數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)2

1、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)蘇州科技學(xué)院 機(jī)電工程系 School of Mechanical & Electrical Engineering Suzhou University of Science &Technology學(xué)號(hào)： 專業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 目 錄實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 維修前技術(shù)準(zhǔn)備3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)要求3三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟3四、注意事項(xiàng)4五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求4實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二 機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷實(shí)驗(yàn)5一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?二、實(shí)驗(yàn)要求：5三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟5四 數(shù)控銑床整體結(jié)構(gòu)64.1主軸結(jié)構(gòu)74.2主軸箱總成84.3 Z軸立柱94.4 絲杠連接結(jié)構(gòu)10五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求12

2、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三 機(jī)床電氣模塊故障診斷實(shí)驗(yàn)13一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3二、實(shí)驗(yàn)要求13三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟13四、注意事項(xiàng)13五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求13實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床電氣整體故障診斷實(shí)驗(yàn)14一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4二、實(shí)驗(yàn)要求14三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟14四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求20實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 維修前技術(shù)準(zhǔn)備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)項(xiàng)目目的是培養(yǎng)學(xué)生閱讀技術(shù)資料能力；概括總結(jié)能力；勾畫(huà)系統(tǒng)框圖的能力，維修前工具準(zhǔn)備，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好技術(shù)準(zhǔn)備。二、實(shí)驗(yàn)要求通過(guò)本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，要求學(xué)生：1. 了解數(shù)控設(shè)備維修與故障診斷前必須進(jìn)行的技術(shù)準(zhǔn)備的內(nèi)容。學(xué)會(huì)全面查閱技術(shù)資料操作說(shuō)明、維修手冊(cè)、電氣原理圖與連接手冊(cè)，了解數(shù)控機(jī)床的使用條件（工作環(huán)境條件、

3、電源與接地要求）。2. 通過(guò)構(gòu)思與畫(huà)出華中數(shù)控車床及其系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床電器與電氣連接框圖，熟悉數(shù)控機(jī)床的常用電器的使用條件、功能、部位及其連接關(guān)系。3. 再通過(guò)實(shí)際華中數(shù)控車床上的對(duì)照與認(rèn)識(shí)，熟悉數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)與組成，勾畫(huà)閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。4. 維修前工具準(zhǔn)備，列舉工具清單，準(zhǔn)備工具。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1 認(rèn)真全面地查閱華中/FANUC數(shù)控車床與系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)資料，概括機(jī)床結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)特點(diǎn)，以及使用要求。2 畫(huà)出相應(yīng)的電器與電氣連接框圖，熟悉數(shù)控機(jī)床的常用電器的使用條件、功能、部位及其連接關(guān)系。3 對(duì)照兩個(gè)數(shù)控車床上的電器與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，畫(huà)出該機(jī)床的半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。4 按照工具清單準(zhǔn)備

4、維修工具。四、注意事項(xiàng)1 愛(ài)護(hù)并保管好借用的技術(shù)資料。不許在資料上涂寫(xiě)。2 明確實(shí)驗(yàn)要求，按要求完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。3 獨(dú)立完成概括總結(jié)、兩張框圖以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 技術(shù)資料閱讀的概括總結(jié)，包括機(jī)床使用要求、對(duì)電源與接地、防強(qiáng)電干擾的措施。2 分別畫(huà)兩臺(tái)機(jī)床的電器與電氣連接框圖，并對(duì)控制電器的功能與常見(jiàn)故障分析。3 畫(huà)出該機(jī)床的半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。并利用所學(xué)知識(shí)來(lái)總結(jié)：4. 1) 哪些故障是屬于位置環(huán)故障？哪些故障是速度環(huán)故障？2）有哪些控制類型的故障現(xiàn)象？故障類型與可能的故障部位？常用的診斷方法？3）哪些獨(dú)立單元是開(kāi)關(guān)量輸入？哪些是模擬量輸入？哪些環(huán)節(jié)傳遞數(shù)字脈沖信號(hào)？4）哪些器件易

