《數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)》課程教學(xué)大綱

1、附件 1：數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)課程教學(xué)大綱課程名稱(chēng)數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)課程代碼31025204適用專(zhuān)業(yè)機(jī)電一體化開(kāi)設(shè)學(xué)期6總學(xué)時(shí)48學(xué)分3周學(xué)時(shí)數(shù)6先修課程機(jī)械基礎(chǔ)，數(shù)控機(jī)床編程課程類(lèi)型考查課程性質(zhì)選修開(kāi)課部門(mén)機(jī)械工程學(xué)院編寫(xiě)依據(jù)2017 版人才培養(yǎng)方案編寫(xiě)人王卉軍編寫(xiě)時(shí)間2017 年 7 月推薦教材羅曉明，數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù) ，南京大學(xué)出版社， 2011.03教學(xué)參考資料1. 王洪波，數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù) ，電子工業(yè)出版社， 20072. 劉希金，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)故障檢測(cè)及維修 ，兵器工業(yè)出版社， 1995一、課程教學(xué)目的 數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)課程是機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)（數(shù)控方向）的一門(mén)專(zhuān)業(yè)

2、課。本課程以數(shù) 控機(jī)床為研究對(duì)象，以數(shù)控系統(tǒng)的電氣控制為重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)本課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解和掌握數(shù) 控機(jī)床故障診斷的基本理論和基本方法。本課程屬于專(zhuān)業(yè)課， 在學(xué)生整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程的講授與實(shí)驗(yàn)綜合進(jìn)行， 機(jī)電一體化 （數(shù)控方向） 專(zhuān)業(yè)的學(xué)生必修。設(shè)置本課程的目的是為了拓寬學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面，使學(xué)生學(xué)到與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián) 系緊密的數(shù)控機(jī)床故障診斷方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使學(xué)生具備解決數(shù)控機(jī)床 在使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的初步能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作打基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)要求 學(xué)完本課程應(yīng)達(dá)到以下基本要求：1. 了解數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放性的具體數(shù)含義對(duì)從業(yè)人員的具體要求2. 進(jìn)給伺服電機(jī)

3、和主軸電機(jī)的選型的方法3. 掌握一種數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)試4. 熟悉數(shù)控機(jī)床刀庫(kù)冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制方法5. 掌握數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)管理6. 掌握數(shù)控機(jī)床故障診斷的分類(lèi)、故障的排除方法。7. 常見(jiàn)機(jī)械部分故障排除及維護(hù)（刀架、滾珠絲杠）三、課程教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1. 教學(xué)重點(diǎn)：電氣故障的診斷與排除2. 教學(xué)難點(diǎn)：電氣線路的設(shè)計(jì)，故障診斷。四、課程教學(xué)時(shí)數(shù)分配章目教學(xué)內(nèi)容教學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)時(shí)分配教學(xué)方式或 手段理論實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）一數(shù)控機(jī)床故障診斷 與維修概述6講授24二數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu) 故障診斷及維修8講授44三數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8講授44四華中世紀(jì)星HNC-21 數(shù)控系統(tǒng)12講授48五FANUC 0i-MC 數(shù) 控系

4、統(tǒng)2講授2六普通數(shù)控機(jī)床電器 原理設(shè)計(jì)8講授44七北京機(jī)電院加工中 心電氣原理圖2講授2八數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收2講授2合計(jì)2424“教學(xué)方式或手段”欄主要填寫(xiě)講授、多媒體教學(xué)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課內(nèi)實(shí)踐、討論等內(nèi)容）五、理論教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配第一章 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修概述（ 2 學(xué)時(shí)）【教學(xué)目的】通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，了解數(shù)控機(jī)床的可靠性指標(biāo)與評(píng)定及提高數(shù)控機(jī)床可靠性的途徑，了解 數(shù)控機(jī)床的故障類(lèi)型和數(shù)控機(jī)床維修的基本要求； 掌握數(shù)控機(jī)床維修的原則和故障診斷的方法； 提高數(shù)控機(jī)床的維修技術(shù)水平?！窘虒W(xué)要求】了解數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程， 掌握機(jī)床的基本構(gòu)成及各部分工作原理， 熟悉數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】數(shù)控系統(tǒng)

