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项目一 数控机床强电回路故障诊断与维修 1

模块1 数控机床起动停止控制线路故障诊断与维修 1

一、学习目标 1

二、工作任务 1

三、相关实践知识 2

（一）元器件认识 2

（二）利用万用表测量线路 3

（三）识图 5

（四）故障排查 5

四、相关理论知识 5

（一）电路的基本物理量 5

（二）电源 6

五、拓展知识 9

（一）接近开关 9

（二）电气系统图的类型及有关规定 9

模块2 数控机床电动机正反转线路故障诊断与维修 11

一、学习目标 11

二、工作任务 12

三、相关实践知识 12

（一）元器件认识 12

（二）识图 13

（三）故障排查 13

四、相关理论知识——电路的几种状态 14

五、拓展知识 15

（一）接触器常见故障和维护 15

（二）三相交流异步电动机 16

模块3 数控机床刀库电动机制动线路的故障诊断与维修 19

一、学习目标 19

二、工作任务 19

三、相关实践知识 19

（一）控制变压器的认识 19

（二）识图 20

（三）故障排查 20

四、相关理论知识 20

（一）变压器原理 20

（二）单相桥式整流电路 21

（三）能耗制动 22

五、拓展知识 22

（一）二极管 22

（二）接地和接零 24

练习 26

项目二 FANUC 0i数控系统的连接与调试 27

模块1 FANUC 0i Mate C数控系统硬件的连接 27

一、学习目标 27

二、工作任务 27

三、相关实践知识 27

（一）FANUC 0i Mate C系统的构成框图 27

（二）CNC单元的结构与系统的配置 29

（三）进给伺服单元的连接 31

（四）主轴单元的连接 33

四、相关理论知识 34

（一）数控技术与数控机床 34

（二）数控系统的基本组成 35

（三）NC、CNC、SV与PLC的概念 36

（四）数控机床的组成与加工原理 37

五、拓展知识 39

（一）使用存储卡进行数据备份和恢复 39

（二）使用外接PC进行数据备份与恢复 40

模块2 FANUC 0i C数控系统硬件的连接 41

一、学习目标 41

二、工作任务 41

三、相关实践知识 41

（一）FANUC 0i C系统功能与接口 41

（二）连接αi伺服放大器 46

四、相关理论知识——数控机床的工作过程 50

五、拓展知识 55

（一）电源的连接 55

（二）急停的连接 55

（三）I/O Link连接 56

（四）I/O模块的连接 57

模块3 FANUC 0i数控系统进给轴的调试 58

一、学习目标 58

二、工作任务 58

三、相关实践知识 58

（一）伺服系统初始化 58

（二）进给轴调试 63

四、相关理论知识 65

（一）伺服系统概述 65

（二）电气伺服驱动系统 67

（三）闭环数控系统进给驱动装置的信号连接 68

（四）机床参数 69

（五）进给运动控制参数设置 71

五、拓展知识 74

（一）位置检测装置概述 74

（二）光栅尺 75

模块4 FANUC 0i数控系统主轴的调试 78

一、学习目标 78

二、工作任务 78

三、相关实践知识 79

（一）调试前的准备工作 79

（二）系统参数的设定 79

（三）主轴模块标准参数的初始化 79

（四）串行数字主轴伺服画面 80

四、相关理论知识 83

（一）数控机床对主轴控制的要求 83

（二）主轴驱动装置的特点 84

（三）主轴驱动装置的类型 84

（四）主轴电动机的特性曲线 85

（五）主轴分段无级变速 85

（六）脉冲编码器 87

五、拓展知识——编码器在数控机床中的应用 91

练习 92

项目三 FANUC 0i数控系统中PMC控制的应用 94

模块1 工作方式的控制 94

一、学习目标 94

二、工作任务 94

三、相关实践知识 95

（一）系统的工作状态 95

（二）系统的工作状态信号 95

（三）系统工作状态的PMC控制 96

四、相关理论知识 97

（一）FANUC 0i系统PMC概述 97

（二）FANUC 0i系统PMC的性能及规格 98

（三）内装I/O卡和I/O Link地址分配 99

（四）FANUC基本指令 102

（五）FANUC PLC梯形图编制的一般规则 102

模块2 数控车床刀架的控制 104

一、学习目标 104

二、工作任务 104

三、相关实践知识 106

（一）电动刀架控制要求 106