5、發(fā)生故障？故障機(jī)理是什么？5. 心得體會(huì)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二 機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)模擬故障分析，熟悉數(shù)控銑床整體結(jié)構(gòu)，了解常見(jiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷的正確思路、基本步驟與基本方法。二、實(shí)驗(yàn)要求：在模擬故障分析中，必須積極思考每一步驟進(jìn)行的基本原則與思路。弄清每一項(xiàng)目所采用的方法。并且，歸納出總結(jié)項(xiàng)目的共性與個(gè)性。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟在軟件主界面（圖1） 光標(biāo)放置到點(diǎn)，進(jìn)入數(shù)控銑床模型整體實(shí)驗(yàn)界面，軟件主界面（圖1）數(shù)控銑床總體模型模擬界面圖(2)數(shù)控銑床總體模型布局圖(3)四 數(shù)控銑床整體結(jié)構(gòu)定義: 數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,兩者的加工工藝基本同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)

6、控銑床是靠程序控制的自動(dòng)加工機(jī)床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別. 數(shù)控銑床一般由數(shù)控系統(tǒng)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)等幾大部分組成： 1、主軸箱 包括主軸箱體和主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，用于裝夾刀具并帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速范圍和輸出扭矩對(duì)加工有直接的影響。 2、進(jìn)給伺服系統(tǒng) 由進(jìn)給電機(jī)和進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，按照程序設(shè)定的進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 3、控制系統(tǒng) 數(shù)控銑床運(yùn)動(dòng)控制的中心，執(zhí)行數(shù)控加工程序控制機(jī)床進(jìn)行加工。4、輔助裝置 如液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。 5、機(jī)床基礎(chǔ)件 通常是指底座、立柱、橫梁等，它是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架 圖

7、1 數(shù)控銑床整體結(jié)構(gòu)4.1主軸結(jié)構(gòu)主軸部件是數(shù)控銑床上的重要部件之一，它帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)完成切削，其精度、抗振性和熱變形對(duì)加工質(zhì)量有直接的影響。 1、主軸 如 圖 所示，數(shù)控銑床的主軸為一中空軸，其前端為錐孔，與刀柄相配，在其內(nèi)部和后端安裝有刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，用于刀具裝夾 2、刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)     在數(shù)控銑床上多采用氣壓或液壓裝夾刀具，常見(jiàn)的刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)主要由拉桿、 拉桿端部的夾頭、蝶形彈簧、活塞、氣缸等組成，見(jiàn)圖 。夾緊狀態(tài)時(shí)，蝶形彈簧通過(guò)拉桿及夾頭，拉住刀柄的尾部，使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合；松刀時(shí)，通過(guò)氣缸活塞推動(dòng)拉桿，壓縮蝶形彈簧，使夾頭松

8、開(kāi)，夾頭與刀柄上的拉釘脫離，即可拔出刀具，進(jìn)行新、舊刀具的交換，新刀裝入后，氣缸活塞后移，新刀具又被蝶形彈簧拉緊。 需注意的是，不同的機(jī)床，其刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不同，與之適應(yīng)的刀柄及拉釘規(guī)格亦不同。 3、端面鍵     帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 4、自動(dòng)切屑清除裝置 自動(dòng)清除主軸孔內(nèi)的灰塵和切屑是換刀過(guò)程中的一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。如果主軸錐孔中落入了切屑、灰塵或其它污物，在拉緊刀桿時(shí)，錐孔表面和刀桿的錐柄就會(huì)被劃傷，甚至?xí)沟稐U發(fā)生偏斜，破壞刀桿的正確定位，影響零件的加工精度，甚至?xí)沽慵顖?bào)廢。為了保持主軸錐孔的清潔，常采用的方法是使用壓縮空氣

9、經(jīng)主軸內(nèi)部通道吹屑，清除主軸孔內(nèi)不潔。4.2主軸箱總成主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的，它將主電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力變成可供主軸上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。為適應(yīng)各種不同的加工及各種不同的加工方法，數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有較大的調(diào)速范圍，以保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，同時(shí)主傳動(dòng)系統(tǒng)還需要有較高精度及剛度并盡可能降低噪聲，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。 目前數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)大致可以分為以下幾類： 1電動(dòng)機(jī)與主軸直聯(lián)的主傳動(dòng) 其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，但主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動(dòng)機(jī)的輸出特性致，因而使用上受到一定限制，如圖1-1所示。 2經(jīng)過(guò)一級(jí)變速