5、的故障診斷方法，數(shù)控機(jī)床安裝、調(diào)試?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床故障診斷的基本知識(shí)1. 數(shù)控機(jī)床的可靠性及可靠性指標(biāo)2. 數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障的分類(lèi) 3. 數(shù)控機(jī)床維修的基本要求 4. 數(shù)控機(jī)床故障維修原則 5. 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法 6. 提高維修數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平方法 第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與安全操作1. 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與保養(yǎng)內(nèi)容 2. 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與保養(yǎng)的點(diǎn)檢管理 3. 數(shù)控裝置的日常維護(hù) 與保養(yǎng) 4. 數(shù)控機(jī)床的安全操作規(guī)程 第二章 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷及維修（ 4 學(xué)時(shí)）【教學(xué)目的】 通過(guò)本模塊的學(xué)習(xí)后，掌握數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)與維修。數(shù)控機(jī)床是高精度和高生產(chǎn) 率的自動(dòng)化加工機(jī)床，機(jī)械部

6、分部件包括主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件，傳動(dòng)部件、床身、 立柱等支撐件，通過(guò)學(xué)習(xí)后要對(duì)這些部件和功能有所了解和認(rèn)識(shí)?！窘虒W(xué)要求】 了解數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件，傳動(dòng)部件，熟悉部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】 進(jìn)給機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)維修?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 主傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)維修1. 數(shù)控車(chē)床主傳動(dòng)的主要結(jié)構(gòu) 2. 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng) 3 加工中心主傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的維護(hù) 特點(diǎn) 4. 機(jī)床主傳動(dòng)經(jīng)常性維護(hù) 5. 主傳動(dòng)故障診斷第二節(jié) 進(jìn)給機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)維修1. 滾珠絲杠螺母副調(diào)整與維修 2. 導(dǎo)軌副調(diào)整與維護(hù)第三節(jié) 換刀裝置維護(hù)與故障診斷1. 概況 2. 刀庫(kù)與機(jī)械手的維護(hù)要點(diǎn) 3. 刀庫(kù)與機(jī)械手的故障診

7、斷 4. 換刀裝置故障診斷實(shí) 例第四節(jié) 其他輔助裝置故障1.液壓系統(tǒng) 2. 氣動(dòng)系統(tǒng) 3. 潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng) 4. 排屑裝置第三章 數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ 4 學(xué)時(shí)）【教學(xué)目的】通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握 CNC 的組成部分，以及各個(gè)組成部分在系統(tǒng)中所處位置及作用。便于在 維修時(shí)故障的診斷和定位。【教學(xué)要求】 了解數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn)及硬件軟件構(gòu)成?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】 數(shù)控系統(tǒng)的組成及硬件軟件構(gòu)成?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的組成1. 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的特點(diǎn) 2. 數(shù)控系統(tǒng)的組成 3. 輸入輸出裝置 4. 數(shù)控裝置 5. 伺服單元和驅(qū) 動(dòng)裝置 6. 可編程控制器 7. 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 8. 測(cè)量裝置第二節(jié) 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的硬件1.

8、 單位處理器結(jié)構(gòu) 2. 多微處理器結(jié)構(gòu)第三節(jié) 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的軟件1. 數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 2. 多任務(wù)并行處理 3.CNC 系統(tǒng)的中斷控制方式 4. 數(shù)控系統(tǒng)的軟 件結(jié)構(gòu)第四章 華中世紀(jì)星 HNC-21 數(shù)控系統(tǒng)（ 4 學(xué)時(shí)）【教學(xué)目的】通過(guò)學(xué)習(xí)， 能夠根據(jù)說(shuō)明書(shū)將華中世紀(jì)星 HNC-21 數(shù)控系統(tǒng)的硬件、 機(jī)床面板、 I/O 模塊及 CNC 的各主要控制模塊， 如電源模塊、 CPU 模塊、存儲(chǔ)器模塊、 接口模塊、 位置控制接口模塊、 顯示器控制模塊等）安裝在一體化的基本框架上，系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)等安裝在電器柜 內(nèi)。了解其功能及意義?！窘虒W(xué)要求】了解華中世紀(jì)星 HNC-21 數(shù)控系統(tǒng)的硬

9、件、機(jī)床面板、 I/O 模塊及 CNC 的各主要控制模塊 及其功能意義。【重點(diǎn)難點(diǎn)】數(shù)控裝置參數(shù)設(shè)置， PLC 的調(diào)試應(yīng)用?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 華中世紀(jì)星 HNC-21 數(shù)控裝置及其接口認(rèn)知1. 華中世紀(jì)星 HNC-21 數(shù)控系統(tǒng)配置 2. 華中世紀(jì)星 HNC-21 數(shù)控裝置的接口 3.輸入輸出 裝置 4.系統(tǒng)硬件連接的注意事項(xiàng) 5.連線完成后的檢查第二節(jié) 華中世紀(jì)星 HNC-21 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1. 數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求 2. 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi) 3. 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的連接口 4. 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的控制類(lèi)型 5. 故障排除舉例第三節(jié) 華中世紀(jì)星 HNC-21 進(jìn)給主軸控制系統(tǒng)1. 數(shù)控機(jī)床

