数控机床的故障诊断与维修方法

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。

学号：中州大学《机电设备故障诊断与维修技术》数控机床的故障诊断与维修总结专业：机械制造与自动化姓名：班级：机制一班指导教师：评定成绩：完成日期：2012 年 12 月 10 日目录前言 (3)一、数控机床 (4)1、数控机床的特点及加工 (4)2、数控机床使用中应注意的事项 (4)二、数控机床故障的特点与类型 (5)1、数控机床故障特点 (5)2、数控机床故障类型 (5)三、数控机床故障诊断方法 (5)四、数控机床故障维修步骤与方法 (6)1、数控机床故障维修步骤 (6)2、数控机床故障维修方法 (7)五、心得体会 (7)六、参考文献 (8)前言随着科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。

数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。

数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。

它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。

数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。

因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。

但由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。

通过洛拖的实习，见到了各种先进的数控设备,仔细观察了工人师傅的操作及其维护修理过程,参考一些资料，了解到一些数控机床的故障诊断和维修方法，做一点总结，为以后的工作奠定一定的基础，让自己在机械行业能更快更好的发展。

一、数控机床1、数控机床的特点及加工数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。

数控机床故障诊断与维修一、教学目标1. 了解数控机床的基本概念、分类及其特点。

2. 掌握数控机床的故障诊断与维修方法。

3. 熟悉数控机床常见故障现象及其原因。

4. 学会使用数控机床故障诊断与维修工具。

二、教学内容1. 数控机床概述数控机床的定义数控机床的分类数控机床的特点2. 数控机床故障诊断与维修方法故障诊断与维修的基本方法故障诊断与维修的步骤故障诊断与维修的工具三、教学重点与难点1. 教学重点：数控机床的基本概念、分类及其特点。

数控机床故障诊断与维修方法。

数控机床常见故障现象及其原因。

2. 教学难点：数控机床故障诊断与维修的步骤。

数控机床故障诊断与维修工具的使用。

四、教学方法与手段1. 教学方法：讲授法：讲解数控机床的基本概念、分类及其特点。

实践法：演示数控机床故障诊断与维修的操作过程。

案例分析法：分析数控机床常见故障案例。

2. 教学手段：投影仪：展示数控机床的图片、故障案例等。

数控机床模型：演示故障诊断与维修的操作过程。

故障诊断与维修软件：模拟数控机床故障诊断与维修过程。

五、教学安排1. 课时：32课时（2学分）2. 授课方式：理论课与实践课相结合3. 实践课安排：数控机床模型操作训练六、教学评价1. 平时成绩：学生的出勤、课堂表现、作业完成情况。

2. 实践操作考核：学生在实践课中的操作技能表现。

3. 故障诊断与维修报告：学生针对模拟故障进行的诊断与维修报告。

4. 期末考试：包括选择题、填空题、简答题和案例分析题。

七、教学资源1. 教材：数控机床故障诊断与维修教材。

2. 投影仪：用于展示图片、视频等教学内容。

3. 数控机床模型：用于实践操作演示和训练。

4. 故障诊断与维修软件：模拟数控机床故障诊断与维修过程。

5. 网络资源：查询相关资料、案例分享等。

八、教学进度计划1. 第1-4课时：数控机床概述2. 第5-8课时：数控机床故障诊断与维修方法3. 第9-12课时：数控机床常见故障现象及其原因4. 第13-16课时：故障诊断与维修工具的使用5. 第17-20课时：实践操作训练6. 第21-24课时：故障诊断与维修案例分析7. 第25-28课时：教学评价与总结九、教学总结1. 总结数控机床故障诊断与维修的基本概念、方法及其应用。

项目2：FANUC 0I MATE-D数控系统调试与维修任务1 FANUC 0I MATE-D数控系统的操作任务2 FANUC 0I MATE-D数控系统的连接任务3 FANUC 0I MATE-D数控系统电源故障任务4 FANUC 0I MATE-D数控系统基本参数设置任务5 FANUC 0I MATE-D数控系统报警故障任务1 FANUC 0I MATE-D数控系统的操作 2.1.1 FANUC 0i Mate-D数控系统MDI面板1.MDI键盘区上面四行为字母、数字和字符部分，用于字符的输入；其中“EOB”为分号（;）输入键。

2.SHIFT键：上档键；3.CAN键：退格/取消键；4.INPUT键：写入键；5.ALTER键：替换键；6.INSERT键：插入键；7.DELETE键：删除键；8.PAGE键：翻页键；9.HELP键：帮助键；10.RESET键：复位键；11.方向键；软键区；下页键（NEXT）。

任务1 FANUC 0I MATE-D数控系统的操作2.1.2数控系统和加工操作有关的画面1. 回参考点（REF）：进行机床机械坐标系的设定，用机床操作面板上各轴返回参考点用的按钮使刀具沿指定的方向移动。

