传动系统的故障维修与保养一实训目的1了解变频主轴的组成2熟悉主轴的机械机构及变频器的接线，主

2、要参数意义及设置方法3能够进行变频主轴常见故障维修二实训设备THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置图1-1THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置本装置由数控车床系统交流伺服模块、变频调速模块、冷却控制模块、刀架控制模块、变压器、网孔板、其它辅助功能模块和十字滑台等组成，通过此设备进行项目训练，能检验学生的团队协作能力，计划组织能力、交流沟通能力、职业素养和安全意识等。三变频主轴常见故障维修与保养1.变频器的功能、连接与调试变频器操作面板说明运行模式显示图1-2变频器操作面板2）端子接线操作说明电射动电阳.M里为咕止融.助电阻器过疥或烧阻.校制1入S号彳电任通人不可5i可通过慢人

3、端子功联号配prI7A-p-r.1A4）血且蜡I子肺功柩多及速度遗障瞩于PUY。间性为DC24y但却他用时，EM注瑞子同不事场骷1L转自幼Mr出停止慢嫌点旧入心孰搞口G4电器.'外部电并必仲管金其调国回回回田回国请五装地独地电器班电署输出集电极开路旧出运行中司通如=92曷BG1干功能变更枯子的财轮师通过峋出蜩于功焉5>K«pr18弧，p实型塔子的功健r*电锤开岛修里公郭峪亶.界料通圉J|RUH|独皇设定情号TB.阻：|时.谓:S力初岭usbwn廷曾接口内冠科摩捋M隆口接用电压箱出LDCQ-1训）4可曲迪也抑清人胧格切S»ipr3S7.iftlT变更iflJSj

4、IfelltfcAiO-DYO-10VJ时"调碍电隗电；H怪人场搜!开X否为7”.电册博入'*-20"A'5K率慢定克史财度高时.履再AzwIKGu尊享建定乐1ZWIK'2IDC0-5V|>DD-IDV：3-41粗心其UI4imw-a0aIIDCD-SV>XCCD-IW：4U上0工倚'胆慢开式Fu»口图1-3变频器接线端子图3）参数设置方法（1）恢复参数为出厂值设置步骤操作显示1电源接通时显示的监视器回向0.002按巴键，进入PU运行模式EXTPU显示灯亮3按MODE键,进入参数设定模式P04旋转旋钮,将参数编号设定为A

5、LLCALLC5按SET键,读取当前的设定值。06旋转旋钮,将值设定为117按SET键确定闪烁（2）变更参数的设定值设置步骤操作显示电源接通时显小的监视器回向0.00PU按EXT键，进入PU运行模式PU显示灯亮按MODE键，进入参数设定模式P0旋转旋钮，将参数编号设定为P1P1按SET键，读取当前的设定值。120.0旋转旋钮，将参数编号设定为50.00HZ50.00按SET键确定闪烁（3）主要参数设置厅P参数代号初始值设置值功能说明1P1120可调上限频率（Hz）2P200下限频率（Hz）3P35050电机额定:频空4P45050多段速度设定（高速）5P53030多段速度设定（中速）6P610

6、10多段速度设定（低速）7P752加速时间8P850减速时间9P7310模拟量输入选择10P7700参数写入选择11P7903运行模式选择12P12550可调端子2频率设定增益频率13P16099990扩展功能显示选择14P16101频率设定、键盘锁定操作选择15P1786060STF端子功能选择16P1796161STR端子功能选择17P18000RL端子功能选择18P18111RM端子功能选择19P18222RH端子功能选择四伺服主轴常见故障维修与保养1伺服驱动系统1)本装置采用FANUC公司的伺服驱动系统，具有如下特点：(1) 供电方式为三相200V-240V供电。(2) 智能电源管理模

7、块，碰到故障或紧急情况时，急停链生效，断开伺服电源，确保系统安全可靠。(3) 控制信号及位置、速度等信号通过FSSB光缆总线传输，不易被干扰。(4) 电机编码器为串行编码信号输出。图1-4驱动连接图项目二进给传动系统的故隙维修与保养一实训目的1能对急停、超程电路进行分析与维修2熟悉接线定义，会正确测量3能够进行参数调试及设置4能够对进给部分的故障进行分析和处理二实训设备THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置三超程故障维修对于FANUC0imate-TC数控系统，急停信号的输入点定义为X8.4,与24V进行常闭连接；参考点信号输入点定义为X9.0（X轴）和X9.1（Z轴），与24V进行常