10、主軸系統(tǒng)的要求 2. 數(shù)控機(jī)床的主軸傳動(dòng)方式 3. 與主軸控制相關(guān)的接口定義 4. 主軸啟停控制 5. 主軸速度控制 6. 主軸定向控制 7. 主軸換擋控制 8. 主軸編碼器連接 9. 主軸 連接實(shí)例第四節(jié) 華中世紀(jì)星 HNC-21 數(shù)控裝置參數(shù)設(shè)置1. 華中數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)說(shuō)明 2. 參數(shù)查看與設(shè)置操作 3. 參數(shù)備份、裝入?yún)?shù)與批量調(diào)試 4. 輸入、修改權(quán)限口令和其他操作第五節(jié) 華中世紀(jì)星 HNC-21 數(shù)控系統(tǒng)中 PLC 的調(diào)試與應(yīng)用1.PLC 源文件的編寫(xiě)與編譯 2.PLC 的調(diào)試 3. 機(jī)床開(kāi)關(guān)量地址的定義操作第五章 FANUC 0i-MC 數(shù)控系統(tǒng)（ 2 學(xué)時(shí)） 教學(xué)目的】本模塊對(duì)于

11、FANUC 0i-MC 數(shù)控系統(tǒng)與維修相關(guān)的功能進(jìn)行了敘述，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式， 從硬件連接到軟件參數(shù)設(shè)置操作進(jìn)行深入淺出。通過(guò)學(xué)習(xí)，能夠根據(jù)電氣設(shè)計(jì)圖紙將各部件安 裝到位，并安裝調(diào)試。 【教學(xué)要求】了解數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn)及硬件軟件構(gòu)成?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】FANUC 數(shù)控系統(tǒng) PMC 的應(yīng)用，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) FANUC 0i-MC 數(shù)控系統(tǒng)1. FANUC 系統(tǒng)產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程和產(chǎn)品特點(diǎn) 2. FANUC 0i 數(shù)控系統(tǒng)的連接 3.機(jī)床 I/O 單元連 接 4.連接時(shí)注意事項(xiàng)第二節(jié) 系統(tǒng)熔絲和電池的更換與組成模塊LED狀態(tài)顯示信息的利用1. 熔絲更換的注意事項(xiàng) 2. 更換電池 3.LED 的狀態(tài)

12、顯示第三節(jié) 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置1. 系統(tǒng)參數(shù)的分類(lèi) 2. FANUC 系統(tǒng)常用參數(shù)簡(jiǎn)介 3.參數(shù)設(shè)定的操作與參數(shù)設(shè)定第四節(jié) FANUC 數(shù)控系統(tǒng) PMC的應(yīng)用1.PMC 的作用 2.PMC 地址的使用和梯形圖符號(hào) 3.PMC 的處理過(guò)程 4. FANUC PMC 的操作 第五節(jié)報(bào)警界面的應(yīng)用和數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)1.PMC 的性能及規(guī)格 2.PMC 畫(huà)面的操作 3. 監(jiān)控顯示畫(huà)面、伺服調(diào)整畫(huà)面、主軸伺服畫(huà)面、 診斷功能畫(huà)面的操作 4. 報(bào)警信息的查看 5. 數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)的重要性 6. 數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)的操 作第六章 普通數(shù)控機(jī)床電器原理設(shè)計(jì)（ 4 學(xué)時(shí)） 【教學(xué)目的】了解一般普通機(jī)床電器原理設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)

13、舉一反三。 【教學(xué)要求】了解數(shù)控機(jī)床的電氣元件的選擇及元器件的功能作用。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】電氣原理圖的基本繪制及規(guī)則。【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的選擇第二節(jié) 伺服及電機(jī)的選擇第三節(jié) 主軸及輔件的選擇第四節(jié) 電器原理圖的繪制第七章 北京機(jī)電院加工中心電氣原理圖（ 2 學(xué)時(shí)） 教學(xué)目的】學(xué)習(xí)北京機(jī)電院的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，熟悉一般電氣原理圖的設(shè)計(jì)方法。 教學(xué)要求】電器原理圖的意義重點(diǎn)難點(diǎn)】自行設(shè)計(jì)電氣原理圖。【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 加工中心強(qiáng)電控制電路第二節(jié) 弱點(diǎn)控制電路第三節(jié) 互鎖電路及機(jī)床開(kāi)關(guān)量子輸入輸出第八章 數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收（ 2 學(xué)時(shí)）【教學(xué)目的】 通過(guò)本模塊的學(xué)習(xí)，了解數(shù)控機(jī)床安裝環(huán)境的要求，安裝于調(diào)試過(guò)

