数控机床故障诊断与维修课程教案_图文.

第一篇：数控机床故障诊断与维修课程教案_图文.

安徽机电职业技术学院数控机床故障诊断与维修课程 教 案 课程编号: 教师姓名: 专业班级: 开课时间: 教案填写要求

1.一门课程的教案应包括三个层面的设计:(1课程内容、教学基本要求、教学手段、教学方法设计等,主要解决本门课教什么、怎么教的问题

(2各章节内容、教学方法、要求设计等,主要解决各章节教什么,怎么教;(3一次课教学内容、教学方法、要求设计等,主要解决一次课教什么、怎么教。

2.一次课的教案内容原则上应包括本次课的教学目的、教材分析、教学过程、教学后记等方面。其中教学目的是课堂教学活动围绕的中心和力求达到的目标。教材分析则要找出本次课的重、难点及关键,并确立突出重点、克服难点、抓住关键的方案;教学过程是教案的主体,要按引入新课、讲授、总结与巩固三方面详细设计;教学后记是教案执行情况的经验总结,目的在于改进和调整教案,为下一轮课讲授设计更加良好的教学方案。

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到而进行的自我保护.四.负载对地短路的故障诊断(列举实例

当一个电源同时供几个负载使用时,若其中一个负载发生短路,就可能引起其他负载的失电故障.(二数控实训台电路板的电气连接 实训目的:弄懂机床电气原理图。

实训装置:万用表、“+”、“一”螺丝刀、实训台电路板等.安徽机电职业技术学院教案首页

安徽机电职业技术学院教案续页

第二篇：数控机床故障诊断与维修学习心得

数控机床故障诊断与维修

摘要:数控机床促进我国机械制造业的发展，数控机床是机电一体化技术在机械加工领域中应用的典型产品，具有高精度、高效率和高适应性的特点，适于多种、中小批量复杂零件的加工。数控机床故障诊断与维修的基本目的是提高数控设备的可靠性。数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。关键字：数控故障

数控维修

一

数控机床的维护和保养

1.1数控机床的日常维护 1）严格遵守维护制度 数控系统的编程，操作人员和维修人员必须进行严格的专门培训，熟悉所用数控机床的功能和使用方法，正确的使用机床，避免因操作不当引起的故障。2）数控柜和强电柜的门应尽量少开少关 加工车间一般的空气中都有油雾，灰尘金属粉末等颗粒物，当它们落在数控系统内的电子器件或电路板上，容易引起元器件或电路板的损坏，因此数控柜和强电柜的门应尽量少开少关。如果数控系统超长时间负载工作时，要用正确的散热方法，想办法将对数控系统的外部温度。不得随意开关柜门。3）经常检查电网电压

一般数控系统允许的电网电压波动范围内进行，否则是数控系统不稳定，有可能造成重要元器件的损坏。要经常注意电压电网的波动，特别是电网质量比较差的地区，应及时配置数控系统用的交流稳压装置。

4）定时清扫数控柜的散热通风系统

应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许超过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠 1.2数控机床的3级保养

1）数控机床的1级保养主要内容有：班前、班中、班后检查并严格遵守每天检查对于数控机床来说，合理的日常维护措施，可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

2）数控机床的2级保养主要内容有：对主轴箱、各坐标进给传动系统、液压系统、中心润滑系统、冷却系统、气动系统、外观的清理并按照保养的要求去做。

3）数控机床的3级保养主要内容有:对主轴箱、刀塔、尾座要求清理、清洁。对整体外观和各个系统要求清洁，检查和校验。1.3 数控机床维修

1）数控机床故障的种类

数控机床诊断一般是机床提供的自诊断报警信息来排除，在故障排除的过程中也会采用一些典型的方法来辅助，主要有：启动自诊断，在线诊断和离线诊断。

二

数控机床典型故障与诊断

2.1数控机床主轴故障排除的方法 1）外界干扰。主轴在运转过程中出现无规律的震动或转动，出现这类情况时，令主轴转速指令为零，调整零速平衡电位或飘移补偿量参数值，观察是否因参数系统变化引起故障，若调整后仍不能消除该故障，则多为外界干扰引起的。把电源进线端加装电源净化装置，动力线和信号线分开，布线要合理，信号线和反馈线按要求屏蔽，接地线要可靠。

2）主轴过载，主轴电机过热、CNC装置和主轴驱动装置显示过流报警，主要是主轴电机通风系统不良造成、电力接线接触不良、电机切削用量过大，主轴频繁正、反等引起电流增加，采取保持主轴电动机通风系统良好，保持电动机通风系统良好，保持过滤网清洁，检查动力线端子接触情况，严格按照机床操作规程，正确操作机床。