8、闭连接；限位信号输入点可以根据实际情况进行定义，与PMC程序中的点对应，与24V进行常闭连接。限位信号和参考点信号的检测均使用NPN型接近开关，当档块碰到限位开关或参考点开关时，就会有限位信号或参考点减速信号产生。由于接近开关的驱动能力的限制，系统不能识别相应的信号，该装置同样通过继电器模块进行了电平转换。相应电路参见电气原理图。四进给系统电气故障维修1基本面板FANUC0iMate-TC数控系统的操作面板可分为：LCD显示区、MDI键盘区（包括字符键和功能键等）、软键开关区和存储卡接口。-100.000-100.000仔储卡接口餐MDI键盘运行W阉ACTFREFESItn工产品初科对面SLI

9、T2ml.ti-i用G4ZT1*软键开关区图2-1FANUC0iMate-TC主面板2操作面板方式选择、；功能选择LED显示区OflDOONOOOOQ图2-2FANUC0iMate-TC操作面板项目三数控系统的故障维修与保养一实训目的1能进行PC机与数控机床之间的数据与传输2能排除机床无法回参考点的故障3能进行系统参数的修调二实训设备THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置三数据传输与备份1FANUC0iMate-TC数控系统背面如下图所示:FSSB光缆连接线C0P10A-1(COP10A-2电池风扇电源线存储卡插槽保险二串行主轴/编褊口MDI(CA55)l/O-Unk(JD1A)RS2

10、32模拟主轴（JA4刃伺服检测卜-图3-1FANUC0iMateTC系统连接图1、输入输出信号FANUC数控系统内部集成了一个小型PMC（可编程机床控制器），通过编写机床PMC程序和设定相应的机床参数，可以对PMC应用程序的功能进行配置。1）输入输出点的定义FANUCMate0i-TC数控系统配套I/OLink有四个连接器，分别是CB104、CB105、CB106和CB107,每个连接器有24个输入点和16个输出点，即共有96个输入点，64个输出点；本装置把CB104接口的部分信号作为辅助信号使用，把CB105和CB107用于操作面板上按钮（或按键）和对应指示灯的定义。在PMC程序中X代表输入

11、，Y代表输出，具体定义如下表，CB106中的输入输出点在本装置中没有定义。CB104、CB105、CB107接口分配参考THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置说明书。2）数字输入/输出信号的接线图3-2数字输入信号接线原理图图3-3数字输出信号接线原理图四机床无法回参考点故障维修回参考点前，在手动方式下，将X轴和Z轴的位置移动到负限位和参考点开关之间，按操作面板上的参考点”键，启动回参考点运行方式，此时“第由选”的指示灯闪烁，按下“由选”键，“触选”指示灯以更快的频率闪烁，同时,X轴向正方向运行寻找参考点，当到达参考点开关时，X轴减速回零，同时在CRT上显示参考点的坐标为0。X轴回零完

12、成后，“轴选”指示灯闪烁，按下“轴选”键，“轴选”指示灯以更快的频率闪烁，同时，Z轴向正方向运行寻找参考点，当到达参考点开关时，Z轴减速回零，同时在CRT上显示参考点的坐标为0。五参数设置数控系统正常运行的重要条件是必须保证各种参数的正确设定，不正确的参数设置与更改，可能造成严重的后果。因此，必须理解参数的功能，熟悉设定值，详细内容参考参数说明书。1.显示参数的操作1）按MDI面板上的“SYSTEM功能键数次，或者按“SYSTEM功能键一次,再按参数软键，选择参数画面。PARAWETEEL(FEZEriATZ)00001H1234j匡囱国POSPROGOFS/9ET1401RERJ3RRFU0

13、00CLRPRP30QDLFHFR叵）回国SYS7EMTtSSAGE143014111420DRYRU3FEiDRATE工NIT,HCTLN。FRAPIDFEECRATEIIjlr.15QC01500015000功能犍光标MEM31BIMTNFIN10:C2:35EARAN)CDGMOSDjPMCSYSTEM)破问菜单特【I8RT1«软斛显示（项口诜杆）IZZIEE牧维护展菜单键图3-4参数画面2）参数画面由多页组成，可以通过以下两种方法选择需要显示的参数所在的画面。（1）用光标移动键或翻页键，显示需要的画面。（2）由键盘输入要显示的参数号，然后按下搜索软健，这样可显示指定参数所在的