（二）识读数控刀架的PMC程序 106

四、相关理论知识 112

（一）顺序程序的概念 112

（二）顺序程序结束指令 112

（三）常用PMC程序 114

五、拓展知识——计数器指令 115

模块3 数控机床辅助功能代码（M代码）PMC控制 116

一、学习目标 116

二、工作任务 116

三、相关实践知识 116

（一）M代码使用说明 116

（二）M代码控制时序 117

（三）功能指令介绍 118

（四）M代码PMC控制 120

四、相关理论知识 120

（一）机床的保护信号 120

（二）程序保护信号 121

（三）手轮／增量模式选择信号 121

（四）速度倍率信号 122

（五）运行信号 123

（六）M、S、T功能的处理信号 125

（七）互锁的处理信号 126

五、拓展知识——报警信息 127

模块4 FANUC 0i系统PMC画面的基本操作 129

一、学习目标 129

二、工作任务 129

三、相关实践知识 129

（一）数控系统PMC画面的操作 129

（二）FANUC FLADDER-Ⅲ传输软件 133

（三）PMC程序在线传输操作 137

练习 142

项目四 SINUMERIK 802Se/Ce数控系统的连接与调试 143

模块1 SINUMERIK 802Se/Ce的连接与安装 143

一、学习目标 143

二、工作任务 143

三、相关实践知识 143

（一）认识数控系统 143

（二）连接要求 147

（三）安装要求 157

（四）电源要求 158

（五）SINUMERIK 802Se的特殊连接要求 160

（六）SINUMERIK 802Ce的特殊连接要求 162

四、相关理论知识——经济型数控系统的组成 162

模块2 SINUMERIK 802Se/Ce软件工具的使用 163

一、学习目标 163

二、工作任务 163

三、相关实践知识 164

（一）工具盒的安装 164

（二）通信工具软件WINPCIN 164

（三）报警文本及语言生成和安装工具TextManager 167

四、相关理论知识——EIA RS-232C接口标准 169

模块3 SINUMERIK 802Se/Ce进给轴调试 171

一、学习目标 171

二、工作任务 171

三、相关实践知识 171

（一）常用进给轴参数设置 172

（二）进给轴动态特性调试 174

（三）回参考点调试 176

（四）丝杠螺距误差补偿 179

（五）驱动器参数设置 181

四、相关理论知识——开环伺服系统与步进电机 185

模块4 SINUMERIK 802Se/Ce主轴调试 189

一、学习目标 189

二、工作任务 189

三、相关实践知识 189

（一）常用主轴参数设置 189

（二）通用变频器 192

练习 201

项目五 SINUMERIK 802Se/Ce数控系统中PLC控制的应用 202

模块1 SINUMERIK 802Se/Ce冷却系统的控制 202

一、学习目标 202

二、工作任务 202

三、相关实践知识——冷却系统的工作过程 204

四、相关理论知识 205

（一）PLC的构成及工作过程 205

（二）存储器地址划分及数据存取 206

（三）SIEMENS PLC 802位逻辑指令 211

（四）冷却系统控制梯形图程序的阅读 214

五、拓展知识——SIMATIC S7系列PLC概述 215

模块2 SIEMENS PLC 802对输入／输出信号的处理 216

一、学习目标 216

二、工作任务 216

三、相关实践知识 219

（一）I/O处理参数的使用背景 219

（二）Programming Tool PLC 802软件 219

（三）SINUMERIK 802Se/Ce中PLC机床参数的设定 222

四、相关理论知识 223

（一）SIEMENS PLC 802的程序结构 223

（二）SIEMENS PLC 802的逻辑运算指令 224

（三）SIEMENS PLC 802的输入／输出信号滤波原理 225

（四）SAMPLE的输入／输出信号定义 226

（五）机床操作面板布局 227

模块3 SINUMERIK 802 Se/Ce润滑系统的控制 228

一、学习目标 228

二、工作任务 228

三、相关实践知识——润滑系统的工作过程 231

四、相关理论知识 231

（一）PLC参数的含义及传递方面 231

（二）SIEMENS PLC 802常用功能指令 236

（三）润滑系统控制梯形图程序的阅读 239

