数控机床装调维修教案1
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课时分配
项目：FANUC 数控车床维修实训台应用
一、组织教学
1. 检查学生出勤情况；
2. 检查学生劳动防护用品的穿戴情况及实习工具的准备情况；
3. 宣布上课。
二、项目指导
1. 项目引入
数控车床是数控机床中，最常用的一类加工机床。为了能够使得学生熟悉和掌握数控机床的组成和功能，在实训教学中，采用了维修实训台作为实训设备。这样可以最大程度的使得实训更加的贴近实际。
2. 相关知识
1) 数控车床维修实训台的组件布置操作板上装有主轴及进给伺服驱动单元、输入/输出接口板、稳压电源、I/O-LINK 模块，以及及配电盘等。实训台下方装有变压器，主轴伺服电机及海德汉编码器。Oi-MATE-TD CNC 数控系统与LCD 显示器位一体式结构安装在操作台上方，MDI 操作单元安装在其右侧。标准操作面板和子面板B 安装在其下方。
2) FANUC 0i-mate-TD 系统数控车床维修实训台的基本组成:
CNC装置、PMC (内置PLC)、机床I/O单元、伺服放大器、伺服电
动机、主轴变频器、主轴电动机、检测反馈装置、机床电气控制系统、
CNC 车床操作装置、车床电动刀架、实训台指示灯。
3) 数控车床维修实训台组成部件的功能作用：
CNC 装置数控装置是数控机床的核心。它由输入装置、存储器、控制器、运算
器和输出装置组成。它的功能是接收输入装置输入的加工信息，经过数控装置的系统软件对代码进行处理后，输出相应的指令脉冲。这些控制信号中最基本的信号，是经过插补运算后的各坐标（即作进给运动的各执行部件）的进给速度、进给方向和位移量指令。从自动控制的角度来看，CNC 装置是一种位置（轨迹）控制系统，其本质上是以机床各运动轴的位移量为控制对象，并使其协调运动的自
动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。
PMC（内置PLC）
通过PMC 程序控制NC 与机床接口的输入输出信号，完成机床辅助运动的控制。如接收来自操作面板、机床上的各行程开关、传感器、按钮、强电柜里的继电器以及主轴控制、刀库控制的有关信号，经处理后输出去控制相应器件的运行。
机床I/O 单元
接收和发送机床输入和输出的开关信号或模拟信号。是PMC 信号输入输出的硬件载体。
伺服放大器（SVM）
接收通过FSSB 输入的CNC 轴控制指令，并将其进行放大处理，驱动伺服电机按照指令运转，同时JFn 接口接收伺服电机编码器反馈信号，并将位置信息通过FSSB 光缆再转输到CNC 中。
伺服电动机
驱动数控机床工作台完成轨迹运动。
主轴变频器
满足数控车床主轴的调速和正反转控制要求，并能配合CNC 装置完成螺纹的车削加工。
主轴电动机按照变频器的控制要求，驱动主轴转动，形成车床主运动。
检测反馈装置
检测机床工作台的运动位移量、速度和方向，并将得到的检测信号经过反馈电路进行处理输入到CNC 装置中。
机床电气控制系统
由各种低压电气元件组成，为CNC 机床各部件的正常工作运行提供可靠稳定的电源。
CNC 车床操作装置
由显示器、MDI 、机床操作面板组成，完成CNC 机床程序和参数的编辑、输入、修改。通过显示器显示机床的工作运行状态。
车床电动刀架
按照机床加工的需要进行自动换刀，完成加工。实训台指示灯
指示机床的工作运行状态，进行机床故障设置和排除显示。
三、示范操作
实训台的基本应用。
实训内容：实训台的操作练习。
四、巡回指导
1. 检查学生是否遵守安全文明生产规程。
2. 检查学生的实习情况，及时更正指导。
3. 检查学生的故障排除情况。
4. 对学生在实习中出现的有共性问题进行集中辅导。
五、结束指导
1. 老师对本节课的实习情况进行点评。
2. 课后思考题
数控维修实训台可用于哪些方面的训练？
数控机床装调维修教案1(10)
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项目：FANUC系统维修实训台的电气连接与故障诊断 一、组织教学 1. 检查学生出勤情况； 2. 检查学生劳动防护用品的穿戴情况及实习工具的准备情况； 3. 宣布上课。 二、项目指导 1.复习旧课 一个完整的数控加工程序有程序头、程序段和程序尾组成。 2.项目引入 数控机床与普通机床的电气连接有什么不一样？（提问） 3.相关知识 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级.在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：当N2 变压器检测：测量输出端。 低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调),按灭弧介质分，有空气式和真空式(目前国产多为空气式)。低压断路器容量范围很大，最小为4A，而最大可达5000A。低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线，各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。 低压断路器检测：测量输出端。 交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。 交流接触器检测：测量输出端。 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 异步电动机又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式、绕线式异步电动机。作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60％多。 