机床故障诊断与维修实践报告书.docx

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机床故障诊断与维修实践报告书

天津职业技术师范大学

TianjinUniversityofTechnologyandEducation

（高等教育自学考试）

机床故障诊断与维修实践报告书

专业及代码：

××××××××（全称）

准考证号：

××××-××

学生姓名：

×××

学生所在校：

天津渤海职业技术学院

指导教师：

谷裕

二〇一四年十二月

项目一数控车床几何精度检测

一、项目意义：

1．了解ISO、GB标准中常见的数控车床几何精度及加工精度检测项目标准数据符合JB/T8324.1-96《简式数控车床精度检测》标准。

2．了解进行数控车床几何精度检测、加工精度检测常用的工具及其使用方法；

3．掌握数控车床几何精度、加工精度检测方法。

4.机床检测项目包括几何精度、定位精度、切削精度。

二、设备要求：

CAK6136数控车床一台、精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、磁力表座、千分表、测微仪、高精度验棒等。

三、完成数控车床几何精度检测项目要求

1、项目内容

1）．机床调平

2）．床身导轨的直线度和平行度

3）．溜板在水平面内移动的直线度

4）．尾座移动对溜板移动的平行度

5）．主轴跳动

（1）主轴的轴向窜动。

（2）主轴的轴肩支承面的跳动。

6）．主轴定心轴颈的径向跳动

7）．主轴锥孔轴线的径向跳动

8）．主轴轴线（对溜板移动）的平行度

9）．主轴顶尖的跳动

10）．工作精度检验

（1）精车圆柱试件的圆度

（2）精车端面的平面度

2、步骤方法

（1）机床调平：

将工作台置于导轨行程中间位置，将两个水平仪分别沿X和Z坐标轴置于工作台中央，调整机床垫铁高度，使水平仪水泡处于读数中间位置；分别沿Ｘ和Z坐标轴全行程移动工作台观察水平仪读数的变化，调整机床垫铁的高度，使工作台沿Ｘ和Z坐标轴全行程移动时水平仪读数的变化范围小于２格，且读数处于中间位置即可

（2）床身导轨的直线度和平行度：

水平仪沿Z（X）轴向放在溜板上，沿导轨全长等距离的在各位置上检验，记录水平仪的读数，并记入“报告要求”中的表，并用作图法计算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差与平行度误差。

（3）溜板在水平面内移动的直线度：

将直验棒顶在主轴和尾座顶尖上；再将百分表固定在溜板上，百分表水平触及验棒母线；全程移动溜板，调整尾座，使百分表在行程两端读数相等，然后移动溜板检测在水平面内的直线度误差。

（4）尾座移动对溜板移动的平行度：

将尾座套筒伸出后，按正常工作状态锁紧，同时使尾座尽可能的靠近溜板，把安装在溜板上的第二个百分表相对于尾座套筒的端面调整为零；溜板移动时也要手动移动尾座直至第二个百分表的读数为零，使尾座与溜板相对距离保持不变。

按此法使溜板和尾座全行程移动，只要第二个百分表的读数始终为零，则第一个百分表相应指示出平行度误差。

或沿行程在每隔300mm处记录第一个百分表读数，百分表读数的最大差值即为平行度误差。

第一个指示器分别在图中a、b位置测量，误差单独计算。

（5）主轴跳动：

用专用装置在主轴线上加力F，把百分表安装在机床固定部件上，然后使百分表测头沿主轴轴线分别触及专用装置的钢球和主轴轴肩支承面；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴的轴向窜动误差和主轴轴肩支承面的跳动误差

（6）主轴定心轴颈的径向跳动：

把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直于主轴定心轴颈并触及主轴定心轴颈；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴定心轴颈的径向跳动误差。

（7）主轴锥孔轴线的径向跳动：

将检验棒插在主轴锥孔内，把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直触及被测表面，旋转主轴，记录百分表的最大读数差值，在a、b处分别测量。

标记检验棒与主轴的圆周方向的相对位置，取下检验棒，同向分别旋转检验棒90度、180度、270度后重新插入主轴锥孔，在每个位置分别检测。

取４次检测的平均值即为主轴锥孔轴线的径向跳动误差。

（8）主轴轴线（对溜板移动）的平行度：

将检验棒插在主轴锥孔内，把百分表安装在溜板（或刀架）上，然后按下面操作：

A.使百分表测头垂直在平面触及被测表面（验棒），移动溜板，记录百分表的最大读数差值及方向；旋转主轴180度，重复测量一次，取两次读数的算术平均值作为在垂直平面内主轴轴线对溜板移动的平行度误差；