10、的主傳動(dòng) 一級(jí)變速目前多用V帶或同步帶來(lái)完成，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝調(diào)試方便，且在一定程度上能夠滿足轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩輸出要求，但主軸調(diào)速范圍比仍與電動(dòng)機(jī)一樣，受電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍比的約束。 3帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 這種配置方式大、中型數(shù)控機(jī)床采用較多。它通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，使之成為分段無(wú)極變速，確保低速大轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。 4電主軸 電主軸通常作為現(xiàn)代機(jī)電一體化的功能部件，裝備在高速數(shù)控機(jī)床上(如圖1-4所示)。其主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，慣量小，可提高起動(dòng)、停止的響應(yīng)特性，有利于控制振動(dòng)和噪聲；缺點(diǎn)是制造和維護(hù)困難且成本較高。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量直接影響主軸，主軸

11、的熱變形嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度，因此合理選生的熱量直接影響主軸，主軸的熱變形嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度，因此合理選用主軸軸承以及潤(rùn)滑、冷卻裝置十分重要。 數(shù)控機(jī)床主軸部件是影響機(jī)床加工精度的主要部件，它的回轉(zhuǎn)精度影響工件的加工精度，它的功率大小與回轉(zhuǎn)速度影響加工效率，它的自動(dòng)變速、準(zhǔn)停和換刀等影響機(jī)床的自動(dòng)化程度。因此，要求主軸部件具有與本機(jī)床工作性能相適應(yīng)的高回轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、耐磨性和低的溫升。在結(jié)構(gòu)上，必須很好地解決刀具和工具的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調(diào)整和潤(rùn)滑密封等問(wèn)題。主軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、精度采用不同的主軸軸承。一般中小規(guī)格數(shù)控機(jī)床的主軸部件多采用成組高精度滾動(dòng)軸承，重型

12、數(shù)控機(jī)床則采用液體靜壓軸承，高速主軸常采用氮化硅材料的陶瓷滾動(dòng)軸承.4.3 Z軸立柱圖1Z軸為傳遞切削動(dòng)力的主軸，Z軸通過(guò)主軸箱沿立柱上的導(dǎo)軌移動(dòng)。 機(jī)床的床身、立柱等支承件，采用鋼板和型鋼焊接而成，具有減小質(zhì)量提高剛度的顯著優(yōu)點(diǎn)。鋼的彈性模量約為鑄鐵的兩倍，在形狀和輪廓尺寸相同的前提下，如要求焊接件與鑄件的剛度相同，則焊接件的壁厚只需鑄件的一半；如果要求局部剛度相同，則因局部剛度與壁厚的三次方成正比，所以焊接件的壁厚只需鑄件壁厚的80%左右。此外，無(wú)論是剛度相同以減輕質(zhì)量，或者質(zhì)量相同以提高剛度，都可以提高構(gòu)件的諧振頻率，使共振不易發(fā)生。用鋼板焊接有可能將構(gòu)件做成全封閉的箱形結(jié)構(gòu)，從而有利于

13、提高構(gòu)件的剛度。圖2 立柱結(jié)構(gòu)圖 3 筋條結(jié)構(gòu)為使數(shù)控機(jī)床具有良好的靜剛度，應(yīng)注意合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，如基礎(chǔ)件采用封閉的完整箱體結(jié)構(gòu)，構(gòu)件采用封閉式截面，合理選擇及布局隔板和筋條（圖 1-1、 1-2），盡量減小接合面，提高部件間接觸剛度等。4.4 絲杠連接結(jié)構(gòu)數(shù)控銑床的進(jìn)給傳動(dòng)裝置多采用伺服電機(jī)直接帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，在電動(dòng)機(jī)軸和滾珠絲杠之間用錐環(huán)無(wú)鍵連接或高精度十字聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，以獲得較高的傳動(dòng)精度。 一）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)作用     數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖指令，并經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。 二）對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)