湖南省第四届职工职业技能大赛技术文件 —数控机床装调维修工 一、技术标准 依据《数控机床装调维修工》国家职业标准制定。竞赛内容以数控机床装调维修工国家职业资格三级为基础，适当引入五级、四级和二级的部分内容；并结合当前数控机床装调维修工职业发展的需要，适当增加新知识、新技能。 二、竞赛形式及内容 （一）竞赛形式 竞赛分为理论知识竞赛和实际操作技能竞赛两部分，分别占竞赛总成绩的30%和70%。 （二）竞赛内容 1、理论知识竞赛 （1）考核方式：采用闭卷笔答方式。 （2）题型：分为判断题和单选题两种类型。 （3）时间：90分钟。 （4）试题比重：考试实行百分制，安全文明生产和质量管理相关知识占试卷总分的10%；机电知识占试卷总分的90%。 （5）考核内容：以机电知识为主，安全文明生产和质量管理相关知识为辅，其重点是： 1)数控车床电气原理； 2)数控车床机械结构，安装，检测，调试； 3)数控装置原理、步进驱动与交流伺服驱动系统原理和特点； 4)数控车削编程技术与数控车削加工工艺。 5)数控车床故障诊断和排除。 6)数控车床几何精度的检验。 7)数控机床变频器的工作原理与使用。 8)数控车削刀具、夹具、量具的选用与使用 2、操作技能竞赛 （1）考核方式：操作技能竞赛故障诊断和数控机床功能部件的装调在华中实训台HED-21S上进行，完成故障诊断和数控机床功能部件的装调后，才能在沈阳第一机床厂生产的CAK6136型机床完成数控车床几何精度检测和程序编制与零件加工部分的比赛内容。 （2）时间：360分钟。其中故障诊断和数控机床功能部件装调时间限定在210分钟内，数控车床几何精度检测和程序编制与零件加工部分时间为150分钟。选手休息、如厕、饮食等时间都计算在比赛时间内。 （3）考核内容：参赛选手在规定时间内，完成以下四部分内容： ①故障诊断及排除： 根据数控系统、变频器、驱动器等技术手册，查找并确定需要设定的参数，完成参数设置，并填写参数设置表。 根据电气原理图，完成机床限位、回零、急停、刀架动作、手持单元等的调试，对已设故障进行诊断和排除，填写故障诊断与排除卡，并简要说明排除故障的思路。 对数控机床的主要控制功能（主轴转速、进给速度及倍率等）进行测试，并填写机床数控功能测试表 ②机床精度检测与调整： 根据国家标准GB/T 25659.1-2010完成数控机床的几何精度检测。 ③数控机床功能部件的装调 GZ2018038-数控机床装调与技术改造（高职组）H1 2018年全国职业院校技能大赛高职组 “数控机床装调与技术改造”实操比赛 （GZ2018038） 华中数控-H1 （总时间：300分钟） 任 务 书 场次： 工位号： 目录 一、选手须知 (3) 二、赛卷说明 (3) 三、实操工作任务 (5) 任务一：数控机床电气设计与安装（10分） (5) 任务二：数控机床机械部件装配与调试（15分） (5) 任务三：数控机床故障诊断与维修（20分） (6) 3-1.参数设置（共计6分，每小题1分） (7) 3-2.PLC及I/O总线故障排查（共计6分，每小题1） (8) 3-3.伺服优化（4分） (8) 3-4．FTP 设置与互联互通（4分） (8) 四：数控机床技术改造与功能开发（15分） (9) 4-1.技术改造与功能开发（10分） (9) 4-2.扩大机床现有功能，加装智能制造工件测头（5分） (9) 任务五：数控机床精度检测 (10) 5-1.数控机床几何精度测量（10分） (10) 5-2.运动精度检测（10分） (12) 任务六：试切件的编程与加工 (13) NAS试件加工（10分） (13) 附录1：赛卷记录表及评分标准 (14) 附录2：十字滑台装配图 (28) 附录3：工量具清单： (29) 一、选手须知 请各位选手赛前务必仔细研读 1.本任务书总分为100分，考试时间为5小时（300分钟）。 2.选手在实操过程中应该遵守竞赛规则和安全守则，确保人身和设备安全。如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值。 3.记录表中数据用黑色水笔填写，表中数据文字涂改后无效。 4.考试过程中考生不得使用自带U盘及其它移动设备拷贝相关文件。 5.禁止使用相机及手机对试题进行拍照，否则取消考试资格。 6.参赛队的有效信息，必须书写在装订密封线以上。 7.参赛队在比赛过程中遇到部分内容不能通过自行判断完成导致比赛无法进行，开赛60分钟后可以向裁判员申请求助本参赛队指导教师指导1次，经裁判长批准后，参赛队在赛场指定地点接受1位指导教师指导，指导时间不超过5分钟，求助指导所花费的时间计入比赛总时间之内。 8.参赛队在比赛过程中遇到排除故障部分的内容不能自行完成，可以在比赛开始60分钟后选择放弃，放弃后由裁判通知工作人员进行故障排除，本环节选手已经查出故障的按规定给分，选手放弃后未查出的故障不给分（并每一个故障倒扣2分）。如果工作人员排除故障的时间超过20分钟，由裁判记录时间并酌情加时，每场次赛项放弃项最多不超过三次。 9.本任务书含赛项记录表共计30页，如有缺页，请立即与裁判联系。 二、赛卷说明 1.赛卷由“任务书”和“赛卷记录表”两部分构成，在比赛过程中需按照任务书的要求完成，需要填写的测量数据、参数修改位和修改值、绘制的图、工艺说明、以及设计修改的程序等，应按照任务书要求填入赛卷记录表相应的表格中。任务书由七个任务组成，分别是：任务一：数控机床电气设计与安装；任务二：数控机床机械部件装配与调试；任务三：数控机床故障诊断与维修；任务四：数控机床技术改造与功能开发；任务五：数控机床精度检测；任务六：试切件的编程与加工；任务七：职业素养与安全操作。 2.选手在“数控机床电气设计与安装”（任务一）中，设备上电前必须进行认真检查。对于选手自行连接的线路，须经裁判员或现场技术人员检查后方可上电。 3.选手在“数控机床机械部件装配与调试”（任务二）中的精度检测环节中，在记录检测数据时，应向裁判示意，并经裁判确认方为有效。 4.