14、程、步驟。掌握數(shù)控機(jī) 床在在安、調(diào)試過(guò)程中的注意事項(xiàng)。掌握數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收需要檢驗(yàn)的項(xiàng)目與驗(yàn)收方法?！窘虒W(xué)要求】 掌握數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收需要檢驗(yàn)的項(xiàng)目與驗(yàn)收方法。【重點(diǎn)難點(diǎn)】機(jī)床性能及 NC 功能試驗(yàn)、機(jī)床幾何精度檢查【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 驗(yàn)收的基本概念第二節(jié) 機(jī)床外觀的檢查 第三節(jié) 機(jī)床性能及 NC 功能試驗(yàn)第四節(jié) 機(jī)床幾何精度檢查六、實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）教學(xué)內(nèi)容及要求【實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）教學(xué)目的】數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)機(jī)電一體化（數(shù)控方向）專(zhuān)業(yè)的學(xué)生必修。設(shè)置本課程的 目的是為了拓寬學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面，使學(xué)生學(xué)到與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密的數(shù)控機(jī)床故障診斷方面 的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使學(xué)生具備解決數(shù)控機(jī)床在使用過(guò)程

15、中出現(xiàn)問(wèn)題的初步能 力，同時(shí)使學(xué)生具有解決實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)電設(shè)備的維修、運(yùn)行管理、改造等實(shí)際問(wèn)題的初步 能力?！緦?shí)驗(yàn)（實(shí)踐）教學(xué)要求】1. 了解試驗(yàn)臺(tái)的組成部件極其各部件的功能。熟悉各個(gè)部件的接口及每個(gè)接口的功能。2. 熟悉數(shù)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)各個(gè)組成部件的接口。3. 能讀懂電氣原理圖，通過(guò)電氣原理圖能獨(dú)立的進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)各部件之間的連接。4. 熟悉并掌握數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的好意及設(shè)置方。5. 熟悉交流伺服系統(tǒng)的構(gòu)成及原理、以及伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、數(shù)控系統(tǒng)的互聯(lián)6. 熟悉感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、變頻器的控制原理以及控制系統(tǒng)的連接方。7. 能夠修改常用 PLC 輸入輸出點(diǎn)及 PLC 所提供的各項(xiàng)功。 。【實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）項(xiàng)

16、目與學(xué)時(shí)分配】序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型學(xué)時(shí)內(nèi)容提要1數(shù)控綜合試驗(yàn)臺(tái)的部件認(rèn)識(shí)驗(yàn)證4（必做）數(shù)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部件的認(rèn)識(shí)2電源類(lèi)故障設(shè)置及處理實(shí)驗(yàn)、 出入輸出故障設(shè)置驗(yàn)證4（必做）在系統(tǒng)運(yùn)行正常， 實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部件運(yùn)行 正常的情況下， 進(jìn)行一些常見(jiàn)的故障 現(xiàn)象設(shè)置實(shí)驗(yàn)， 記下設(shè)置故障后的故 障現(xiàn)象，并得出相應(yīng)的結(jié)論分析3X、Z 軸的正負(fù)軟極限設(shè)置實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)證4（必做）分別設(shè)置軸的正負(fù)軟極限位置4快移 /加工加減速時(shí)間常數(shù)及 捷度時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證4（必做）在系統(tǒng)軸參數(shù)里面含有快移加減速 時(shí)間常數(shù)、 加工加減速時(shí)間常數(shù)及捷 度時(shí)間常數(shù)， 這幾個(gè)參數(shù)直接影響到 機(jī)床運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。 通過(guò)修改這幾個(gè) 參數(shù)的大小， 觀察各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)時(shí)的 變化及每個(gè)軸移動(dòng)的狀態(tài)5交流伺服系統(tǒng)調(diào)整及其應(yīng)用驗(yàn)證（選做）數(shù)控系統(tǒng)控制伺服驅(qū)動(dòng)器時(shí)， 需要對(duì) 系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行必要的設(shè)置， 才能夠正 常的控制伺服驅(qū)動(dòng)器， 按相關(guān)要求對(duì) 伺服電機(jī)有關(guān)參數(shù)設(shè)置坐標(biāo)軸參數(shù)6變頻調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成、 調(diào)整及使 用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（選做）變頻器參數(shù)設(shè)置；變頻初始化設(shè)置； 變頻器與三相異步電機(jī)的常見(jiàn)故障 分析7標(biāo)準(zhǔn) PLC 的修改與調(diào)試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證4（必做）刀架信號(hào)輸入點(diǎn)定義， 及與刀架相關(guān)PMC 參數(shù)設(shè)定8常