14、系統(tǒng)的要求     為保證數(shù)控機(jī)床高的加工精度，要求其進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)有高的傳動(dòng)精度、高的靈敏度（響應(yīng)速度快）、工作穩(wěn)定、有高的構(gòu)件剛度及使用壽命、小的摩擦及運(yùn)動(dòng)慣量，并能清除傳動(dòng)間隙。 三）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)種類 1、步進(jìn)伺服電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng) 一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。2、直流伺服電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)     功率穩(wěn)定，但因采用電刷，其磨損導(dǎo)致在使用中需進(jìn)行更換。一般用于中檔數(shù)控機(jī)床。 3、交流伺服電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)     應(yīng)用極為普遍，主要用于中高檔數(shù)控機(jī)床。 4、直線電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)

15、無(wú)中間傳動(dòng)鏈，精度高，進(jìn)給快，無(wú)長(zhǎng)度限制；但散熱差，防護(hù)要求特別高，主要用于高速機(jī)床。 四）進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)部件 1、滾珠絲杠螺母副     數(shù)控加工時(shí)，需將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，故采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床上一般采用滾珠絲杠， 如圖所示，它可將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，滿足進(jìn)給系統(tǒng)減少摩擦的基本要求。該傳動(dòng)副傳動(dòng)效率高，摩擦力小，并可消除間隙，無(wú)反向空行程；但制造成本高，不能自鎖，尺寸亦不能太大，一般用于中小型數(shù)控機(jī)床的直線進(jìn)給。2、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)     為了擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的工藝范圍，數(shù)控機(jī)床除了沿 X、 Y、 Z 三

16、個(gè)坐標(biāo)軸作直線進(jìn)給外，往往還需要有繞 Y 或 Z 軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于加工中 心，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已成為一個(gè)不可缺少的部件。 數(shù)控機(jī)床中常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 。 （ 1 ） 分度工作臺(tái)     分度工作臺(tái)只能完成分度運(yùn)動(dòng),不能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給，它是按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，在需要分度時(shí)將工作臺(tái)連同工件回轉(zhuǎn)一定的角度。分度時(shí)也可以采用手動(dòng)分度。分度工作臺(tái)一般只能回轉(zhuǎn)規(guī)定的角度 ( 如 90、 60 和 45 度 等 ) 。 （ 2 ） 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)    &#

17、160;數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)外觀上與分度工作臺(tái)相似，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功用大不相同。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要作用是根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖信號(hào)，完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行各種圓弧加工或曲面加工，它也可以進(jìn)行分度工作。3、導(dǎo)軌     導(dǎo)軌是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是機(jī)床基本結(jié)構(gòu)的要素之一，它在很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度、精度與精度保持性。目前，數(shù)控機(jī)床上的導(dǎo)軌形式主要有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌等。 （ 1 ） 滑動(dòng)導(dǎo)軌     滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點(diǎn), 在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛，目前多數(shù)使用金

18、屬對(duì)塑料形式，稱為貼塑導(dǎo)軌。 貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)：摩擦特性好、耐磨性好、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、工藝性好、速度較低。 （ 2 ） 滾動(dòng)導(dǎo)軌     滾動(dòng)導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動(dòng)體，使導(dǎo)軌面之間為滾動(dòng)摩擦而不是滑動(dòng)擦擦。 滾動(dòng)導(dǎo)軌與滑動(dòng)導(dǎo)軌相比，其靈敏度高，摩擦系數(shù)小，且動(dòng)、靜摩擦系數(shù)相差很小，因而運(yùn)動(dòng)均勻，尤其是在低速移動(dòng)時(shí)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；定位精度高，重復(fù)定位精度可達(dá)0.2 m ；牽引力小 ，移動(dòng)輕便 ；磨損小，精度保持性好，使用壽命長(zhǎng)。但滾動(dòng)導(dǎo)軌的抗振性差，對(duì)防護(hù)要求高, 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、技術(shù)資料閱讀的概括總結(jié)