14、页面，光标同时处于指定参数的位置。2 .用MDI设定参数1）在操作面板上选择MDI方式或急停状态。2）按下“OFS/SE呦能键，再按设定软键，可显示设定画面的第一页。3）将光标移动到参数写入”处，按操作软键，进入下一级画面。4）按NO:1软键或输入1,再按输入软键，将参数写入”设定为1;这样参数处于可写入状态，同时CNC发生100t报警。5）按“SYSTEM功能键，再按参数软键，进入参数画面，找到需要设定参数的画面，将光标置于需要设定的位置上。6）输入参数，然后按“INPUT键，输入的数据将被设定到光标指定的参数中；7）参数设定完毕，需要将参数写入”设置为0,即禁止参数设定，防止参数被无意更改

15、。8）同时按下“RESET®和“CAN键，解除100报警；有时在参数设定中会出现报警000（需要切断电源），此时要关闭数控系统电源再开启。3 .上电全清系统第一次通电时，最好先做一次全清，所谓全清就是将系统所有参数恢复出厂设置，即在系统启动过程中，同时按下MDI面板上RESET+DEL键。全清后一般会出现如下报警：100#参数写保护打开。506/507#硬超程报警。417#伺服参数设定不正确。5136#FSSBM大器数目少。注意：在初次调试时最好进行全清，如果只是进行参数的修改，切勿全清！4 .参数设定通常情况下，在参数设置画面输入参数号就可以搜索到对应的参数，从而进行参数的修改，同

16、时，FANUC数控系统还提供了一种简单快捷的操作方式，即参数设定帮助菜单工在这里可以分类设置参数。按几次“SYSTEM功能键，进入参数设定帮助菜单”画面，如下图所示;按一下“Page梃入下一界面，如下图菜单二所示。参设定镭助菜单轴伺伺鬲主端譬髅酸1、启动器图3-5参数设定帮助菜单一参数设定帮助菜单3调整伺服调整主轴调整图3-6参数设定帮助菜单二在图3-5所示的画面中，移动光标键，使光标停留在要设置的参数所在的选项，按下操作软键，再按选择软键，进入参数设置画面，在此分别设置各参数值；当光标移到某一参数时，在画面的左下角会显示此参数的含义和设置选项。有些参数以8位数值显示时，在系统屏幕上从右到左依

17、次为第0到第7位，资料中以“XX#0表示第XX号参数的第0位，以“XX#2表示第XX号参数的第2位。1）按下“SYSTEM功能键，再按参数软键，找到参数设置画面，在参数画面设置下列参数：参数号数值备注204设置I/O通道为存储卡3003#01互锁信号无效3003#21各轴互锁信号无效3003#31各轴方向信号互锁信号无效3004#51超程信号：0检查；1不检查3105#01实际进给速度显示3105#21主轴速度和T代码显示3106#51主轴倍率显示3108#71实际手动速度显示指令3701#110:带出行主轴；1:不带3708#01检测主轴速度到达信号37411400主轴最高转速7113100

18、手轮进给倍率m8131#01手轮后效2）在图3-5所示的画面上，选择伺服设定”，进入伺服设定”画面，按下操作一选择-NEXT扩展键-切换显示设定画面，设置以下参数，在本画面中可以通过轴变更软键，在X轴和Z轴之间切换。参数含义X轴Z轴初始化位设定值电机代码156156AMR指令倍乘比22柔性齿轮比N11(N/M)M100100方向设定-111-111速度反馈脉冲数81928192位置反馈脉冲数1250012500参考计数器容量10000100003）在图3-5所示的画面，选择主轴设定”，进入主轴设定”画面，设置以下参数：电机代码251电机名称BiI3/6000主轴最高速度1400电机最高速度14

