数控维修课程大纲.docx
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数控维修课程大纲
课程教学大纲
学 院机电工程学院
教研室机电一体化教研室
课程名称数控机床故障分析与维修
课程代号______________
适用专业机床数控技术
上海第二工业大学
上海第二工业大学
机床数控技术专业数控机床故障分析与维修教学大纲
制订人：
机电工程学院 潘海丽
一.课程的性质和任务
本课程为《机床数控技术》专业高职学生重要的专业课之一。
旨在培养学生成为在数控机床诊断与维修方面具有基本分析能力与解决问题能力的技术人材
二.课程的基本要求
通过本课程的教学，使学生确立数控机床故障诊断与维修的基本思路与基本原则。
在了解常用数控机床的结构、工作原理与常见故障机理的基础上，配合实验与实训，使学生在理论知识与实践相结合的情况下初步学会用数控机床中常用的检测技术与方法去分析现象，故障定位,并学会用基本方法去排除常见故障。
三.课程内容
一.总论
（一）教学要求：
数控设备及其信号的特殊性；维修内容与现场维修要求；维修档案与维修的三个阶段；故障分类与主要故障；检测的难点；诊断中的三个重要环节；故障诊断应遵守的原则；诊断的基本思路；故障分析的常规步骤。
（二）重点：
维修内容主要故障应遵守的原则诊断的基本思路故障分析的常规步骤
（三）难点：
数控设备及其信号的特殊性
（四）教学建议：
介绍数控机床的构成与工作原理，并引入数字信号概念。
并结合实例讲解。
二.数控机床的安装调试与维修管理
（一）教学要求：
数控机床的使用条件；安装、调试与验收的注意事项；维护与管理的重要性；维修前的调查与准备；维修档案的建立
（二）重点：
关注数控机床的使用条件；开箱验收、安装、调试与验收中的注意事项；维护与管理的重要性；维修前的调查与准备；维修档案的建立
（三）难点：
设备的使用条件；开箱验收、安装、调试与验收、维护与管理如何与故障成因与故障率相关。
（四）教学建议：
从加工误差的组成来分析，说明从运输、开箱验收、安装、调试与验收，乃至日常维护与管理，是关系到设备效率与寿命的大事。
认识维护与管理是机床一生的工作。
并结合实例讲解。
三.数控机床的故障诊断与分析方法
（一）数控系统故障诊断技术
教学要求：
CNC系统区别于NC系统的特点；CNC系统的诊断技术；各种故障分类；自诊断分类；伺服系统自诊断内容。
重点：
软件故障与硬件故障及其报警形式；自诊断中的启动诊断与在线诊断；故障成因。
难点：
众多故障的罗列，难分主次，又难于记忆。
教学建议：
从CNC系统区别于NC系统的特点，以及独立单元分析法来帮助理解与记忆。
（二）数控系统故障诊断与排除的一般方法
教学要求：
故障诊断的基本处理原则；各类框图；孤立体与独立单元分析法；观察检查法；自诊断功能法；PLC程序法；接口信号分析法；信号交换检查法；修改状态识别法；参数检查法；功能程序测试法；试探交换法；测量比较法等。
重点：
基本处理原则；独立单元分析法；自诊断功能法；PLC程序法；接口信号分析法。
难点：
PLC程序法；接口信号分析法。
教学建议：
画出相关的框图与故障判断流程图，结合实例分析。
（三）数控机床常见故障的诊断与排除
§1排除干扰
教学要求：
干扰成因与相应措施：
接地、屏蔽与安装工艺；强电干扰与影响部位；电网干扰种类与影响部位。
重点：
认识数控机床的微电子电路的特殊性。
难点：
实际应用
教学建议：
原理分析建立因果关系。
学会现象与环境的观察和分析。
并结合实例讲解。
§2机床数控系统软件故障分析
教学要求：
软件故障的成因与表现；软件报警的“复位”处理及其条件；参数修改法及其注意事项；“键盘”故障、软/假超程、漂移超程、定位误差概念。
重点：
故障停机的检查应“先软后硬”地查参数。
超程的处理方法。
更改补充法必须先有备份。
临时更改参数法消除报警必须恢复原参数。
无报警而机床不可动作故障的分析。
难点：
如何避免人为的随机故障。
教学建议：
结合原理与判断原则来分析实例。
熟悉成因与检查方法。
§3数控机床控制系统硬件故障分析
教学要求：
硬件故障为：
器件故障、接插件故障、模块故障。
主要采用的分析法：
常规检查法、独立单元分析法、自诊断功能法、系统分析法与信号追踪法。
重点：
系统分析法与信号追踪法
难点：
独立单元分析法、系统分析法与信号追踪法。
教学建议：
应用测试技术中输入与输出以及传递关系来掌握独立单元法。
