数控机床故障诊断与维修.docx
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数控机床故障诊断与维修
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得故障维修与保养
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得故障维修与保养
任务一超程故障维修
任务二进给系统电气故障维修
项目三数控系统得故障维修与保养
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
项目五数控机床得安装与调试
任务一滚珠丝杆得安装与调试
任务二编码器得安装
任务三数控机床性能调试
项目一主轴传动系统得故障维修与保养
一实训目得
1了解变频主轴得组成
2熟悉主轴得机械机构及变频器得接线,主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、其它辅助功能模块与十字滑台等组成,通过此设备进行项目训练,能检验学生得团队协作能力,计划组织能力、交流沟通能力、职业素养与安全意识等。
三变频主轴常见故障维修与保养
1.变频器得功能、连接与调试
1)变频器操作面板说明
图1-2变频器操作面板
2)端子接线操作说明
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
电源接通时显示得监视器画面
0、00
2
按
键,进入PU运行模式
PU显示灯亮
3
按MODE键,进入参数设定模式
P0
4
旋转旋钮,将参数编号设定为ALLC
ALLC
5
按SET键,读取当前得设定值。
0
6
旋转旋钮,将值设定为1
1
7
按SET键确定
闪烁
(2)变更参数得设定值
设置步骤
操作
显示
电源接通时显示得监视器画面
0.00
按
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P1
P1
按SET键,读取当前得设定值。
120、0
旋转旋钮,将参数编号设定为50、00HZ
50、00
按SET键确定
闪烁
(3)主要参数设置
序号
参数代号
初始值
设置值
功能说明
1
P1
120
可调
上限频率(Hz)
2
P2
0
0
下限频率(Hz)
3
P3
50
50
电机额定频率
4
P4
50
50
多段速度设定(高速)
5
P5
30
30
多段速度设定(中速)
6
P6
10
10
多段速度设定(低速)
7
P7
5
2
加速时间
8
P8
5
0
减速时间
9
P73
1
0
模拟量输入选择
10
P77
0
0
参数写入选择
11
P79
0
3
运行模式选择
12
P125
50
可调
端子2频率设定增益频率
13
P160
9999
0
扩展功能显示选择
14
P161
0
1
频率设定、键盘锁定操作选择
15
P178
60
60
STF端子功能选择
16
P179
61
61
STR端子功能选择
17
P180
0
0
RL端子功能选择
18
P181
1
1
RM端子功能选择
19
P182
2
2
RH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公司得伺服驱动系统,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得故障维修与保养
一实训目得
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能够对进给部分得故障进行分析与处理
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,急停信号得输入点定义为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)与X9、1(Z轴),与24V进行常闭连接;限位信号输入点可以根据实际情况进行定义,与PMC程序中得点对应,与24V进行常闭连接。
限位信号与参考点信号得检测均使用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。
由于接近开关得驱动能力得限制,系统不能识别相应得信号,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数控系统得操作面板可分为:
LCD显示区、MDI键盘区(包括字符键与功能键等)、软键开关区与存储卡接口。
图2-1FANUC0iMate-TC主面板
2操作面板
图2-2FANUC0iMate-TC操作面板
项目三数控系统得故障维修与保养
一实训目得
1能进行PC机与数控机床之间得数据与传输
2能排除机床无法回参考点得故障
3能进行系统参数得修调
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:
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程序与设定相应得机床参数,可以对PMC应用程序得功能进行配置。
1)输入输出点得定义
FANUCMate0i-TC数控系统配套I/OLink有四个连接器,分别就是CB104、CB105、CB106与CB107,每个连接器有24个输入点与16个输出点,即共有96个输入点,64个输出点;本装置把CB104接口得部分信号作为辅助信号使用,把CB105与CB107用于操作面板上按钮(或按键)与对应指示灯得定义。
在PMC程序中X代表输入,Y代表输出,具体定义如下表,CB106中得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/输出信号得接线
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轴与Z轴得位置移动到负限位与参考点开关之间,按操作面板上得“参考点”键,启动回参考点运行方式,此时“X轴选”得指示灯闪烁,按下“X轴选”键,“X轴选”指示灯以更快得频率闪烁,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上显示参考点得坐标为0。