19、，以及計(jì)算機(jī)的模擬仿真，畫(huà)出數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單示意圖。2、根據(jù)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械機(jī)構(gòu)示意圖，并對(duì)其功能與常見(jiàn)故障分析，并提出故障解決方案和處理意見(jiàn)。3、總結(jié)主要故障、相關(guān)可能表現(xiàn)的故障現(xiàn)象及其常用分析故障的方法。4、心得體會(huì)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三 機(jī)床電氣模塊故障診斷實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈾C(jī)床常用電器、常用電氣功能模塊的主要故障與主要分析方法二、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)機(jī)床常用電器和常用電氣功能模塊的結(jié)構(gòu)與工作原理，來(lái)分析可能出現(xiàn)的常見(jiàn)故障及其表現(xiàn)（故障現(xiàn)象）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、要求了解對(duì)空氣斷路器、熔斷器、繼電器、接觸器、電磁閥、電磁離合器與電磁抱閘、電動(dòng)機(jī)等常用電器的結(jié)構(gòu)與工作原理。2、要求了解普通電氣實(shí)驗(yàn)電機(jī)

20、點(diǎn)動(dòng)、普通電氣實(shí)驗(yàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)、非控制電器接線、主軸變頻器實(shí)驗(yàn)、伺服系統(tǒng)、冷卻、信號(hào)輸入、輸出等功能模塊的機(jī)構(gòu)和工作原理。3、分類總結(jié)它們的主要故障及其相關(guān)可能表現(xiàn)的故障現(xiàn)象。4、總結(jié)常用分析故障的方法。四、注意事項(xiàng)注意安全；不要擴(kuò)大故障；不要損壞實(shí)驗(yàn)裝備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、分類畫(huà)出常用電器的結(jié)構(gòu)與工作原理的簡(jiǎn)單示意圖。2、分類畫(huà)出常用電氣功能模塊的結(jié)構(gòu)與工作原理的簡(jiǎn)單示意圖。3、總結(jié)它們的主要故障、相關(guān)可能表現(xiàn)的故障現(xiàn)象及其常用分析故障的方法。4、心得體會(huì)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床電氣整體故障診斷實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹?shù)控機(jī)床電氣整體的主要故障與主要分析方法、和解決方案。二、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)數(shù)控機(jī)床電

21、氣整體的結(jié)構(gòu)與工作原理，來(lái)分析可能出現(xiàn)的常見(jiàn)故障及其表現(xiàn)（故障現(xiàn)象）。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟在主界面（圖1） 光標(biāo)放置到點(diǎn)，進(jìn)入數(shù)控機(jī)床電氣整體布局接線調(diào)試實(shí)驗(yàn)。（圖2）布局圖軟件主界面（圖1）數(shù)控機(jī)床電氣整體布局接線布局圖（圖2）接線元器件：一、實(shí)驗(yàn)元器件 1、SIEMENS802C銑床系統(tǒng)（1個(gè)） 2、變頻器7200MA（380V/5.4HP）（1個(gè)） 3、變頻電機(jī)YVP112M-2（1臺(tái)） 4、變壓器GA85（1個(gè)） 5、端子排L1（1個(gè)）、S1（1個(gè)） 6、低壓斷路器DZ47-63-D32(2個(gè))、DZ108-20-D0.4(1個(gè)、DZ47-63-C6（1個(gè)，作用相當(dāng)于熔斷器）、DZ47-

22、63-C1（1個(gè)，作用相當(dāng)于熔斷器）、DZ47-63-C2（兩個(gè)，作用相當(dāng)于熔斷器） 7、總電源開(kāi)關(guān)HR-31（1個(gè)） 8、剎車電阻C-7.5（1個(gè)） 9、開(kāi)關(guān)電源S-201-24（2個(gè)） 10、編碼器ERN1381（1個(gè)） 11、繼電器模塊XA-350（1個(gè)） 12、接地端子 13、伺服驅(qū)動(dòng)器TSDA30B-TSB102B27H（3個(gè)） 14、伺服電機(jī)TSB1310B-3NHA（3臺(tái)） 15、手輪ZSSY1468(1個(gè)) 16、交流接觸器T1C10901（1個(gè)） 17、冷卻電機(jī)DB-12A（1臺(tái)） 18、滅弧器3TX1-31A03（一個(gè)） 19、打刀缸SY-45（1個(gè)） 20、氣閥4V210