3）主轴定位抖动。当主轴在正常加工时没有问题，仅在定位事产生抖动，主轴定位一般分机械、电气和编码器3中准停定位，当定位机械执行机构不到位，检测装置反馈信息有误差时产生的抖动，另外，主轴定位要有一个减速过程，如果减速或增益参数设置不当，也会引起故障。采取方法，根据主轴定位的方式，主要检查各定位、减速检测元件的工作状态和固定安装情况，如限位开关、接近开关、霍尔元件等。

4）不执行螺纹加工。（1）对于主轴编码器与系统之间的链接不良产生的故障，可通过检查链接电缆接口及电缆线找出故障并修复。（2）对于主轴编码器的位置信号PA、*PA、PB、*PB不良或连接电缆断开产生的故障，可通过系统显示装置上是否有主轴速度显示来判别，如果无主轴速度显示则为该类报警。（3）对于主轴编码器的一转信号PZ、*PZ不良或连接电缆断开产生的故障，可通过加工指令G99和G98切换来判别，如果G98进给切削正常而G99进给切削不执行，则为该类故障。如果以上故障都排除，则为系统本身故障，即系统存储板或系统主板故障。

5）主轴转速与进给不匹配。当主轴与进给同步配合加工时，要领先主轴上的脉冲编码器检测反馈信息，若脉冲编码器或连接电缆线有问题，会引起上述故障。

通过调用I/O状态数据，观察编码器信号线的通断状态；取消主轴与进给同步配合，用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序，可判断故障是否与编码器有关。

更换维修编码器，检查电缆线接线情况，特别注意信号线的抗干扰措施。

6）转速偏离指令值。实际主轴转速值超过指令给定的转速范围。电动机负载过大，引起转速降低，或低速极限值设定太小，造成主轴电动机过载；测速反馈信号变化，引起速度控制单元输入变化；主轴驱动装置故障，导致速度控制单元错误输出；CNC系统输出的主轴转速模拟量没有达到与转速指令相对应的值。检查空载运转主轴，检测比较实际转速和指令值，判断故障是否由负载过大引起；检查测速装备及电缆线，调节速度反馈量大小，使实际主轴转速达到指令值；用备件判断驱动装置故障部位；检查信号电缆线连接情况，调整有关参数使CNC系统输出的模拟量与转速指令值相对应。

7）主轴异常噪声及振动。区别是由于机械部分链接松动或磨损还是电气驱动部分闭环振荡引起。用机电分离的方法判断开机械和电气部分的连接，分别加以测试

8）主轴电动机不转。如果CNC侧有报警，则按报警提示处理，如无报警，主轴不转，则可能是主轴伺服驱动或变频器缺少模拟量速度给定或使能控制信号。措施是如果CNC给定的电压在0~10伏的电压信号则可以在CNC侧输入指令后，通过万用表来测量伺服驱动输入信号来确认，对于使能信号可以通过PLC I/O状态观察PLC是否有输出控制信号或能用万能表检查使能端子闭合判断。也有可能是CNC或是伺服驱动、变频器参数设定引起的。

总之，数控机床故障产生的原因是多种多样的，有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中，要分析故障产生的可能原因和范围，然后逐步排除，直到找出故障点，切勿盲目的乱动，否则，不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到减少机床的故障,让机床使用寿命更长。

三参考文献

[1] 刘江.数控机床故障诊断与维修 [M].北京：高等教育出版社，2009.[2] 姜洪平.数控机床故障诊断与维修 [M].北京：北京理工大学出版社，2006.[3] 孙慧平.数控机床调试安装技术 [M].北京：电子工业出版社，2008.[4] 刘树表.数控机床故障诊断与维修 [M].北京：人民邮电出版社，2009.[5] 李继忠.数控机床螺距误差补偿与分析 [J].组合机床与自动化加工技术，2010.

第三篇：数控机床的故障诊断与维修总结

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…………………………………62、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。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。

数控机床具有高度柔性，高的加工精度，加工质量的稳定与可靠，高的生产效率，并且为机电一体化设备，节省大量的人力与物力，便于自动化管理等特点。随着数控设备不断在生产生活中的深入使用，其维护与维修也成了重中之中，因此这就要求维修人员具有深厚的实践经验与熟练的技术，能准确对机床进行故障定位，并且及时解决，防止出现机器停机，造成经济损失等。

数控加工一般包括以下几个内容：

1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分； 2)利用图形软件（如UG）对需要数控加工的部分造型；

3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）；

4)轨迹的仿真检验； 5)生成G代码； 6)传给机床加工。

2、数控机床使用中应注意的事项

使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料，以便正确操作使用机床，并注意以下几点：

1)机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床；非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。只有专业维修人员才允许打开电柜门，进行通电检修；

2)除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用 4

户不能私自修改，否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害；修改参数后，进行第一次加工时，机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认机床正常后再使用机床；