B.使百分表测头在水平平面内垂直触及被测表面（验棒），按上述1.的方法重复测量一次，即得水平平面内主轴轴线对溜板移动的平行度误差。

（9）主轴顶尖的跳动：

将专用顶尖插在主轴锥孔内，把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直触及被测表面，旋转主轴，记录百分表的最大得数差值。

（10）工作精度检验：

精车试件外圆Ｄ，试件材料为45钢，正火处理，刀具材料为YT30，用千分尺测量靠近主轴轴端的检验试件的半径变化，取半径变化最大值近似作为圆度误差；用千分尺测量每一个环带直径之间的变化，取最大差值作为该项误差切削加工直径的一致性。

四、思考题

1．整理记录实验数据并分析数据。

2．试分析数控车床“刀架横向移动对主轴轴线的垂直度”误差对车削出的端面的平面度误差的影响

答：

当“刀架横向移动对主轴轴线的垂直度”存在误差时，在车床刀架纵向进给时，刀架不沿着横向移动，不会对轴、孔的圆产生加工形位误差；当车端面时，会造成工件外径有锥度，前后外径不一致，端面与轴向的垂直度。

五、注意事项

1．检验工具的选用要正确

2．操作时工具的放置方法要正确

3．合格的具体要求

项目二、电动刀架的拆装

一、项目控制要求

1．了解电动刀架的组成及其工作原理；

2．掌握电动刀架的拆卸与安装方法。

二、设备要求：

能正常工作的数控车床的立式四工位电动刀架

三、完成电动刀架拆装的项目要求

1．了解刀架的工作过程及其工作原理

SLD系列刀架结构图

01底盘02丝杆套03背帽04涡轮05底座06蜗杆07下齿盘08上齿盘09初定位销

10动齿盘11螺母12方刀台13压盘14传动盘15连接盘16固定环17背帽18滑柱

19接线台20压盘21锁紧开关22编码器23初定位盘

SLD系列刀架电气波形图

上图表示SLD90刀架从一工位到四工位的波形图，电机正转到达四工位后延时t1，电机开始反转，经t2后电机停止，刀架换刀结束。

上图表示SLD系列刀架从一工位到四工位的波形图。

电机正转到达四工位后延时t1，电机开始反转直到系统得到锁紧开关信号延时t2后，电机停止，刀架换刀结束。

SLD系列刀架梯形图

2．简述电动刀架的拆卸、安装顺序

先拆卸电机，然后遵循从上到下的顺序先拆卸刀架防尘盖及里面的发信体和上压盖，再拆分刀架体和刀架座，最后是涡轮和蜗杆的拆卸。

组装顺序反之

拆卸步骤：

（1）拆下闷头，用内六角扳手顺时针转动蜗杆，使离合盘松开，其外形结构如图所示。

刀架外形图

（2）拆下铝盖，罩座。

（3）拆下刀位线，拆下小螺母，取出发讯盘。

如图所示

发信体

（4）拆下大螺母，止退圈，取出键，轴承。

（5）取下离合盘，离合销（球头销）及弹簧。

如图所示

图1-8定位销、反靠销（粗定位销）、弹簧

（6）夹住反靠销逆时针旋转上刀体，取出上刀体。

如图所示

上刀体（刀架体）

（7）拆下电机罩，电机，联接座，轴承盖，蜗杆。

（8）拆下螺钉，取出定轴，蜗轮，螺杆，轴承。

如图所示

蜗轮丝杆

（9）拆下反靠盘，防护圈。

（10）拆下外齿圈。

2）装配顺序

（1）装配时所有零件清洗干净，传动部件上润滑脂。

（2）按拆卸反顺序装配。

转动电动机，是否能轻松实现刀架抬起、刀架转位、刀架定位、刀架锁紧，若无法实现则未装配好，必须拆卸蜗轮丝杆、转位套、球头销、刀架体、定位销等重新装配。

3．掌握刀位号与刀位导线颜色之间的对应关系

刀位号与导线颜色对应表

刀位号

+0V

24V

1号刀

2号刀

3号刀

4号刀

导线颜色

红色

绿色

橙色

黄色

蓝色

白色

（1）将此表修改为正确的对应关系，

刀位号

+0V

24V

1号刀

2号刀

3号刀

4号刀

导线正确颜色

黑色

红色

绿色

紫色

蓝色

黄色

（2）通过实验简述刀位号与导线颜色不对应时所出现的故障现象

答:

刀位号与导线颜色不对应时,可能造成刀位换向错误，使机床不能正常工作，也可能导致撞刀现象。

4．总结电动刀架在拆卸、装配过程中的一些注意事项

1．电动刀架的拆卸技巧解析

1）关闭电源，拆下刀架顶部铝端盖；

2）拆下发询盘上六根信号线（注意各线接线位置）;

3）卸下小螺母，拆下发询盘；

4）松开锁紧螺母中的内六角防松螺钉，卸下锁紧螺母，止退圈，轴承，离合盘。

（注意止退圈中的一小健）；

5）将离合销、弹簧、上刀体及螺母拆下；

6）松开下刀体与机床连接的4-M12内六角螺钉，将刀架从机床上拆下；

7）松开刀架主轴底部3-M5螺钉，从底部取出主轴及蜗轮；

8）清洗各零部件，注意两对销子不能搞错，并在旋转部位加清洁黄油。

端齿部位及外端齿与下刀体旋转面加注清洁机油。

5．掌握电动刀架的调试过程及方法

电动刀架的装配顺序与拆卸顺序相反，具体的装配技巧分析如下：

1）完成主轴与下刀体的装配

先将蜗轮装入下刀体（要注意将蜗轮与蜗杆啮合，并旋转蜗杆，蜗轮蜗杆的啮合运动顺畅），然后用手轻顶住蜗轮，一手推主轴底盘，直至主轴底盘座与下刀体下表面成一个平面，最后拧紧主轴底盘上的螺钉（拧紧螺钉的过程中不断转动蜗杆，以确保主轴与下刀体装配完毕后蜗轮蜗杆的啮合运动能顺畅）。

2）上刀体与下刀体的装配时，先将下离合销放置在下刀体相应的销槽中，然后安装上刀体（先将上刀体及旋转螺母与主轴配合，当上刀体齿面与下刀体齿面啮合后，旋转上刀体直至蜗轮上的槽与螺母上的键配合，这时如果手动上刀体，上刀体不动。

但顺时针旋转蜗杆，螺母旋转，手动上刀体可转位换刀，转位后，逆时针旋转蜗杆，直至上刀体锁紧）。

3）装配离合盘时，先将弹簧放入上刀体的销槽中，再将上离合销放入销槽中，然后安装离合盘（安装离合盘时注意先错开上离合销和离合盘上的销槽，然后按住离合盘旋转蜗杆，直至离合盘上的圆柱销进入螺母上的销孔，此时需继续按住离合盘直至装上锁紧螺母）。