X轴回零完成后,“Z轴选”指示灯闪烁,按下“Z轴选”键,“Z轴选”指示灯以更快得频率闪烁,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上显示参考点得坐标为0。
五参数设置
数控系统正常运行得重要条件就是必须保证各种参数得正确设定,不正确得参数设置与更改,可能造成严重得后果。
因此,必须理解参数得功能,熟悉设定值,详细内容参考《参数说明书》。
1.显示参数得操作
1)按MDI面板上得“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。
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得参数所在得画面。
(1)用光标移动键或翻页键,显示需要得画面。
(2)由键盘输入要显示得参数号,然后按下[搜索]软健,这样可显示指定参数所在得页面,光标同时处于指定参数得位置。
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/SET”功能键,再按[设定]软键,可显示设定画面得第一页。
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100号报警。
5)按“SYSTEM”功能键,再按[参数]软键,进入参数画面,找到需要设定参数得画面,将光标置于需要设定得位置上。
6)输入参数,然后按“INPUT”键,输入得数据将被设定到光标指定得参数中;
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。
8)同时按下“RESET”键与“CAN”键,解除100号报警;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#FSSB放大器数目少。
注意:
在初次调试时最好进行全清,如果只就是进行参数得修改,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得参数,从而进行参数得修改,同时,FANUC数控系统还提供了一种简单快捷得操作方式,即“参数设定帮助菜单”,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▼”进入下一界面,如下图菜单二所示。
图3-5参数设定帮助菜单一
图3-6参数设定帮助菜单二
在图3-5所示得画面中,移动光标键,使光标停留在要设置得参数所在得选项,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,在画面得左下角会显示此参数得含义与设置选项。
有些参数以8位数值显示时,在系统屏幕上从右到左依次为第0到第7位,资料中以“XX#0”表示第XX号参数得第0位,以“XX#2”表示第XX号参数得第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
20
4
设置I/O通道为存储卡
3003#0
1
互锁信号无效
3003#2
1
各轴互锁信号无效
3003#3
1
各轴方向信号互锁信号无效
3004#5
1
超程信号:
0检查;1不检查
3105#0
1
实际进给速度显示
3105#2
1
主轴速度与T代码显示
3106#5
1
主轴倍率显示
3108#7
1
实际手动速度显示指令
3701#1
1
0:
带串行主轴;1:
不带
3708#0
1
检测主轴速度到达信号
3741
1400
主轴最高转速
7113
100
手轮进给倍率m
8131#0
1
手轮有效
2)在图3-5所示得画面上,选择“伺服设定”,进入“伺服设定”画面,按下[操作]→[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轴与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
156
156
AMR
指令倍乘比
2
2
柔性齿轮比N
1
1
(N/M)M
100
100
方向设定
-111
-111
速度反馈脉冲数
8192
8192
位置反馈脉冲数
12500
12500
参考计数器容量
10000
10000
3)在图3-5所示得画面,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
ΒiI3/6000
主轴最高速度
1400
电机最高速度
1400
主轴传感器类别
1
电机回转方向
1
位置编码器旋转方向
1
4)在图3-5所示得画面上,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#3
1
0
CNC控制轴数
1010
2
2
各轴编程用轴名
1020
88
90
基本坐标系轴得设定
1022
1
3
每个轴得伺服轴号
1023
1
2
各轴得伺服环增益
1825
3000
3000
各轴移动中允许得最大位置偏差量
1828
20000
20000
各轴停止时得最大允许位置偏差量
1829
500
500
旋转轴每一转得移动量
1260
360000
360000
各轴正方向存储行程检测1得坐标值
1320
根据实际位置测定
各轴负方向存储行程检测1得坐标值
1321
根据实际位置测定
空运行速度
1410
2000
2000
各轴快速运行速度
1420
3000
3000
各轴快速倍率F0得速度
1421
300
300
所有轴得最大切削进给速度
1422
4000
4000
各轴手动连续进给速度
1423
3000
3000
各轴得手动快速运行速度
1424
3000
3000
各轴回零得FL速度
1425
200
200
各轴快速进给得直线型加/减速时间常数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T2
1620
64
64
各轴插补后切削进给得加/减速时间常数
1622
64
64
