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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WINPCIN164

（三）报警文本及语言生成和安装工具TextManager167

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