4）装上轴承，装上止退圈，装上锁紧螺母。

（注意止退圈与主轴之间的键配合，以便锁紧螺母上螺钉的安装）。

锁紧螺母上得螺钉安装后，旋转蜗杆可实现正向选刀及方向锁紧。

5）装上发询盘、小螺母，并连接信号线，盖上铝端盖。

6．电动刀架在使用过程中常见的故障及处理方法。

答：

霍尔元件损坏——更换

导线接触不良——紧定连接螺栓

反馈线断线——更换备用线

7．仔细观察运行现象，写出发现的问题、错误、故障及解决方法分析原因

项目三：

FANUC数控系统参数备份及恢复

一、项目意义：

1．了解FANUC数控参数备份的意义及用途；

2．掌握FANUC存储卡使用方法；

3．掌握FANUC参数备份及恢复方法。

二、设备要求：

CAK6136数控车床（FANUC系统）一台、数控专用CF卡及适配器读卡器等。

三、完成数控车床系统参数备份及恢复项目要求

1、系统参数备份及恢复项目内容

1）PMC参数备份

2）PMC参数恢复

3）SRAM参数备份

4）SRAM参数恢复

2、系统参数备份及恢复项目实施

四、思考题

1、数据备份及数据导入有什么注意事项？

卡的格式化、适配器、插入方向、文件夹建立以免重名等

2、采用RS232通讯如何进行连接及注意事项？

禁止带电插拔通讯电缆插头，必须将机床及计算机关闭后进行，且设备及计算机都应有良好的接地

项目四：

数控机床基本参数的设置

一、项目意义：

1．掌握FANUC参数分类方法；

2．掌握FANUC机床基本参数的设置；

3．掌握FANUC伺服初始化参数的设置。

二、设备要求：

CAK6136数控车床（FANUC系统）一台、数控专用CF卡及适配器读卡器等。

三、完成数控车床掌握FANUC系统参数设置项目：

参数的设置步骤

1、伺服初始化参数的设置

首先设定3111#0为1表示显示伺服设定和伺服调整画面。

然后转到伺服参数设定画面

进入初始化界面操作方法：

首先连续按SYSTEM键3次进入参数设定支援画面如图：

将光标移动到伺服设定上然后按操作键进入选择界面，如下图：

在此界面按选择键进入伺服设定画面，如下图：

在此界面按向右扩展键进入菜单与切换画面，如下图：

在此界面按切换键进入伺服初始化界面，如下图：

在此界面便可以对伺服进行初始化操作，下面对每一项内容进行详细介绍：

1）：

第一项为机床初始化位，初始化时设定为0，也可以设定参数1902#0位为0

2）：

第二项为机床各轴电机代码，根据实际电机型号设定此参数，也可以设定参数2020

α/β伺服电机代码表（OLD）

i系列伺服电机代码表

3）：

第三项不需要设定

4）：

第四项为机床各轴的指令倍乘比（CMR）也可以设定设定参数1820，表示最小移动单位和检测单位之比的指令倍乘比。

最小移动单位=检测单位×指令倍乘比

5）：

第五项为机床各轴柔性进给齿轮比（分子）也可以设定参数2084.

6）：

第六项为机床各轴柔性进给齿轮比（分母）也可以设定参数2085.

7）：

第七项为机床电机旋转方向，也可以设定参数2022，顺时针为111，逆时针为-111

8）：

第八项为机床电机速度检测脉冲数，也可以设定参数2023.

9）：

第九项为机床电机位置反馈脉冲数，也可以设定参数2024.

设定项目

设定单位1/1000mm

设定单位1/1000mm

全闭环

半闭环

全闭环

半闭环

速度脉冲数

8192

819

位置脉冲数

Ns

12500

Ns

12500

10）：

第十项为机床各轴的参考计数器容量，也可以设定参数1821，设定范围为0-99999999，调试时为3000.

任务实施

根据上面讲的知识，在铣床实验台中数控系统基本参数的设置。

1、按照下图进行伺服放大器接口部分的连接

2、设置与机床运行相关的参数

1）首次开机后的报警的清除

报警号

报警内容

清除方法

SW0100

参数写入开关打开

把设定画面第一项PWE置0即可

OT0506/507

正负向硬超程

把参数3004#5位置1即可

SV5136

放大器数不足

放大器没有通电或者FSSB没有连接，或者放大器之间连接不正确，或者FSSB设定没有完成

SV1026

轴的分配非法

伺服轴配列的参数没有正确设定。

SV0417

伺服非法DGTL参数

检查诊断号352内容，找到错误的参数进行修改并且从新进行初始化。

2）进行相关操作权限的设定

首先打开参数可写入开关步骤：

首先按OFS/SET键进去刀偏画面，在刀偏画面按设定软件，如上图：

进入设定画面，输入数字“1”按输入软件，如上图：

输入数字1之后参数可写入后面变为1，这是可以写入或修改参数

设定参数3111#0是否显示用来显示伺服设定画面的软件。

当参数3111#0设定为1时显示伺服设定画面，如图：

设定参数3111#1是否显示用来显示主轴设定画面的软件。

当参数3111#1设定为1时显示主轴设定画面，如图：

3）根据上面所讲的知识进行基本参数的设定与伺服初始化的设定

参数号

参数含义

参数号

参数含义

1020

轴名称

1022

轴属性

1023

轴顺序

8130

CNC控制轴数

1320

正软限位

1321

负软限位

1410

空运行速度

1420

各轴快移速度

1423

各轴手动速度

1424

各轴手动快移速度

1425

各轴回参速度

1430

最大切削进给速度

3003#0

互锁信号

3003#2

各轴互锁信号

3003#3

各轴方向互锁

3004#5

超程信号

3716

主轴电机种类

3717

个主轴放大器号

3720

位置编码器脉冲数

3730

模拟输出增益

3735

主轴电机最低钳制速度

3736

主轴电机最高钳制速度

3741/2/3

电机最大值/减速比

3772

主轴上限转速

8133#5

是否使用主轴串行输出

4133

主轴电机代码

4）参数的保存

在参数设置后需要进行参数的保存，参数的保存方法有很多种我们这里介绍一下存储卡保存存储卡的保存：

存储卡保存的操作步骤：

首先按SYSTEM键，然后按向右扩展软件将画面选择到如上图所示界面，然后按操作软键。

按向右扩展键

按F输出软件

按全部或样品，全部则是将所有参数复制到存储卡里，样品则是将非零值复制到存储卡里。

按执行软键将所选参数复制到存储卡内。

思考题：

1、数控机床都需要设定哪几部分参数才能够时机床动起来？

2、数控机床需要设定哪几个参数才能使主轴第一档最高转速为2000r/min？