选手在“数控机床故障诊断与维修”（任务三）环节中，完成自己所能排除的机床故障后，在赛卷记录表指定空格处填写“故障现象（报警号等）”、 数控机床装调维修工（试行）—中级国家职业标准 本《标准》业经劳动和社会保障部批准，自2007年1月1日起施行。 1. 职业概况 1.1. 职业名称 数控机床装调维修工 1.2. 职业定义 使用相关工具、工装、仪器，对数控机床进行装配、调试和维修的人员。 1.3. 职业等级 本职业共设四个等级，分别为中级（国家职业资格四级）、高级（国家职业资格三级）、技师（国家职业资格二级）、高级技师（国家职业资格一级）。 1.4. 职业环境 室内，常温。 1.5. 职业能力特征 具有较强的学习、理解、计算能力；具有较强的空间感、形体知觉、听觉和色觉，手指、手臂灵活、形体动作协调性好。 1.6. 职业文化程度 高中毕业（或同等学历）。 1.7. 培训要求 1.7.1. 培训期限 全日制职业学校教育，根据其培养目标和教学计划确定。晋级培训期限：中级不少于400标准学时； 1.7. 2. 培训教师 培训中级、高级数控机床装调维修工的教师应具有本职业技师及以上职业资格证书或本专业（相关专业）中级及以上专业技术职务任职资格； 1.7.3. 培训场地设备 满足教学需要的标准教室和完成本职业相关数控机床及相关零部件总成（包括配电柜）、工具、量具等。实际操作培训可在车间装配现场进行。 1.8. 鉴定要求 1.8.1. 适用对象 1.8. 2. 中级申报条件——（具备以下条件之一者） （1）取得装配钳工、机修钳工。车工、磨工、铣工、镗工等职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作2年以上，经本职业中级正规培训达标准学时数，并取得结业证书。（2）取得装配钳工、机修钳工。车工、磨工、铣工、镗工等职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作4年以上. （3）连续从事相关职业工作7年以上。 （4）取得经劳动保障行政部门审核认定的、以中级技能为培养目标的中等以上职业学校本职业（专业）毕业证书。 1.8.3. 鉴定方式 分为理论知识考试和技能操作考核。理论知识考试采用闭卷考试方式，技能才做考核采用实际操作或模拟操作方式。理论知识考试和技能操作考核均实行百分制，成绩皆达60分以上者为合格。 1.8.4. 考评人员与考生配比 (1) １．数控机床的优点 (1) ２．我国数控机床的发展现状 (1) ３．加强数控维修的意义 (1) ４．对数控维修人员的要求 (1) ５．本课程的学习任务、要求 (2) (3) (3) １．数控机床的初就位和组装 (3) ２．数控系统的连接和调整 (3) ３．通电试车 (3) ４．机床精度和功能调试 (4) ５．机床的试运行 (4) (5) １．数控机床的验收 (5) ２．机床验收的内容 (5) ３．数控功能的检验 (5) ４．机床的精度验收 (5) (8) (8) １．常见的数控机床类型 (8) ２．数控机床的构成几个部分的作用简介 (8) (9) １．主轴部件拆卸前的准备 (9) ２．CK7815 型数控车主轴部件的结构及调整 (9) ３．NT-J032 数控铣床主轴部件的结构与调整 (10) ４．THK6380 加工中心主轴部件的结构与调整 (11) (12) １．给系统的布置形式 (12) ２．进给电机的联接形式 (12) ３．进给间隙的调整 (13) (20) １．几种常见的回转工作台的结构形式 (20) ２．调整 (23) ３．工作台回转间隙的调整 (23) (23) - I - １．数控机床常见的换刀装置的结构 (23) ２．刀库的形式 (28) ３．机械手 (30) (33) １．位置检测的分类、功能 (33) ２．常见的位置检测装置简介 (37) (37) １．导轨的种类及特点 (37) ２．导轨的调整要求 (39) (40) (40) １．国外主流厂家产品数控产品介绍 (40) ２．国内数控常见产品介绍 (41) Fanuc-oi (41) １．刚性攻丝 (41) ２．复合加工循环 (42) ３．圆柱插补 (42) ４．直接编程 (42) ５．记忆型螺距补偿 (43) ６．CNC内装PMC编程 (43) ７．随机存储模块 (43) ８．显示单元 (44) ９．FANUC伺服电机 (44) fanuc_0ib (44) １．系统构成 (44) ２．综合联线介绍 (45) ３．数控系统的电源连接介绍 (46) ４．数控系统与主轴单元的连接及控制信号 (47) ５．数字伺服的原理 (48) ６．I/O连接 (50) (50) １．参数的概念 (50) 数控机床电气系统的安装与调试 CK0630数控机床电气系统的安装与调试 目录 一、内容提要-----------------------------------------------------⒊ 二、关键词-------------------------------------------------------⒊ 三、正文---------------------------------------------------------5 3.1 机床的总体设计与使用的元器件 ---------------------------------6 3.1.1 机床的配置---------------------------------------------------6 3.1.2 技术要求-----------------------------------------------------6 3.1.3 机床数控系统的选择-------------------------------------------7 3.1.4 机床电气原件的选择-------------------------------------------7 3.2 