练习 240

项目六 数控机床机械部件的结构与维修 241

模块1 数控机床主传动系统的故障维修 241

一、学习目标 241

二、工作任务 241

三、相关实践知识 242

（一）主轴部件 242

（二）主轴准停装置 244

（三）刀具自动夹紧装置和吹屑装置 245

（四）主轴润滑与密封 247

（五）故障排除 248

四、拓展知识 250

（一）电主轴 250

（二）电主轴的主要技术特点 251

（三）电主轴高速旋转发热的故障维修 251

模块2 数控机床进给传动系统的故障维修 252

一、学习目标 252

二、工作任务 252

三、相关实践知识 252

（一）滚珠丝杠副 252

（二）直线滚动导轨 256

（三）故障排除 257

四、拓展知识 259

（一）直线电动机传动 259

（二）预加载荷双齿轮传动 260

（三）塑料滑动导轨 260

模块3 数控机床回转工作台的故障维修 261

一、学习目标 261

二、工作任务 261

三、相关实践知识 262

（一）分度工作台 262

（二）数控回转工作台 263

（三）故障排除 264

模块4 数控机床自动换刀装置的结构与故障维修 265

一、学习目标 265

二、工作任务 265

三、相关实践知识 266

（一）数控回转刀架 266

（二）加工中心换刀系统 267

（三）故障排除 271

练习 272

项目七 数控机床典型故障诊断与维修 274

模块1 数控系统电源故障诊断与维修 274

一、学习目标 274

二、工作任务 274

三、相关实践知识 274

（一）FANUC电源模块故障 274

（二）负载对地短路的故障诊断 277

四、相关理论知识 278

（一）故障的分类 278

（二）故障的常规处理方法 281

五、拓展知识——数控机床的抗干扰 282

模块2 数控机床常见故障的诊断与维修 287

一、学习目标 287

二、工作任务 287

三、相关实践知识 287

（一）机床手动和自动操作均无法执行 287

（二）机床手动（JOG）或手摇脉冲（MPG）不执行而自动正常 288

（三）自动操作无效而手动操作正常 289

四、拓展知识——SINUMERIK 802Se/Ce常见故障诊断与维修 290

模块3 回参考点故障诊断与维修 291

一、学习目标 291

二、工作任务 291

三、相关实践知识 291

（一）数控机床为何要回参考点 291

（二）回参考点的原理 291

（三）回参考点PMC控制 292

（四）故障分析与排除 293

四、拓展知识 295

（一）回参考点位置不正确处理（以SINUMERIK 802Se/Ce为例） 295

（二）回参考点报警处理（以SINUMERIK 802Se/Ce为例） 297

模块4 伺服系统故障诊断与维修 298

一、学习目标 298

二、工作任务 298

三、相关实践知识 299

（一）伺服过热报警和伺服不能就绪报警 299

（二）伺服移动误差过大报警和伺服停止误差过大报警 302

（三）伺服综合报警 303

（四）伺服反馈断线报警和伺服参数设定错误报警 303

模块5 数控机床润滑系统的故障诊断与维修 306

一、学习目标 306

二、工作任务 306

三、相关实践知识 306

（一）故障分析 306

（二）故障诊断 308

四、相关理论知识——FANUC 0i接口故障诊断方法 308

练习 312

项目八 零件加工误差分析与排除 313

模块1 数控机床几何精度对零件加工精度的影响 313

一、学习目标 313

二、工作任务 313

三、相关实践知识 313

（一）几何精度 313

（二）几何精度对零件加工精度的影响 314

（三）故障分析 314

（四）几何精度检测 314

模块2 数控机床位置精度对零件加工精度影响 319

一、学习目标 319

二、工作任务 319

三、相关实践知识 319

（一）数控机床定位精度内容 319

（二）数控机床定位精度的检测方法 320

（三）FANUC 0i数控系统进给轴螺距误差补偿 323

（四）FANUC 0i数控系统反向间隙误差补偿 323

模块3 数控机床运动精度对零件加工精度的影响 324

一、学习目标 324

二、工作任务 324

三、相关实践知识 325

（一）超程与欠程 325

（二）圆弧铣削精度 326

四、相关理论知识 327

（一）稳态性能 327

（二）动态性能 328

（三）轮廓加工中的跟随精度 329

练习 332

参考文献 333