23、-08（1個(gè)） 21、行程開(kāi)關(guān)LXZ1（3個(gè)） 22、松刀按鈕開(kāi)關(guān)AH165-SF（1個(gè)） 23、報(bào)警燈JSL-3D（1個(gè)） 24、機(jī)床燈JY37-1（1個(gè)） 25、潤(rùn)滑站MLZ-15/1.5（1個(gè)） 26、電器柜冷卻風(fēng)扇MU1125M-41（1個(gè)）二、接線 （一）、變頻器部分1、熟悉電氣原理圖，找到和主軸實(shí)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的接線部分。 2、接線步驟：（1）、總電源開(kāi)關(guān)三相380V到端子排L1（上端進(jìn)，下端出，端子位置參照電氣圖），從端子排到低壓斷路器DZ47-63-D32（上端進(jìn)，下端出，電氣圖里代號(hào)QF1），從低壓斷路器到變頻器的R/L1、S/L2、T/L3 ，從變頻器的U/T1、V/T2、W/T

24、3到端子排L1（上端進(jìn)，下端出，端子位置參照電氣圖），從端子排到主軸電機(jī)。 （2）、總電源開(kāi)關(guān)三相380V到端子排L1（上端進(jìn)，下端出），端子排到變壓器變壓到220V（非控制元器件的電壓為220V），兩相220V（任意兩相，取U、W兩相）到端子排S1（位置根據(jù)電氣原理圖），端子排上U相到斷路器DZ47-63-C6（上端進(jìn)，下端出，電氣圖里代號(hào)為FU1），從斷路器到開(kāi)關(guān)電源的L端子，端子排上W相直接到開(kāi)關(guān)電源的N端子，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)，其中一個(gè)開(kāi)關(guān)電源只給系統(tǒng)供電源。（3）、系統(tǒng)供電：一個(gè)開(kāi)關(guān)電源的24V端子到系統(tǒng)的電源輸入端子P24，開(kāi)關(guān)電源的COM端子到系統(tǒng)的電源輸入端子M。 （4）、另外一

25、個(gè)開(kāi)關(guān)電源的24V端子到端子排S1（位置參照電氣圖），端子排到繼電器模塊的電源端子24V，開(kāi)關(guān)電源的COM端子端子排S1（位置參照電氣圖），端子排到繼電器模塊的電源端子0V。 （5）、系統(tǒng)的X7接口里的X7.4.56信號(hào)針到變頻器的VIN信號(hào)端子，系統(tǒng)的X7接口里的X7.4.14信號(hào)針到變頻器的GND信號(hào)端子。 （6）、系統(tǒng)的X100和繼電器模塊的SO1信號(hào)端子相連接，系統(tǒng)的X101和繼電器模塊的SO2信號(hào)端子相連接,X200和繼電器模塊的SI信號(hào)端子相連接。 （7）、變頻器的1信號(hào)端子接繼電器模塊的Q0.NO端子，變頻器的2信號(hào)端子接繼電器模塊的Q1.NO端子，變頻器的24VG信號(hào)端子接繼電

26、器模塊的Q0.C端子和Q1.C端子.（8）、變頻器的B1/P和B2端子分別接到剎車電阻的兩個(gè)端子。 （9）、編碼器的信號(hào)端子SIGNAL接到系統(tǒng)的X6接口。 （10）、接地端子全部接地。 （二）、伺服部分 1、熟悉電氣原理圖，找到和主軸實(shí)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的接線部分。 2、接線步驟：（1）、總電源開(kāi)關(guān)三相380V到端子排L1（上端進(jìn)，下端出），端子排到變壓器變壓到三相220V，三相220V到端子排L1（位置根據(jù)電氣原理圖），端子排上斷路器DZ47-63-D32（上端進(jìn)，下端出，電氣圖里代號(hào)為QF2），從斷路器到東元伺服驅(qū)動(dòng)器TSDA30B-TSB102B27H的電源輸入端子R、S、T。（2）、總電源開(kāi)關(guān)

