数控故障实验指导书

数控机床故障诊断与维修实验指导书一、实验性质和任务《数控机床故障诊断与维修实验》是数控技术专业（高职）重要的实践性环节。本实验的任务是配合《数控机床故障诊断与维修》课程，通过对数控机床上的典型故障进行系统而全面的分析诊断、故障定位与排除故障，理论结合实践地掌握数控机床故障诊断与维修的基本思路、判断原则、基本方法与具体的实施步骤。二、实训要求本实验中要求学生：1．养成安全、认真、踏实、严谨、一丝不苟的工作作风。2.确立数控机床故障检测与诊断的基本思路与判断原则。3．学会全面查阅数控机床的技术资料，掌握机床的电气控制系统的组成及其基本原理。学会在现象与背景的调查与分析基础上归纳总结出一些典型故障的故障特征、故障类型与故障大定位，制作出各种相关的系统框图与相关的动作流程图，以故障流程图来确定诊断与维修的具体步骤。4.学会应用数控机床自诊断。初步掌握故障检测与诊断的手段与方法。初步能进行故障定位。学会建立故障档案。5．按实验环节递交报告，最后递交数控机床故障诊断与维修的总结报告。二、实验内容与学时安排实验1维修前技术准备4学时实验2几何精度检测方法4学时实验3数控机床电器故障诊断3学时1实验4自诊断法故障分析数控机床4学时实验5数控机床典型部件5学时四、本实验与其它课程关系相关前修课程：数控机床、典型数控系统、可编程控制器、数控机床编程、数控机床伺服系统、数控机床电器、微机原理及其应用。五、教材及参考书教材：数控机床故障诊断与维修实验指导书参考书：《数控机床故障诊断与维修》《HNC-21数控车床规格、操作说明》《HNC-21数控系统连接与维修说明》《HNC-21数控系统电气使用说明书》《HED-21S-2电气原理图》《HED-21S-2数控系统使用说明书》实验一技术准备一、实验目的本实验项目目的是培养学生阅读技术资料能力；概括总结能力；勾画系统框图的能力。为后续实验作技术准备。二、实验要求通过本实训项目，要求学生1.了解数控设备维修与故障诊断前必须进行的技术准备的内容。学会全面查阅技术资料——操作说明、维修手册、电气原理图与连接手册，了解数控机床的使用条件（工作环境条件、电源与接地要求）。2.了解熟悉HED-21S-2数控工作台系统器与电气连接框图，熟悉数控机床的常用电器的使用条件、功能、部位及其连接关系。3.再通过实际HNC-21T数控车床上的对照与认识，熟悉数控机床的基本结构与组成，勾画闭环控制系统框图。三、实验内容与步骤1．认真全面地查阅HNC-21T数控车床与HED-21S-2系统数控机床技术资料，概括机床结构与控制系统特点，以及使用要求。2．熟悉数控机床的常用电器的使用条件、功能、部位及其连接关系。3．对照两个数控车床上的电器与系统结构，画出该机床的半闭环控制系统框图。四、注意事项1．爱护并保管好借用的技术资料。不许在资料上涂写。2．明确实验要求，按要求完成实验内容。3．独立完成概括总结、两张框图以及实验报告。五、实验报告要求1．技术资料阅读的概括总结，包括机床使用要求、对电源与接地、防强电干扰的措施。22．画出该机床的半闭环控制系统框图。并利用所学知识来总结：3．了解机床故障诊断的特点并分析故障类型。1）哪些故障是属于位置环故障？哪些故障是速度环故障？2）有哪些控制类型的故障现象？故障类型与可能的故障部位？常用的诊断方法？3）哪些独立单元是开关量输入？哪些是模拟量输入？哪些环节传递数字脉冲信号？4）哪些器件易发生故障？故障机理是什么？5.体会。实验二切削精度检测方法一、实验目的：了解进行数控机床、加工精度检测常用的工具及其使用方法了解ISO标准、GB中常见的数控机床几何精度及加工精度检测项目标准数据。掌握数控机床几何精度、加工精度检测方法。实验内容：机床调平、常见几何精度检测、常见加工精度检测二、实验要求：在精度测量中，必须积极思考每一步骤进行的思路。弄清每一测量项目所采用的方法。三、实验内容与步骤：实验内容：常见加工精度检测（1）外圆车削\其中L=20038dd2=30l2=12数据处理平均直径).....