控制对象的选择-----------------------------------------------8 3.3 对控制对象的要求---------------------------------------------9 3.4 对控制要求的实现--------------------------------------------12 3.4.1 主轴的实现--------------------------------------------------12 3.4.2 进给轴的实现------------------------------------------------13 3.4.3 自动换刀的实现----------------------------------------------15 3.5 系统参数的设置----------------------------------------------16 3.5.1 刀具参数设置------------------------------------------------17 3.5.2 主轴参数设置------------------------------------------------17 3.5.3 进给轴参数设置----------------------------------------------17 3.5.4 回零设置----------------------------------------------------17 3.6 机床的调试--------------------------------------------------17 3.6.1 系统的调试--------------------------------------------------17 3.6.2 变频器的调试------------------------------------------------19 3.7 常见故障现象分析--------------------------------------------20 3.8 机床的开机调试----------------------------------------------20 四总结与体会--------------------------------------------------21 生产实习课教案首页 课时分配 项目：伺服参数的设定 、组织教学 1. 检查学生出勤情况； 2. 检查学生劳动防护用品的穿戴情况及实习工具的准备情况； 3. 宣布上课。 二、项目指导 1. 复习旧课（提问） 说出下列各参数的作用？ 1020 1828 1829 2. 项目引入 在FANUC 0i 系列中，伺服参数是最重要的，也是维修、调试中干预最多的参数 3. 相关知识 设定电机ID 号 F-ROM中写有很多种电机数据，如何从中选择一组适合电机数据写到 S-RAM 中呢？正确选择各轴所使用的电机代码（MOTORID NO.——Identification 即电机“身份识别”号），就可以从F-ROM中读 取相匹配的数组。 具体方法为；按照电机型号和规格号（中间4位：A06B-XXXX-BXXX 从电机规格表中选择相应的电机代码（参见下表） 丫轴 00001010 197* 2 1 1 -111 8 192 10000 f0000 .JOG 寧半屮申 ** * t * + I 1 0 ： 50 ： -1 9 电机ID 号对应表参见下面的表格。对于本手册中没有叙 述到的电机 型号，请参照ai 系列伺服放大器说明书 对于ai 和Bi 系列伺服电机对照下列表，不带括号的电机类型是对 于HRV1的，带括号的电机类型是对 HRV2和HRV3勺。 电机型号 B 2/4000is B 4/4000is B 8/3000is B 12/3000is B 22/2000is 电机规格 0061(20A) 0063(20A) 0075(20A) 0078(40A) 0085(40A) 电机代码 153(253) 156(256) 158(258) 172(272) 174(274) 电机型号 a c4/3000i a c8/2000i a c12/2000i a c22/2000i a c30/1500i 电机规格 0221 0226 0241 0246 0251 电机代码 171(271) 176(276) 191(291) 196(296) 201(301) 电机型号 a 1/5000i a 2/5000i a 4/3000i a 8/3000i a 12/3000i 电机规格 0202 0205 0223 0227 0243 电机代码 152(252) 155(255) 173(273) 177(277) 193(293) 电机型号 a 22/3000i a 30/3000i a 40/3000i a 40/3000i FAN 电机规格 0247 0253 0257 0258-B_1_ 电机规格 197(297) 203(303) 207(307) 208(308) 电机型号 a 4/5000is a 8/4000is a 12/4000is a 22/4000is a 30/4000is 电机规格 0215 0235 0238 0265 0268 电机代码 165(265) 185(285) 188(288) 215(315) 218(318) 电机型号 a 40/4000is a 50/3000is a 50/3000is a 100/2500is a 200/2500is 数数量 冲冲容 脉脉器 定 馈馈数 设反 反计 向苦 方速位 参 电机ID 号 x 轴 【例7—14】配套SIEMENS 802D系统的数控铣床，开机时出现报警：ALM380500、400015、400000、025201、026102、025202；驱动器显示报警号ALM599。报警内容如下。 