27、三相380V到端子排L1（上端進(jìn)，下端出），端子排到變壓器變壓到220V（非控制元器件的電壓為220V），兩相220V（任意兩相，取U、W兩相）到端子排S1（位置根據(jù)電氣原理圖），端子排上U相到斷路器DZ47-63-C6（上端進(jìn)，下端出，電氣圖里代號(hào)為FU1），從斷路器到開(kāi)關(guān)電源的L端子，端子排上W相直接到開(kāi)關(guān)電源的N端子，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)，其中一個(gè)開(kāi)關(guān)電源只給系統(tǒng)供電源。 （3）、系統(tǒng)供電：一個(gè)開(kāi)關(guān)電源的24V端子到系統(tǒng)的電源輸入端子P24，開(kāi)關(guān)電源的COM端子到系統(tǒng)的電源輸入端子M。（4）、另外一個(gè)開(kāi)關(guān)電源的24V端子到端子排S1（位置參照電氣圖），端子排到伺服驅(qū)動(dòng)器的CN1接口里的CN1

28、. 24V端子，開(kāi)關(guān)電源的COM端子端子排S1（位置參照電氣圖），端子排到伺服驅(qū)動(dòng)器的CN1接口里的CN1. 0V端子，三個(gè)驅(qū)動(dòng)器的接法相同。 （5）、系統(tǒng)的X7接口里的X7.XOUT接到任意一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器的CN1接口里的CN1.INX7端子，這時(shí)這個(gè)驅(qū)動(dòng)器就為X軸驅(qū)動(dòng)器（三個(gè)驅(qū)動(dòng)器的任意一個(gè)，一般從左往依次為X、Y、Z）。X軸驅(qū)動(dòng)器的CN1接口里的CN1.OUT端子接到系統(tǒng)的X3接口（這個(gè)為驅(qū)動(dòng)器信號(hào)反饋）。X軸驅(qū)動(dòng)器的CN2接口接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的SIGNAL端子（電機(jī)就為X軸電機(jī)）。X軸伺服驅(qū)動(dòng)器的電源輸出端子U、V、W到X軸伺服電機(jī)的電源輸入端子U、V、W（注意，U對(duì)U、V對(duì)V、W對(duì)W）。注

29、意信號(hào)和電源必須接到同一個(gè)電機(jī)。 （6）、系統(tǒng)的X7接口里的X7.YOUT接到任意一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器的CN1接口里的CN1.INX7端子，這時(shí)這個(gè)驅(qū)動(dòng)器就為Y軸驅(qū)動(dòng)器（三個(gè)驅(qū)動(dòng)器的任意一個(gè)，一般從左往依次為X、Y、Z）。Y軸驅(qū)動(dòng)器的CN1接口里的CN1.OUT端子接到系統(tǒng)的X4接口（這個(gè)為驅(qū)動(dòng)器信號(hào)反饋）。Y軸驅(qū)動(dòng)器的CN2接口接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的SIGNAL端子（電機(jī)就為Y軸電機(jī)）。Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器的電源輸出端子U、V、W到Y(jié)軸伺服電機(jī)的電源輸入端子U、V、W（注意，U對(duì)U、V對(duì)V、W對(duì)W）。注意信號(hào)和電源必須接到同一個(gè)電機(jī)。 （7）、系統(tǒng)的X7接口里的X7.ZOUT接到任意一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器的CN1接口里

30、的CN1.INX7端子，這時(shí)這個(gè)驅(qū)動(dòng)器就為Z軸驅(qū)動(dòng)器（三個(gè)驅(qū)動(dòng)器的任意一個(gè)，一般從左往依次為X、Y、Z）。Z軸驅(qū)動(dòng)器的CN1接口里的CN1.OUT端子接到系統(tǒng)的X5接口（這個(gè)為驅(qū)動(dòng)器信號(hào)反饋）。Z軸驅(qū)動(dòng)器的CN2接口接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的SIGNAL端子（電機(jī)就為Z軸電機(jī)）。Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器的電源輸出端子U、V、W到Z軸伺服電機(jī)的電源輸入端子U、V、W（注意，U對(duì)U、V對(duì)V、W對(duì)W）。注意信號(hào)和電源必須接到同一個(gè)電機(jī)。 （8）、手輪的信號(hào)端子SIGNAL接到系統(tǒng)的X10接口。 （9）、接地端子全部接地。（三）、冷卻部分 1、熟悉電氣原理圖，找到和主軸實(shí)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的接線部分。2、接線步驟：（1）、總電源開(kāi)關(guān)