3)机床的PLC程序是机床制造商按机床需要设计的，不需要修改。不正确的修改，操作机床可能造成机床的损坏，甚至伤害操作者；建议机床连续运行最多24小时，如果连续运行时间太长会影响电气系统和部分机械器件的寿命，从而会影响机床的精度；机床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作，否则将引起严重的后果。

二、数控机床故障的特点与类型

1、数控机床故障特点

数控机床故障的特点：数控机床一般由数控系统，包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统，强电控制柜，机床本体和各类辅助装置组成。数控机床的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性，引起数控机床故障的因素又很多，不能只看故障的表像，要透过现象去检查引起故障的综合因素，找到引起故障的根源，采取合理的方法给予排除。

2、数控机床故障类型

1）、NC系统故障

NC系统故障会引起硬件故障和软故障。2）、伺服系统的故障

由于数控系统的控制核心是对机床的进给部分尽心数字控制，而进给是由伺服单元控制伺服电机，带动滚珠丝杠来实现的，由旋转编码器做位置反馈元件，形成位置控制系统。伺服系统故障一般是由伺服控制单元、伺服电机、测速电机、编码器等问题引起的。3）、外部故障

由于现代的数控系统可靠性越来越高，故障率越来越低，很少发生故障。大部分故障都是非系统故障，是由外部原因引起的。

三、数控机床故障的诊断方法

1、系统自诊断

一般CNC系统都有较为完备的自诊断系统，无论是华中系统还是西门子系统，上电初始化时或运行中均能对自身或接口做出有限的自诊断。维修人员应熟悉系统自诊断各种报 5

警信息。根据说明书进行分析以确定故障范围。定位故障元器件，对于进口的数控系统一般只能定位到板级。

2、数控系统的软故障诊断

数控系统的软故障是指控制系统的系统软件和PLC程序。有的系统把它们写在EPROM中插在主机板上，有的驻留在硬盘上。一旦这些软件出现问题，系统将造成全部或局部混乱，当分析到确定是软件故障时，应当使用备用软 件或备用EPROM换上，严格按操作步骤经初始化后试运行。这类故障只要有备份文件一般不难恢复。其难度在于备份软件不完备或专用传送设备不具备或生产厂家操作手段中设置口令保密等因素造成无法恢复。

3、利用PLC程序定位机床与CNC系统接口诊断

现在一般CNC控制系统均带有PLC控制器，大多为内置式 PLC控制。维修人员应根据梯形图对机床控制电器进行分析，在CRT上直观地看出 CNC系统I／O的状态。通过PLC程序的逻辑分析，方便地检查出问题存在部位。如 FANUC一OT系统中自诊断页面，FANUC一7M系统中的T指令等。

4、利用数控系统的PLC状态显示功能诊断

许多数控系统都有PLC状态显示功能，如西门子3系统PC菜单下的PC STATUS，西门子810系统DIAGNOSIS菜单下的PLC STATUS功能等，利用这些功能可显示PLC的输入、输出、定时器、计数器等的即时状态和内容。根据机床的工作原理和机床厂家提供的电气原理图，通过监视相应的状态，就可确诊一些故障。

四、数控机床故障的维修步骤与方法

1、故障排除步骤

①询问操作者故障发生的原因

当故障发生后，维修人员一般不要急于动手，要仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否是误操作。故障能否再现等。②表面与基本供电检查

主要观察设备有无异常情况，如机械卡住、电机烧坏、保险熔断等。首先检查AC＼DC电源是否正常，尽可能地缩小故障范围。③分析图纸，确定故障部位

根据图纸PLC梯图进行分析，以确定故障部位是机械、电器、液压还是气动故障。

④根据经验分析，扩大思路

根据经验分析，一定要扩大思路，不局限于维修说明书上的范畴，维修资料只提供一个思路，有时局限性很大。

2、故障维修方法

当数控设备出现故障时，首先要搞清故障现象，向操作人员了解第一次出现故障时的情况，在可能的情况下观察故障发生的过程，观察故障是在什么情况下发生的，怎么发生的，引起怎样的后果。只有了解到第一手情况，才有利于故障的排除，把故障过程搞清了，问题就解决一半了。搞清了故障现象，然后根据机床和数控系统的工作原理，就可以很快地确诊问题所在并将故障排除，使设备恢复正常使用。下面是一些具体数控机床故障的解决方法：

1）当伺服驱动器出现母线欠电压警报时，是由主回路断路器跳闸引起，需重新推好电闸。

2）当主轴驱动器出现电动机的速度不能跟从指令速度，电动机负载转矩过大。参数4082中的加速度时间不足时，需确认切削条件后减少负载并且修改参数4082。3）当主轴切换输出切换时的切换顺序异常。切换用的MC的接点状态确认信号和指令不一致时，需确认、修改梯形图顺序，更换用于切换的MC。