ALM380500：PROFIBUS DP驱动器连接出错； ALM400015：PROFIBUS DP I／O连接出错； ALM400000：PLC停止： ALM025201：驱动器1出错； ALM025202．驱动器l出错，通信无法进行； ALM026102：驱动器不能更新。 伺服驱动器ALM599：802D与驱动器之间的循环数据转换中断。分析方法如下。 （1）开机时，伺服驱动器可以显示“RUN”，表明伺服驱动系统可以通过自诊断，驱动器的硬件应无故障。 （2）系统初始化完成后，驱动器“使能”信号尚未输出，系统就出现报警；并且，驱动器亦随之报警。 根据以上两点，可以暂时排除伺服驱动器的原因，而且由于伺服驱动的使能信号尚未加入，从而排除了由于电动机励磁产生的干扰，由此判定故障是由系统引起的。 （3）系统报警ALM400015(PROFIBUS DP I／O连接出错)与ALM400000(PLC停止) 分析，ALM400015(PROFIBUS DP I／O连接出错)属于硬件故障报警，如果系统的I／O单元工作正常，即使是ALM400000(PLC停止)，一般也不会引起系统产生硬件报警。 综合以上分析，报警的检查应重点针对I／O单元(PP72／48)进行。 经检查，该机床的I／O单元(PP72／48)指示灯“POWER”不亮，表明I／O单元无DC24V。测量外部供电DC24V正常，I／O单元内部全部熔断器都正常，由此初步判定故障原因在DC24V的输入回路或外部DC24V与I／O单元的连接上。 进一步检查I／O单元与外部24V的连接，发现I／O单元电源连接端子的接触不良，重新连接后，I／O单元的“POWER”、“READY”指示灯亮，系统报警消失，机床恢复正常工作。 三、教学容 1数控机床。就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松夹工件、进刀与退刀、开车与 布置学停车、自动关停冷却液等）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 生作业孔纸带或磁盘等）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 练习约制信号，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。 15分钟 2数字控制（Numerical Control ）,简称NC ,它是采用数字化信息实现加工自动化的控制技术， 用数字化信号对机 床的运动及其加工过程进行控制的机床，称作数控机床。 3计算机数控（Computer Numerical Control ），简称CNC 。现代数控系统是采用微处理器或专 用微机的数控系统，由事先存放在存储器里的系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现部分或全部 数控功能，并通过接口与外围设备进行联接，称为 CNC 系统，这样的机床一般称为 CNC 机床。 总之，数控机床是数字控制技术与机床相结合的产物，从狭义的方面看，数控一词就是“数控机 床”的代名 词，从广义的围来看，数控技术本身在其他行业中有更广泛的应用，称为广义数字控制。 数控机床就是将加工过程的各种机床动作， 由数字化的代吗表示， 通过某种载体将信息输入数控系 统，控制计算机对输入的数据进行处理，来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床加工出所 需要的工件，其过程见下图。 数控机床的组成 1. 1输入、输出装置 1. 2数控装置 1. 3伺服系统 1. 4检测反馈系统 1. 5机床本体 教学安 排与过 程设计 （含课时 分配） 约10分 钟 约10分 钟 教学过程： 一、 课程介绍 介绍本专业特点及从业方向和岗位群。 二、 引入新课题 为了提高加工效率，降低加工当中人为因素所造成的制约生产质量的原因。最早由美国在 50年代提出的生产新型设备（数字设备）到现在形成规模化、成熟化的数控设备一一数控机 约45分 钟 约10分 钟 床。 数控机床装调维修工 现代数控机床机、电、液、光高度融合与集成，机电接口高度复杂，是典型的技术密集型的机电一体化的产品，需要数控机床装调维修工具备机械和微电子方面具备 一定的理论基础与维修、调整技能，这就在以下各方面对他们提出较高的要求： 一、数控机床机械装调 （一）机械功能部件装配和机床总装 1、能读懂数控机床总装配图或部件装配图 2、能绘制连接件装配图 3、能根据整机装配调试要求准备工具、工装 4、能完成两种以上机械功能部件的装配或一种以上型号的数控机床总装配 5、能进行数控机床总装后集合精度、工作精度的检测和调整 6、能读懂三坐标测量报告、激光检测报告，并进行一般误差分析和调整 （二）机械功能部件与整机调整 1、能读懂数控机床电气原理图、电气接线图 2、机床通电试车时，能完成机床数控系统初始化后的资料输入 3、能进行系统操作面板、机床操作面板的功能调整 4、能进行数控机床试车（如空运转） 5、能通过修改常用参数调整机床性能 6、能进行两种型号以上数控系统的操作 7、能进行两种型号以上数控系统的加工编程 8、能根据零件加工工艺要求准备刀具、夹具 9、能完成试车工件的加工 10、能使用通用量具对所加工的工件进行检测，并进行误差分析和调整 二、数控机床机械维修 （一）整机维修 1、能读懂机床总装配图或部件装配图 2、能读懂数控机床电气原理图、电气接线图 3、能读懂数控机床液压与气动原理图 4、能拆卸、组装整台数控机床（如数控机床主轴箱与床身的拆装、床鞍与床身的拆装、加工中心主轴箱与床身的拆装、工作台与床身的拆装等） 5、能通过数控机床诊断功能判断常见机械、电气、液压（气动）故障 6.能排除数控机床的机械故障 7?能排除数控机床的强电故障 （二）整机调整 1?能完成机床数控系统初始化后的资料输入 2?