31、三相380V到端子排L1（上端進(jìn)，下端出，端子位置參照電氣圖），從端子排到低壓斷路器DZ108-20-D0.4（上端進(jìn)，下端出，電氣圖里代號(hào)QF3），從低壓斷路器到交流接觸器的1L1、3L2、5L3 （上端進(jìn)，下端出），從交流接觸器的2T1、4T2、6T3到端子排S1（上端進(jìn)，下端出，端子位置參照電氣圖），從端子排到冷卻電機(jī)。 （2）、總電源開(kāi)關(guān)三相380V到端子排L1（上端進(jìn)，下端出），端子排到變壓器變壓到220V（非控制元器件的電壓為220V），兩相220V（任意兩相，取U、W兩相）到端子排S1（位置根據(jù)電氣原理圖），端子排上U相到斷路器DZ47-63-C6（上端進(jìn)，下端出，電氣圖里代號(hào)為

32、FU1），從斷路器到開(kāi)關(guān)電源的L端子，端子排上W相直接到開(kāi)關(guān)電源的N端子，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)，其中一個(gè)開(kāi)關(guān)電源只給系統(tǒng)供電源。 （3）、系統(tǒng)供電：一個(gè)開(kāi)關(guān)電源的24V端子到系統(tǒng)的電源輸入端子P24，開(kāi)關(guān)電源的COM端子到系統(tǒng)的電源輸入端子M。 （4）、另外一個(gè)開(kāi)關(guān)電源的24V端子到端子排S1（位置參照電氣圖），端子排到繼電器模塊的電源端子24V，開(kāi)關(guān)電源的COM端子端子排S1（位置參照電氣圖），端子排到繼電器模塊的電源端子0V。 （5）、系統(tǒng)的X100和繼電器模塊的SO1信號(hào)端子相連接，系統(tǒng)的X101和繼電器模塊的SO2信號(hào)端子相連接,X200和繼電器模塊的SI信號(hào)端子相連接.（6）、總電源開(kāi)關(guān)

33、三相380V到端子排L1（上端進(jìn)，下端出），端子排到變壓器變壓到220V（非控制元器件的電壓為220V），兩相220V（任意兩相，取U、W兩相）到端子排S1（位置根據(jù)電氣原理圖），端子排上U相到斷路器DZ47-63-C1（上端進(jìn)，下端出，電氣圖里代號(hào)為FU4），從斷路器接到繼電器模塊的Q2.C端子，從Q2.NO端子接到交流接觸器的線圈A2端子，端子排上W相直接到交流接觸器的線圈A1端子.（7）、交流接觸器的2T1、4T2、6T三個(gè)觸頭反別接到滅弧器的三個(gè)觸頭。（8）、接地端子全部接地 （四）、信號(hào)部分 1、熟悉電氣原理圖，找到和主軸實(shí)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的接線部分。 2、接線步驟：（1）、總電源開(kāi)關(guān)三相3

34、80V到端子排L1（上端進(jìn)，下端出），端子排到變壓器變壓到220V（非控制元器件的電壓為220V），兩相220V（任意兩相，取U、W兩相）到端子排S1（位置根據(jù)電氣原理圖），端子排上U相到斷路器DZ47-63-C6（上端進(jìn)，下端出，電氣圖里代號(hào)為FU1），從斷路器到開(kāi)關(guān)電源的L端子，端子排上W相直接到開(kāi)關(guān)電源的N端子，兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)，其中一個(gè)開(kāi)關(guān)電源只給系統(tǒng)供電源（2）、系統(tǒng)供電：一個(gè)開(kāi)關(guān)電源（系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)）的24V端子到系統(tǒng)的電源輸入端子P24，開(kāi)關(guān)電源的COM端子到系統(tǒng)的電源輸入端子M。 （3）、另外一個(gè)開(kāi)關(guān)電源（控制電源開(kāi)關(guān)）的24V端子到端子排S1（位置參照電氣圖），端子排到繼電器模塊的電源端子24V，開(kāi)關(guān)電源的COM端子端子排S1（位置參照電氣圖），端子排到繼電器模塊的電源端子0