结合实例、示意图、框图与故障判断流程图来帮助理解与应用各种方法。
§4PLC控制故障分析
教学要求：
PLC自诊断与报警处理；用户程序的影响作用；故障分析中的注意事项；实例分析。
重点：
NC与PLC之间信号交换法、PLC程序法与接口信号法的综合应用。
难点：
（同上）
教学建议：
结合PLC的结构示意图分析、独立单元分析法与判断流程图，综合方法的详析实例。
§5机床本体上电气故障分析
教学要求：
主要故障与主要分析方法；诊断步骤与遵循基本原则；典型故障类型。
重点：
主要分析方法以及先静后动、先外后内、先机后电、先简后繁等原则；诊断步骤。
难点：
诊断中故障类型的判断与故障定位。
教学建议：
剖析机床电器结构特点，结合实例分析。
重温原则，将故障大部位作为独立单元分析输入与输出关系；画出动作流程图，罗立所有可能的故障成因；再画出故障判别流程图，结合故障现象，进行故障定位。
§6伺服驱动系统故障分析
教学要求：
系统的组成与分类；故障分类；综合应用各种诊断方法；实例分析
重点：
熟悉系统框图表示；熟悉故障类型与故障反映形式；报警形式；画出故障判断流程图。
难点：
画出故障判断流程图。
教学建议：
从驱动系统的组成与原理，画出原理与连接框图，用独立单元法分析可能的故障成因，用孤立体法画出故障判断流程图。
§7主轴控制系统故障分析
教学要求：
直流主轴控制系统的主要故障现象与成因分析；交流主轴控制系统的主要故障现象与成因分析；故障判断流程图；维修实例。
重点：
工作原理示意图、故障类型与故障判断流程图
难点：
画出故障判断流程图
教学建议：
从系统的组成与分类，画出原理与连接框图，用独立单元法分析可能的故障成因，用孤立体法画出故障判断流程图。
§8监测系统与反馈环节故障分析
教学要求：
检测系统故障；位控环常见故障的分析与排除。
重点：
位控环常见故障的分析与排除。
难点：
（同上）
教学建议：
先介绍该系统中的有关误差概念，以实例分析来说明常见的故障、分析与排除方法。
§9典型的CNC系统的故障分析
教学要求：
归纳总结故障类型的判别；合理的诊断原则；正确的诊断思路与步骤——判别流程图；综合应用各种诊断方法；故障档案的建立
重点：
常见故障类型的总结；故障分析步骤与方法的总结；确立清晰的分析思路。
难点：
故障分析步骤与方法的总结；清晰思路的确立。
教学建议：
启发式教育。
共同讨论，整理思路。
（四）数控机床监视技术与常见机械故障的诊断与排除（在实训中介绍）
教学要求：
简介数控机床的各种监视技术；常见机械故障；简介双特征法诊断技术
重点：
数控机床中的常见机械故障的分析
难点：
故障定位方法
教学建议：
从系统的组成与原理，讨论方式，以确立清晰的判断思路。
四、本课程与其它课程关系
前置课程：
《电工学》、《计算机应用》、《计算机接口技术》、
《数控机床》、《可编程序控制器理论》、
《数控机床伺服系统》、《传感器与测试技术》等。
五．教学时数分配：
序数
教学内容
总学时
讲 课
实 验
实 训
上 机
习题课
讨论课
课程设计
（大作业）
第一篇总论
3.5
1
第二篇数控机床的安装调试与维修管理
3.5
2
第三篇数控机床的故障诊断与分析方法
3
数控系统故障诊断技术
3.5
4
数控系统故障诊断与排除的一般方法
7
5
数控机床常见故障的诊断与排除
28
6
数控机床监视技术与常见机械故障的诊断与排除
3.5
7
实验一自诊断法故障分析
1
8
实验二PLC程序法处理故障
2
9
实验三信号追踪法处理故障
2
10
小计
49
5
11
12
13
14
15
小计
六、教材及参考书
教材：
自编《数控机床故障诊断与维修》1999.9
参考书
1.刘希金等《机床数控系统故障检测及维修》兵器工业出版社1995
2.曹琰《数控机床应用与维修》电子工业出版社1994.7
3.毕承恩《现代数控机床》机械工业出版社1993.7
4.廖效果等《数字控制机床》华中理工大学出版社1992.4
5.沈兵等主编《机床数控系统维修技术与实例》中国质量管理协会数控技术分会（内部版）1997
6.中国机电装备维修与发行技术协会《实用设备修理技术》湖南科技出版社1995
7.佟为明等《低压电器继电器及其控制系统》哈尔滨工业大学出版社2000.5
8.刘光源《机床电气设备的维修》机械工业出版社1998.12
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