能进行系统操作面板、机床操作面板的功能调整 3?能通过修改常用参数调整机床性能 4.能进行数控机床几何精度、工作精度的检测和调整 5?能读懂三坐标测量报告，并进行一般误差分析和调整9如垂直度、平行度、 同轴度、位置度等） 6.能对数控机床加工编程 7.能根据零件加工工艺要求准备刀具、夹具 8?能使用通用量具对所加工的工件进行检测，并进行误差分析和调整 三、数控机床电气装调 （一）整机电气装配 1.能读懂数控机床电气装配图、电气原理图、电气接线图 2.能读懂机床总装配图 3.能读懂数控机床液压与气动原理图 4.能读懂与电气相关的机械图（数控刀架、刀库与机械手等） 5.能按照电气图要求安装两种型号以上数控机床全部电路，包括配电板、电气柜、操作台、主轴变频器、机床各部之间电缆线的连接等 （二）整机电气调整 1.能完成机床数控系统初始化后的资料输入 2.能进行系统操作面板、机床操作面板的功能调整 3.能通过修改常用参数调整机床性能 4.能进行数控机床几何精度、工作精度的检测和调整 5.能读懂三坐标测量报告，并进行一般误差分析和调整9如垂直度、平行度、同轴度、位置度等） 6.能对数控机床加工编程 7.能根据零件加工工艺要求准备刀具、夹具 8.能使用通用量具对所加工的工件进行检测，并进行误差分析和调整 四、数控机床电气维修 （一）整机电气维修 1. 能识别工作环境的安全标志。 2. 能按照车间安全防护规定，穿戴劳保用品，执行安全操作规程。 3. 能描述机床各按键的名称和作用，并能按数控机床的安全操作规程操作机床。 4. 能查阅机床的使用手册，明确机床功率、精度、加工范围等技术参数，判别加工的可能性。 5. 能描述数控车常用的附件、工具名称有用途。 6. 掌握安全文明操作和设备日常保养。 7. 能主动获取有效信息，展示工作成果，对学习与工作进行总结反思，能与他人合作，进行有效沟通。 建议课 30课时 工作情境 的的基本技能操作。 注意事项 1、在每次电源接通后，必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。 2、在回参考点过程中，若出现超程，请按住操作面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。 3、在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电冲击。 以免发生撞车。 10课时，教室、实训场地） 14课时，教室、实训场地）学习活动三：上电、急停、关机操作（6课时，实训场地） 学习活动三：数控车床的日常维护与保养（6课时，实训场地） 学习活动一：认识数控车床及工作过程 学习目标： ●了解工作环境的安全标志。 ●能按照车间安全防护规定，穿戴劳保用品，执行安全操作规程。 ●了解车床的组成部分并能查阅机床的使用手册，明确机床功率、 精度、加工范围等技术参数，判别加工的可能性。 ●能描述数控车常用的附件、工具名称和用途。 ●对数控床加工零件的过程形成初步认识，认识数控车床的加工内 容及特点，能描述数控车床的工作原理。 学习地点： 教室、实训场地 2 建议课时： 10课时 学习情境： 一、学习引导 参观数控车间工作环境，了解安全标志的设置范围；观察技术工人操作数控车床加工零件，通过与教师、技术工人沟通了解数控车床的组成部分并查阅加工车床使用手册，明确机床功率、精度、加工范围等技术参数，判别加工的可能性，能描述数控车常用的附件、工具名称有用途。 二、参观现场提问计划 １．根据参观实习场地填写表1-1参观提问表。 图形符号及名称名称设置范围序 号 1 2 3 教案 第一页（共3 页） 教案 教学过程 提问复习、导入新课及时间安排： 1.提问复习 数控机床维护维修有什么内涵。（2分钟） 2.导入新课（3分钟） 教学活动步骤、方法及时间安排： 一、数控机床故障诊断及维护目的（10分钟） 平均无故障时间MTBF、排除故障的修理时间MTTR、 平均有效度A： 二、数控机床故障诊断及维护内容（10分钟） 数控机床组成:机床本体(液压、气动和润滑装置等)、电气控制系统 三、数控机床故障诊断及维护特点（10分钟） 数控机床使用寿命期：初始使用期，相对稳定运行期、寿命终了期 四、数控诊断技术的最新发展（10分钟） 1、通讯诊断：也称远距离诊断或“海外”诊断 2、自修复系统 3、具有人工智能功能的专家故障诊断系统 4、应用人工神经网络（ANN）进行诊断 五、数控机床故障诊断及维护对人员的要求（5分钟） 六、点检（15分钟） 1、专职点检 2、日常点检 3、生产点检 七、数控系统日常维护（15分钟） 1、机床电气柜的散热通风 2、尽量少开电气控制柜门 3、纸带阅读机的定期维护 4、支持电池的定期更换 5、备用印制线路板的定期通电 6、数控系统长期不用时的保养 八、诊断用仪器仪表（10分钟） 1、测量用仪表 2、工具 3、使用仪器注意事项 九、技术资料（10分钟） 十、自由提问，复习；小结及作业布置。（5分钟） 第二页Xingtai Polytechnic College 教案 教学 过程 板书设计：绪论 一、数控机床故障诊断及维护目的 平均无故障时间MTBF 排除故障的修理时间平均有效度A： 二、数控机床故障诊断及维护内容 数控机床组成:机床本体(液压、气动和润滑装置等)、电气控制系统 三、数控机床故障诊断及维护特点 数控机床使用寿命期：初始使用期，相对稳定运行期、寿命终了期 四、数控诊断技术的最新发展 1、通讯诊断：也称远距离诊断或“海外”诊断 2、自修复系统 3、具有人工智能功能的专家故障诊断系统 4、应用人工神经网络（ANN）进行诊断 五、数控机床故障诊断及维护对人员的要求 第一章数控机床维护及数控系统故障诊断第一节数控机床维护 一、点检 1、专职点检 2、日常点检 3、生产点检 二、数控系统日常维护 1、机床电气柜的散热通风 2、尽量少开电气控制柜门 3、纸带阅读机的定期维护 4、支持电池的定期更换 5、备用印制线路板的定期通电 6、数控系统长期不用时的保养 三、诊断用仪器仪表 1、测量用仪表 2、工具 3、使用仪器注意事项 四、技术资料 作业：P14 1-1 课后 总结 设备使用寿命－故障频率曲线： T1—初始使用期 T2—相对稳定运行期 T3—寿命终了期 数控机床点检维修： 1、专职点检（工厂设备管理员） 负责对机床的重要部位按周期进行重点点检和设备状态监测与故障诊断，制定点检计划，做好诊断记录，分析维修结果，提出改善设备维护管理的建议。 