2. 手动（JOG）：按机床操作面板上的进给轴方向选择开关，机床沿选定轴的选定方向移动。

3. 增量进给（INC）：按机床操作面板上的进给轴和方向选择开关，机床在选择的轴选方向上移动一步。

4. 手轮进给（HND）：通过旋转机床操作面板上的手摇脉冲发生器使机床连续不断地移动。

5. 存储器运行（MEM）：程序预先存在存储器中，当选定一个程序并按了机床操作面板上的循环启动按钮时，开始自动运行。

6. MDI运行：在MDI面板上输入10行程序段，可以自动执行，MDI运行一般用于简单的测试操作。

7. 程序编辑（EDIT）：进行数控加工程序的编辑、修改、查找等功能。

任务1 FANUC 0I MATE-D数控系统的操作 2.1.3 数控系统和机床维护操作有关的画面1.参数设定画面2.诊断画面3.PMC画面4.伺服监视画面5.主轴监视画面任务2 FANUC 0i Mate-D数控系统的连接 2.2.1 FANUC 0i Mate-D数控系统基本构成C 控制用CP电源回路2.2-4轴控制卡3.LCD 显示控制4.MDI 接口电路5.I/O LINK串行输入输出接口电路6.主轴控制接口7.RS232C接口8.存储卡接口任务2 FANUC 0i Mate-D数控系统的连接 2.2.2 FANUC 0i Mate-D数控系统整体连接2.2.3 FANUC 0i Mate-D控制单元硬件连接图1.图2.2.2.4 FANUC 0i Mate D控制单元接口任务3 FANUC 0i Mate-D数控系统电源故障 2.3.1 数控系统电源接通与切断控制数控系统控制电源不能正常接通，是数控机床维修过程中经常遇到的故障之一，维修时必须从数控机床电源回路工作原理入手。

数控车床伺服刀塔故障诊断与维修摘要：刀塔是数控车床的主要构件，是加工安全性和精度的关键保障，但是刀塔加工的原理和结构都比较复杂，在运转中面临潜在故障，比如刀塔锁不紧或者是运转不到位。

引发刀塔故障的因素是多方面的，本文详细论述伺服刀塔的相关问题，主要是刀塔的常见问题和故障判定方式，以及面临不同的故障如何进行高效修复。

关键词：数控车床；伺服刀塔；故障诊断；维修引言：为了强化数控车床的加工效果，就需要重视伺服刀塔的运行品质，尤其要关注刀塔运转的故障现象，判定刀塔无法锁紧和转半位的原因，然后开展针对性的修复过程，强化刀塔的运转的可靠性，提升刀塔中各个组件的性能，强化整个车床的加工性能和效率。

一、工作原理伺服刀塔是非常关键的机床组件，结构形式十分复杂，但是作业的可靠性和速度都非常高，主要构成为传感器和电机等设备，通过活塞控制分度盘的运行，并且借助于编码器的功能来实现转刀的环节价格，即将转刀的指令输入控制设备中，刀塔就能够依照程序设定实现操作，当刀位正确时，能够保障稳定的加工过程。

二、故障诊断和维修（一）刀塔锁不紧这是伺服刀塔的主要故障，当刀塔不能锁紧的时候，会影响到刀塔的操作安全，总体而言，刀塔锁不紧的情况和维修策略如下所述：1.在换刀结束后，发现刀塔存在晃动问题，再搬动之后无法有效弹回，这是刀塔锁不紧的明显症状。

由此可以判定三联齿盘的问题，可能是其啮合不到位才引发了刀塔的晃动现象。

在实际的情况中，紧缩面之间的关系决定了该装置的啮合情况，也就是相关的紧缩面必须处于合理的齿轮位置，在运行状态中，如果齿轮无法趋于紧缩面的顶部，就会存在啮合不到位的隐患。

该问题一是源于齿轮元件的品质，二是源于设备的轴向距离不合理，倘若装置中存在异物，设备的轴向间距就无法保障，干扰到齿盘的啮合，导致刀塔无法锁紧的问题。

有效的维修策略：一是查验齿轮的状况，如果检查到齿轮磨损，就将齿轮尽快更换掉，二是查看轴向间距，及时调节距离，并且将装置内的异物清理掉。

第1章同步练习参考答案1．评价机床可靠性能指标有哪些，各是什么含义？答：MTBF—平均无故障工作时间，指设备在一个比较长的使用过程中，两次故障间隔的平均时间。

MTTR—平均无故障连续工作时间，指从开始排除故障直到数控设备能正常使用所需要的时间，反映了数控设备的可维修性。

A—平均有效度，指正常工作时间与总时间之比，是衡量数控机床的可靠性和可维修性的指标。

2．简述数控机床日常维护的内容。

答：分机床维护与系统维护。

机床维护遵循检查规范，日常作好开机前后机床外观与运行状况的检查，并作好运行状态记录；并按规范作机床的日检、月检查和半年检查。

系统的维护主要是作运行电网的检查，通风散热状况，湿气与潮气的检查与开机排除，灰尘杂质的清理等。

3．从事数控维修的人员要满足哪些要求？答：要熟悉数控机床的功能和操作；要有一定的维修经验外，还要具有较宽的知识面，要了解计算机技术、电子技术、自动控制、传感与检测技术、电机控制、机床、加工工艺、液压、气动等方面的知识；能看懂相关技术资料，对机床的结构、电气布局、电缆连接、PLC程序等要做到心中有数；勤作记录，会使用必备检测器具。

第2章同步练习参考答案1．数控机床安装调试包括哪几方面工作？答：数控机床的基础处理和落位，数控机床部件组装。

2．数控机床开机调试应注意哪些步骤？答：通电前检查电源相序，操作面板上按扭及开关，限位开关，电磁阀，接线质量，CNC 电器箱，机床电器等。

通电后作功能试验，主轴变速试验，手动主轴变速试验，手动或增量方式试验返回参考点试验，导轨润滑、滚珠丝杠润滑试验超程保护试验，认真核对参数，CNC电器箱通电检查，液压系统检查，强电各部分电压测量等。

3．简述数控机床的硬件构成及各组成部分在数控机床上的功用？答：数控机床—般由数控装置(CNC)、数控装置的辅助部件、输入输出设备、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、机床本体及测量装置组成。