4）当电源系统出现主回路直流母线电容不能在规定的时间内充电时，可能是由于电源模块容量不足或直流母线存在短路，充电限流电阻不良引起的。

五、维修总结

数控机床是技术含金量很高的设备，在使用过程中要严格遵照使用要求，必须执行设备操作规程，因为数控故障大多都是由认为造成的，作为操作人员，为减少设备故障、延长使用寿命，需做设备的日常维护，尽可能让机床发挥它的最大效益，不能还没有使用就要坏掉，在维修。公司也应加大为操作人员素质培养，让他们尽快掌握机床性能，保证设备运行 在合理的工作状态之中；另外，维修人员应做经常性的巡回检查，如CNC系统的排风扇运行情况，机柜、电机是否发热，是否有异常声音或有异味，压力表指示是否正常，各管路及接头有无泄漏、润滑状况是否良好等，积极做好故障和事故预防，若发现异常应及时解决，这样做才有可能把故障消灭在萌牙 状态之中，从而可以减少一切可避免的损失。当设备出 7

现问题后，要及时冷静地进行故障诊断，寻找合适的方法解决问题。机床修理人员要注重实践，在实践中不断提高自己的水平，要多问、多阅读、多观察、多思考、多实践、多讨论交流、多总结。只有当自身的水平提高了，数控机床的修理过程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多创效益。

六、参考文献

1、《机电设备故障诊断与维修技术》

2、《维修电工》

3、《数控机床故障诊断与维修》

4、《数控机床常见故障快速处理》

陈则钧

龚雯 主编

王建

主编

杨克冲

主编

严峻

主编

高等教育出版社

机械工业出版社

华中科技大学出版社

机械工业出版社

第四篇：数控机床故障诊断与维修的必要性

数控机床故障诊断与维修的必要性

今天机床维修讲解一下数控机床故障诊断与维修的必要性，数控维修技术不仅是保证数控机床正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用。因此，目前他已经成为了一门专门的学科。另外，任何一台数控机床都是一台过程控制设备，这就要求它在实时控制每一时刻都准确无误地工作。任何部位的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分必要了。在许多行业中，花费几十万到上千万美元引进数控机床，这些机床均处于关键的工作岗位若在出现故障后不及时维修排除，就会造成较大的经济损失

数控机床维修的技术指标

要发挥数控机床的效率，就要求机床开动率高，这对数控机床提出了可靠性的要求。衡量可靠性的主要指标是平均我故障时间MTBF。平均无故障时间是指这杯在一个使用比较长的过程中，两次故障间隔的平均时间，即总工作时间MTBF=———————总故障次数

当数控机床发生了故障，需要及时进行排除，从开始排除故障知道数控机床能正常使用所需要的时间为平均修复时间MTTR，反应了数控机床可维修性。衡量数控机床的可靠性和可维修性的指标是平均有效度A：

MTBF

A=————————MTBF+MTTR

平均有效度是指可维修的设备再摸一段时间内维持其性能的概率，这是一个小于1的正数。数控机床故障的平均修复时间越短，则A就越接近1，那么数控机床的使用性能就越好

数控机床的故障诊断与维修是数控机床使用构成中重要组成部分，也是目前制约数控机床发挥作用的因素之一，因此学习数控机床故障诊断与维修的技术和方法有重要的意义

第五篇：故障诊断与维修教案

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。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

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容 教师和学生分别做自我介绍

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

⑴、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。

⑵、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。

⑶、不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。⑷、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。

⑸、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。

⑹、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。

⑺、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。⑻、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。⑼、机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。⑽、加工程序必须经过严格检查方可进行操作运行。

⑾、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

⑿、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。

⒀、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

写安全责任书

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、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

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

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。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。

①机床控制变压器：适用于交流５０~６０Ｈｚ，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。

②三相变压器：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。

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。

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

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

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.学生应按时整队，进入实习工厂

3.检查出勤情况.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；

(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 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。

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；

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 学生应按时整队，进入实习工厂 检查出勤情况 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）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  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，(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）、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。

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 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 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 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

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 实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 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）

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

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）。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。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 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 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 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。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 ①链接电动机轴与蜗杆的联轴器松动。

②变频器有故障，应检查变频器输出、输入电压是否正常

③PLC无控制输出，有可能是指示接口板中的继电器失效 ④机械连接过紧或黄油黏涩 ⑤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 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

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 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）27

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

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；

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。

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

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

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 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 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

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

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；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

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，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 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 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 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.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，37

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）

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 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）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，39

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

7.刀具夹紧后

不能松开

作业

书

具松夹弹簧上螺母松动 刀具松夹弹簧压合过紧、液压缸压力和行程不够 41

课题十二数控机床常见机械故障及处理方法

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

实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 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

作业 书

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

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

学生应按时整队，进入实习工厂 3 检查出勤情况

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，50