2、日常点检（车间设备管理员） 负责对机床的一般部位进行点检，检查处理机床在运行过程中的故障。 3、生产点检（操作者） 负责对生产运行中的数控机床进行点检，并负责润滑、紧固等工作。 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1. 数控机床电气系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电路和电子控制电路，一般将前者称为强电部分，后者称为弱电部分。 2. 操作装置是操作人员与数控机床（系统）进行交互的工具。 3. 伺服机构是数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部分组成。 4. 数控机床常用的电器主要是低压电器。低压电器通常是指工作在交流电压1200 V、直流电压1500 V及以下的电器。 5. 在电气原理图中，所有电气元件的可动部分均按原始状态画出。 6. CNC装置由软件和硬件组成，有专用计算机数控装置和通用个人计算机数控装置两种。 7. FANUC i系列机箱共有两种形式，一种是内装式，另一种是分离式。 8. 按干扰的耦合模式分，有电场耦合干扰、磁场耦合干扰、漏电耦合干扰、共阻抗感应干扰、电磁辐射干扰。 9. 按需要屏蔽的干扰场性质的不同，可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。 10. S-RAM：静态随机存储器，在数控系统中用于存储用户数据。 11. 数控机床中的数据文件主要分为系统文件、MTB（机床制造厂）文件和用户文件。 12. 在进行参数设定之前，一定要清楚所要设定参数的含义和允许的数据设定范围，否则的话，机床就有被损坏的危险，甚至危及人身安全。 13. 数控机床用PLC可分为两类，一类是内装型，一类是独立型。 14. 在PMC程序中，使用的编程语言是梯形图(LADDER)。PMC程序由第一级程序和第二级程序两部分组成。 15. I/O LINK是一个串型接口，可以将单元控制器、分布式I/O等设备连接起来。 16. FANUC数控系统输出接口所用的外部电源电压规格为２４V＋１０％，电源电流应大于最大负载电流总和再加上１００ｍA。 17. F信号是CNC系统部分侧输入到PMC的信号。 18. “顺序控制”的信息主要是开关量信号。 19.作为I/O接口状态诊断，可以反映外围开关实时状态、PMC的信号输出状态，以及PMC 和CNC之间的信号输入输出状态。 20. 数控机床第4类接口信号根据其功能的必要性分为两类：必须信号、任选信号。 二、选择题（把正确地答案代号填到括号内） 1. 数控机床电气系统强电电路是指工作电压为（ C ）V以上。 A.36 B.110 C.24 D.220 2. （ A ）信号是CNC系统部分侧输入到PMC的信号。 A.F B.G C.X D.Y 3. 在PMC程序执行时第一级程序每（ A ）ms执行一次。 A．8 B．9 C．6 D．4 4. 在PMC程序执行时第一级程序每执行一次（ B ）ms用来执行一、二级PMC程序，剩下的时间用于NC程序。 A．2 B．1.25 C．2.5 D．2.8 5. 数控机床“接口”是指数控装置与机床及机床电气设备之间的电气连接部分。接口分为（ D ）种类型。 A．一 B．二 C．三 D．四 6. 用来提供电信号的基准电位(0 V)的地线系统是（ A ）。 A．信号地 B．框架地 C．系统地 D．保护接地 7. S-RAM：静态随机存储器，在数控系统中用于存储用户数据，断电后需要电池保护，所以 数控机床电气装调与维修 一、选择题（每题1.5分 共60分） 1、数控机床控制部件松开、加紧、分度工作台转位的辅助指令信 号均来自于数控系统的（ ） A. CPU B. PMC C. F-ROM D. S-RAM 2、西门子是来自（ ）的世界著名数控系统品牌。 A. 德国 B. 中国 C. 日本 D. 法国 3、FANUC 0i-M 是一种（ ）用的数控系统。 A. 数控车床 B. 数控磨床 C. 数控冲床 D. 数控铣床 4、当代数控机床主流进给电动机类型为（ ） A. 液压马达 B. 直流伺服电动机 C. 交流伺服电动机 D. 交流三相异步电动机 5、FANUC Series 0i MD 数控系统用于加工中心最多控制的轴数为 （ ）。 A. 2轴 B. 3轴 C. 4轴 D. 5轴 6、FANUC Series 0i Mate –MD 数控系统最多控制主轴电机个数为 （ ）。 A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 7、下列哪个接口不属于FANUC 数控系统主机接口（ ）。 A. COP10A(串行伺服总线输出) B. COP10B （串行伺服总线输入） C. JD1A （I/O LINK 串行总线） D. JA40（模拟量主轴输出） 8、下列哪个接口不属于FANUC αi 系列电源模块的接口。（ ） A. CX3(MCC 信号) B. CX4（ESP 急停信号） C. L1L2L3（电源输入端子） D. COP10A(串行伺服总线输出) 9、下列哪种FANUC 数控模块不带手摇脉冲发生器接口。（ ） A. 数控系统 B. 