(121ndddnd方差22221).....()()[(11ddddddnsn其中3n，并用百分表测量三处凸台处的最大跳动度并加以记录。（2）端面测量3Φ48在端面直径方向按等分选5点用百分表进行测量跳动度记录下每处的最大跳动数值并加以记录。（3）等螺距螺纹车削其中200L，30d螺距2p测量过程对螺距进行测量，按L长度方向选5处进行测量，数据处理平均螺距为：)......(51521pppp，方差为：252221).....()()[(151pppppps（4）球面车削Φ408测量处1测量处2测量处3左图为需测量圆弧，右图为为方面测量实际加工图，在每处测量处测量多台阶高度进行测量，将测量值与理论值进行比较得到误差。将每处测量值、理论值与误差值进行记录。实验三数控机床电器故障诊断4一、实验目的：了解机床常用电器的主要故障与主要分析方法三、实验要求：根据机床常用电器的结构与工作原理，来分析可能出现的常见故障及其表现（故障现象）四、实验内容与步骤：1．要求了解对机床电路的结构与工作原理。2．分类总结它们的主要故障及其相关可能表现的故障现象。3．总结常用分析故障的方法。一、实验目标1．熟悉数控系统综合实验台各个组成部件的接口。2．能读懂电气原理图，通过电气原理图能独立的进行数控系统各部件之间的互连。3．掌握数控系统的调试及运行方法。1．电源部分图3-1数控系统电气原理图—电源部分2．继电器与输入输出开关量L3L2L1PE53110A总开关1mm2GNYEAC380V21.5mmBKWUV21.5mmBK3xWVU380VAC/200VAC2TSR+M-TC21mm功率:0.2KVAGNYECu伺服强电伺服变压器电流:6A+T-QF2246135U11V11W11+T-QF33A+T-QF43AAC220VAC380V+T-VC124V6.5A6,74,51224V10054321720W22X0.5mm220C+T-TC1220A220BS-145-241控制变压器RDCu470WAC24V5422X0.5mm24CRDCu+VGND24V1KA9K21K22WUV24D到刀架电机到交流伺服到步进电机驱动器开关电源到数控装置XS1口5+T-KM1刀架正转A2A112+T-RC2+T-KM2刀架反转A2A112+T-KM2+T-KM1K7K8K9K10113114220A220B+T-RC124V+P-CBD-SB2100+P-CBD-SB1127J3/OT1J3/OT2J3/ES1J3/ES3外部运行允许急停超程解除（OTBS2）（OTBS1）（ESTOP1）（ESTOP3）X00X01。。201+M-SQX-3。。+M-SQX-1X02X03。。202+M-SQZ-1。。204+M-SQZ-3128继电器板KA9K24K2324V1继电器板KA10K18K17J3/015伺服允许图3-2数控系统电气原理图—继电器部分图3-3数控系统电气原理图—继电器板图100X轴正限位X轴负限位Z轴正限位X轴回零Z轴回零外部运行允许24VX00X10X01X02X03X04X05X06X07X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X2324VG14,15,1,2,I06789101112134516171819202122232425I0I1I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11I12I13I14I15I16I17I18I1914,15,1,2,6789101112134516171819202122232425+P-XS10+M-SQX-1+M-SQZ-3+M-SQZ-1+M-SQX-3+M-SQX-1+M-SQZ-2Z轴负限位伺服报警伺服准备好变频器故障输入K19K20数控装置XS10接口+T-KA924V100X00+T-APHX1X01X02X03X04X05X15X17X10X11X12X13X14X16X20X21-S-XTX轴+限位X轴-限位Z轴+限位Z轴-限位X轴回零Z轴回零X06X0724V电源24V电源地HC5301-8+24VGNDN12N1N2N3N4N5N8N9N10N11N6N7N13N14N15N18N16N17N20N19X22X23输入接线端子板4号刀到位伺服准备好伺服报警变频器故障输入1号刀到位2号刀到位3号刀到位外部运行允许手摇选择X轴手摇选择Z轴手摇选择X轴手摇选择Z轴63．