插补后各轴JOG进给得加减速时间常数
1624
64
64
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
一实训目得
1能够读懂电气原理图
2能够进行数控机床电器元器件得检测
3能够对电气机床进行电气故障分析与处理
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
常用得电气控制系统图有电气原理图、电气安装图、电气接线图。
电气原理图就是用来表示电路个电气元件中导电部分得连接关系与工作原理得图。
电气安装图就是用来表明电气原理图中各元器件得实际安装位置,可视为电气控制系统复杂程度采取集中绘制或就是单独绘制。
电气接线图就是主要用于电器得安装接线、线路检查、线路维修与故障处理,通常接线图与电气原理图与元件安装图一起使用。
关于THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置得电气原理图与安装图详见附录所示。
项目五数控机床得安装与调试
一实训目得
1能够进行数控机床得滚珠丝杠安装
2能够进行数控机床得编码器安装
3能够进行数控机床得性能调试
二实训设备
THWLBF-1型数控车床维修技能实训考核装置
三滚珠丝杠得安装与调试
滚珠丝杠就是数控机床得主要组成部分,它将进给电动机得旋转运动转化为刀架得直线运动,采用滚珠丝杠螺母副传动,可以有效地提高进给系统得定位精度与灵敏度,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得精度,灵敏度与稳定性,将直接影响工件得加工精度,因此,进给运动系统必须满足下列要求:
(1)提高传动精度与刚度,消除间隙;
(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:
滚珠丝杠得安装与调试需从以下几个方面考虑:
一、滚珠丝杠得型号选择
二、滚珠丝杠得轴承选择与安装
三、X轴、Z轴装配图
四、滚珠丝杠副轴向间隙得调整
五、轴向间隙调整得方法
四编码器得安装
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,编码器把检测到得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得对应比例,完成不同形状、螺距得加工。
五数控机床性能调试
在安装完数控车床后,保留原车床得主轴箱部分,依靠变档进行主轴转速得调整。
对机床得相应机构进行必要得维与与修调,在检修过程中,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、主传动系统得调试
二、导轨副得修磨与调整
三、进给部件得安装调试
四、数控车床得调试
五、数控机床得验收
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与KM4,继电器从左到右依次为KA0、KA1、KA2、KA3、KA4、KA5与KA6,断路器从左到右依次为QF1、QF2、QF3、QF4与QF5。
2、端子排1得序号从左到右为1到48,定义如下:
序号
名称
定义
序号
名称
定义
1
QD
启动按钮NO触点
25
V10
伺服变压器TC1输入
2
QD
启动按钮NO触点
26
W10
伺服变压器TC1输入
3
QDL
启动按钮灯(DC42V)
27
U11
伺服变压器TC1输出
4
QDL
启动按钮灯(DC42V)
28
V11
伺服变压器TC1输出
5
TZ
停止按钮NC触点
29
W11
伺服变压器TC1输出
6
TZ
停止按钮NC触点
30
U12
X轴驱动器电源
7
TZL
停止按钮灯(DC42V)
31
V12
X轴驱动器电源
8
TZL
停止按钮灯(DC42V)
32
W12
X轴驱动器电源
9
24V
刀架霍尔开关电源+
33
U12
Z轴驱动器电源
10
0V
刀架霍尔开关电源-
34
V12
Z轴驱动器电源
11
T1
刀架刀位1
35
W12
Z轴驱动器电源
12
T2
刀架刀位2
36
U22
主轴电机
13
T3
刀架刀位3
37
V22
主轴电机
14
T4
刀架刀位4
38
W22
主轴电机
15
P24
数控系统电源+
39
U31
刀架电机
16
M0
数控系统电源-
40
V31
刀架电机
17
24V
开关电源DC24V
41
W31
刀架电机
18
0V
开关电源0V
42
U41
冷却电机
19
24V
开关电源DC24V
43
V41
冷却电机
20
0V
开关电源0V
44
W41
冷却电机
21
24V
开关电源DC24V
45
U50
控制变压器TC2输入
22
0V
开关电源0V
46
W50
控制变压器TC2输入
23
24V3
X轴CX29得NO端
47
U51
控制变压器TC2输出
24
U10
伺服变压器TC1输入
48
W51
控制变压器TC2输出
3、端子排2得序号从上到下为1到24,定义如下:
序号
名称
定义
序号
名称
定义
1
Vout
主轴模拟量输出电压
13
0V
Z正限位传感器电源-
2
GND
主轴模拟量输出地
14
ZL+
Z正限位传感器输出
3
24V
X正限位传感器电源+
15
24V
Z参考点传感器电源+
4
0V
X正限位传感器电源-
16
0V
Z参考点传感器电源-
5
XL+
X正限位传感器输出
17
Z0
Z参考点传感器输出
6
24V
X参考点传感器电源+
18
24V
Z负限位传感器电源+
7
0V
X参考点传感器电源-
19
0V
Z负限位传感器电源-
8
X0
X参考点传感器输出
20
ZL-
Z负限位传感器输出
9
24V
X负限位传感器电源+
21
YL
三色灯(黄)电源
10
0V
X负限位传感器电源-
22
GL
三色灯(绿)电源
11
XL-
X负限位传感器输出
23
RL
三色灯(红)电源
12
24V
Z正限位传感器电源+
24
0V
三色灯公共端
4、其她电路连接参见该设备得电气原理图。
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- 数控机床 故障诊断 维修