19、00主轴传感器类别1电机回转方向1位置编码器旋转方向14）在图3-5所示的画面上，选择轴设定”，进入轴设定”画面，设置以下参数:参数定义参数号设定值X轴Z轴1:直径编程；0:半径编程1006#310CNC控制轴数101022各轴编程用轴名10208890基本坐标系轴的设定102213每个轴的伺服轴号102312各轴的伺服环增益182530003000各轴移动中允许的最大位置偏差量18282000020000各轴停止时的最大允许位置偏差量1829500500旋转轴每一转的移动量1260360000360000各轴止方向存储行程检测1的坐标值1320根据实际位置测定各轴负方向存储行程检测1的坐标1

20、321根据实际位置测定值空运行速度141020002000各轴快速运行速度142030003000各轴快速倍率F0的速度1421300300所有轴的最大切削进给速度142240004000各轴手动连续进给速度142330003000各轴的手动快速运行速度142430003000各轴回零的FL速度1425200200各轴快速进给的直线型加/减速时问常数T或铃形加/减速时间常数T1,各轴快速移动铃型加减速时间常数T216206464各轴插补后切削进给的加/减速时问常数16226464插补后各轴JOG进给的加减速时间常数16246464注意：在参数设定后，要先断电再上电，以使参数设置生效。上表所列参

21、数为常用参数。项目四数控机床电气控制故障维修与保养一实训目的1能够读懂电气原理图2能够进行数控机床电器元器件的检测3能够对电气机床进行电气故障分析和处理二实训设备THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置三数控车床电气故障排除及保养常用的电气控制系统图有电气原理图、电气安装图、电气接线图。电气原理图是用来表示电路个电气元件中导电部分的连接关系和工作原理的图。电气安装图是用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可视为电气控制系统复杂程度采取集中绘制或是单独绘制。电气接线图是主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件安装图一起使用。关于THWLBF-

22、1型数控车床维修技能实训考核装置的电气原理图与安装图详见附录所示。项目五数控机床的安装与调试一实训目的1能够进行数控机床的滚珠丝杠安装2能够进行数控机床的编码器安装3能够进行数控机床的性能调试二实训设备THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置三滚珠丝杠的安装与调试滚珠丝杠是数控机床的主要组成部分，它将进给电动机的旋转运动转化为刀架的直线运动，采用滚珠丝杠螺母副传动，可以有效地提高进给系统的定位精度和灵敏度，防止爬行。通过滚珠丝杠螺母副带动刀架移动，数控机床进给传动装置的精度，灵敏度和稳定性，将直接影响工件的加工精度，因此，进给运动系统必须满足下列要求：(1)提高传动精度和刚度，消除间隙；

23、(2)减小摩擦阻力；(3)减小运动部件惯量；(4)对系统添加适度阻尼，减轻震动影响。因此：滚珠丝杠的安装与调试需从以下几个方面考虑：一、滚珠丝杠的型号选择二、滚珠丝杠的轴承选择与安装三、X轴、Z轴装配图四、滚珠丝杠副轴向间隙的调整五、轴向间隙调整的方法四编码器的安装为了使数控机床能切削螺纹，在主轴旁安装主轴编码器来反馈主轴实际转速，编码器把检测到的实际主轴转速经隔离电路以及I/O接口送给数控系统。数控系统控制进给轴电机与主轴转数的对应比例，完成不同形状、螺距的加工。五数控机床性能调试在安装完数控车床后，保留原车床的主轴箱部分，依靠变档进行主轴转速的调整。对机床的相应机构进行必要的维和和修调，在

24、检修过程中，导轨磨损严重，精度不能满足要求，因此进行磨削处理，最后将其它部件组合装配，并且进行调试。一、主传动系统的调试二、导轨副的修磨与调整三、进给部件的安装调试四、数控车床的调试五、数控机床的验收附录：数控车床布局说明图1数控车床器件布局图1、如图1所示，交流接触器从左到右依次为KM0、KM1、KM2、KM3和KM4,继电器从左到右依次为KA0、KA1、KA2、KA3、KA4、KA5和KA6,断路器从左到右依次为QF1、QF2、QF3、QF4和QF5。2、端子排1的序号从左到右为1到48,定义如下:序号名称定义序号名称定义1QD启动按钮NO触点25V10伺服变压器TC1输入2QD启动按钮NO触点26W10伺服变压器TC1输入3QDL启动按钮灯(DC42V)27U11伺服变压器TC1输出4QDL启动按钮灯(DC42V)28V11伺服变压器TC1输出5TZ停止按钮NC触点29W11伺服变压器TC1输出6TZ停止按钮NC