数控装置与手摇和光栅尺的连接继电器板世纪星XS20接口伺服允许100主轴正转/冲动主轴反转127128Y01Y02Y03Y04Y05Y06Y07急停超程解除Y00Y12Y13Y14Y15Y16Y1724VG14,15,1,2,ESTOP3ESTOP1OTBS2OTBS114,15,1,2,ESTOP3ESTOP1OTBS2OTBS124VGO0O1O2O3O4O5O6O7O8O9O10O11O12O13O14O15Y0.0Y0.1Y0.2Y0.3Y0.4Y0.5Y0.6Y0.7Y1.0Y1.1Y1.2Y1.3Y1.4Y1.5Y1.6Y1.767891011121343161718192021222324256789101112134316171819202122232425+P-XS20刀架反转刀架正转HC5301-R100K1K2K3K4K5K6K14K16K9K10K11K12K13K15K23K19-S-XTKA1接点KA1接点K7K824V124VGNDRE6RE0RE1RE1RE2RE2RE4RE4RE5RE5RE3RE3RE6RE7RE7RE16-1RE16RE16KA9接点1RE0RE16-1K20K21KA9接点1KA9线川K22KA9接点2KA9接点2K18K25KA10接点1K26K27KA10接点1KA10线川K28KA10接点2KA10接点2RE16-2RE16-2RE17-1RE17RE17RE17-1KA2接点KA2接点KA3接点KA3接点KA4接点KA4接点KA5接点KA5接点KA6接点KA6接点KA7接点KA7接点KA8接点KA8接点伺服允许急停主轴正转主轴反转刀架正转刀架反转K24KA9线川K17KA10线川RE17-2RE17-2Y10Y11Y00Y01Y03Y04Y17(线圈接24V)(线圈接24V1)图3-5数控系统电气原理图—输出开关接口74．数控装置与主轴连接手摇脉冲发生器24VG14,15,1,2,678910111213453,161718192021222324255VG+5VHBHAO28O29O30O31I32I33I34I35I36I37I38I39ESTOP3ESTOP2+24VXS8AB+5V5VG手脉黄白红黑数控装置XS8接口图3-6数控系统电气原理图—手摇单元ABZ+5VGND光栅尺PEABZ+5VGND屏蔽5*0.250.5米ABZ差分信号板19210311413ABZ+5VGNDABZXS32数控装置XS32接口图3-7数控装置与光栅尺连接+T-KA1+T-KA2RBS1+M-M1WVU0V100U1V1W1X22DAS+DAS0XS9500505502506B+(2)B-(4)+T-US西门子440变频器正转反转公共端主速指令主轴电机故障输出RST569341920U(T1)V(T2)W(T3)*KW6SE6440-2UD*-*CA03X0.5mmBK23X1mmBK2UVWRBS3R+(3)509K1K2K2K4数控装置XS9口85．数控装置与步进驱动器连接图3-9数控系统电气原理图—步进驱动单元6．数控装置与交流伺服连接2*0.5mm2PUL+PUL-DIR+DIR-2123454*1mm+M-MZ+VGNDB-A-B+A++T-SDM-ZBKBKA+A-B+B-AABBFGACBD+E-W112KKA1024V100ENA+ENA-1921