操作盘I/O 模块（I/O 卡） C. FANUC 标准机床操作面板模块 D. I/O 单元模块 精品文档 组织教学： 1、考勤 2、安全教育 3、强调课堂气氛、课堂纪律 导入新课： 讲授新课： 项目一：认识数控机床及工作过程 相关理论： 数控机床：采用数字化信号对机床的运动及加工过程进行控制的机床，称为数控机床。 计算机数控（ CNC）：采用存储程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能，则称为计算机数控。 一、数控机床的产生及发展 （一）、产生：机械产品的自身要求；单件、多品种小批量零件约占 80%以上。 （二）、发展过程： （1）、国际情况 第一代： 1952至 1959年，采用电子管、继电器元件； 第二代： 1959年开始，采用了晶体管分立元件； 第三代： 1965年开始，采用集成电路； 第四代： 1970年开始，采用大规模集成电路及小型计算机；（CNC系统） 第五代： 1974年开始，采用微型计算机。（MNC系统） （2）、国内发展情况： 1958年开始研究 20世纪 60年代末 70年代初—研制出一些晶体管式数控系统，如： 1968年研制成功 X53K--1 立式铣床 1975年研制成功第一台加工中心 1985年进入实用阶段 1986—1990 年数控机床大发展时期 1991年300 多种 十. 五目标数控机床年增长率 :>18% 2005年产量 : 25000~30000 台品种 : 2000 种数控化率: 20% 。 （3）. 数控机床的发展趋势 高可靠性：提高元器件和系统的可靠性；采用抗干扰技 术，提高数控系统对环境的适应能力；使数控系统模块化、通用 化和标准化；提高自诊断及保护功能； 高柔性化：柔性：指机床适应加工对象变化的能力 第一章数控机床故障诊断与维修基本概念 1－1数控机床的基本概念 一、数控技术与数控机床 1、数控技术---NC 2、计算机数控---CNC 3、加工中心---MC（带ATC） 4、柔性加工单元---FMS（带APC） 5、计算机集成制造系统---CIMS 二、数控系统及组成 1、数控系统的基本组成 数控系统是所有数控设备的核心。数控系统的主要对象是坐标轴的位移（包括移动速度、方向、位置等），其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序。因此，作为数控系统最基本组成应包括： 1）输入/输出装置 2）数控装置 3）伺服系统2、NC、CNC、SV、PLC的概念 1）SV---伺服驱动（Servo Drive）按日本JIS标准规定的术语，它是“以物体位置、方向、状态等作为控制量，追踪目标值的任意变化的控制机构”。作用：一是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行；二是使坐标轴按照数控装置给定的位置定位。 2）PLC---可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）或可编程序机床控制器PM（Machine）C。 三、机床的组成与加工原理 1、数控机床的基本组成 输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体。2、数控加工原理 实质应用的是“微分”原理；1）数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹，将按机床对应的坐标轴，以最小移动量（脉冲当量）进行微分，并计算出各坐标轴需要的移动脉冲数； 2）通过数控装置的“插补”软件或“插补”运算器，把要求的轨迹永以“最小移动单位”为单位的等效折线拟合，并找出最接近理论轨迹的拟合折线； 3）数控装置根据拟合折线的轨迹，给相应的坐标轴连续不断地分配进给脉冲，并通过伺服驱动使机床坐标轴分配的脉冲运动。由此可见：1只要数控机床的最小移动量（脉冲当量）足够小，所用的拟合折线就可以等效代替理论曲线；2只要改变坐标轴的脉冲分配方式，即可改变拟合折线的形状，从而达到改变加工轨迹的目的；3只要改变分配脉冲的频率，即可改变坐标轴（刀具）的运动速度。 能同时参与插补的坐标轴数，称为联动轴数；显然，当数控机床的联动轴数越多，机床加工轮廓的性能就越 项目三 FANUC数控系统的PMC 一、教学目标 1. 了解FANUC PMC的结构和控制信号的工作流程。 2.能熟练地在PMC 画面上输入/输出数据。 3. 掌握FANUC LADDER III 软件的一般使用。 二、课时分配 本项目共2个任务，安排4课时。 三、教学重点 本项目主要以PMC为核心，重点讲解其结构原理，处理信号种类，地址分配，程序编制，程序导入等内容，让学生能够深入了解PMC，能够编制简单的PMC程序，能够对PMC进行简单的设置，做到简单的调试。 四、教学难点 1．掌握FANUC PMC的结构和控制信号的工作流程。 2. 掌握FANUC PMC继电器地址分配及功能指令的使用方法。 3. 掌握机床基本功能PMC程序的编辑方法。 五、教学内容 任务一 PMC调试基础（一） 知识链接 一、 PMC接口控制 1.PMC的结构和控制信号的工作流程 2.I/O Link地址 3.I/O Link地址的分配 0i-D/0i Mate-D系统的I/O点、手摇式脉冲发生器的脉冲信号都连在I/O Link总线上，在PMC梯形图编辑之前都要进行I/O单元模块的设置（地址分配），同时也要考虑手摇式脉冲发生器的连接位置。 （1）硬件地址 （2）模块分配（软件地址） （3）模块名称（分配的字节大小） （4）地址的分配 二、地址说明 1.机床→PMC的信号（X） 从机床送到PMC的信号用X地址表示，如接近开关、极限开关、压力开关、操作按钮等输入元件的信号。PMC接收机床侧各装置的输入信号，在梯形图中进行逻辑运算，作为机床动作的条件及对外围设备进行诊断的依据。 2.PMC→机床信号（Y）数控机床装调维修文件
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