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  1. 数控车床故障诊断与维修 柳州职业技术学院 机电工程系

  2. 主轴不能启动故障诊断与维修 学习情境1.2

  3. 学习要求: 1.能分析主轴控制电路,找出变频器具体连接; 2.会使用资料设定主轴与变频器参数; 3.能根据故障内容确定故障范围; 4.会利用设备技术资料收集信息并按要求完成学习任务; 5.会使用信息资源制定工作计划; 6.能在小组内进行沟通与协调,具有责任意识。

  4. 课题引入: 提问:1、你们在操作数控车床时,对数控数控车床主轴的控制是否熟悉? 2、谁操作数控车床时,主轴出现过转不了的情况,你当时如何处理? 问题引出:一台数控车床的数控车床的主轴无法工作,我们作为数控设备维修人员,应如何有效开展维修工作?需要哪些知识和技能?

  5. 理论知识准备: 学习要求 1.能分析主轴控制电路,找出变频器具体连接; 2.会使用资料设定主轴与变频器参数; 3.能根据故障内容确定故障范围; 4.会阅读设备技术资料,收集信息。 只有了解主轴控制的工作原理及连接,会分析数控车床主轴控制的电气原理图,熟悉数控车床的数控系统系统主轴参数 、变频器基本参数的设定,才能完成主轴故障的分析与排除

  6. 3.1 主轴接口连接与控制 3.1.1 主轴编码器和变频器接口 1.主轴编码器接口 GSK980TD数控系统通过CN21接口与主轴编码器连接

  7. 3.1 主轴接口连接与控制 3.1.1 主轴编码器和变频器接口 2.变频器接口 GSK980TD数控系统通过CN15接口与主轴变频器连接

  8. 3.1.2 主轴变频器 1.主轴变频器的控制信号

  9. 3.1.2 主轴变频器 2.主轴变频器的运行操作

  10. 3.1.2 主轴变频器 2.主轴变频器的运行操作

  11. 3.1.3 主要控制参数 1.系统参数 Bit4 =1:主轴转速模拟电压控制 =0:主轴转速开关量控制 RSJG =1:按复位键时,CNC不关闭M03、M04、M08、M32输出信号; =0:按复位键时,CNC关闭M03、M04、M08、M32输出信号。 按实际编码器线数设定,范围:100~5000线 /转 主轴最高速度指令模拟电压输出为10V时电压偏置补偿值,设置值增大,输出电压相应提升。

  12. 3.1.3 主要控制参数 1.系统参数 SPDLC:主轴最低速度指令模拟电压输出为0V时电压偏置补偿值,输出电压相应提升。 主轴指令(M05)停止输出与主轴制动输出延迟时间。 主轴制动输出时间。 主轴点动时间。 主轴点动时的速度r/min

  13. 3.1.3 主要控制参数 2.变频器主要参数 运行模式设定

  14. 3.1.3 主要控制参数 2.变频器主要参数 变更参数操作

  15. 3.1.3 主要控制参数 2.变频器主要参数 参数清除操作

  16. 3.1.3 主要控制参数 2.变频器主要参数 初始值变更操作

  17. 3.1.3 主要控制参数 2.变频器主要参数

  18. 3.1.3 主要控制参数 2.变频器主要参数

  19. 3.2 数控车床主轴的具体电路控制 1.数控机床主轴控制电路

  20. 3.2 数控车床主轴的具体电路控制 • 2.主轴控制电路分析: • (1)主轴控制回路主电路连接: • 三相电源U、V、W通过空气开关QF1、交流接触器KM1、变频器、连接到交流异步电动机M。 • (2)主轴控制回路控制电路的连接: • 电机转动方向控制:变频器FWD正转控制端通过继电器KA1的常开触点连接到COM公共端,REV反转控制端通过继电器KA2的常开触点连接到COM公共端。继电器KA1、KA2的线圈连接到数控系统的CN62接口的第4、5脚,通过继电器KA1、KA2控制主轴的正转与反转。 • 电机速度控制:变频器VC1速度控制脚连接到数控系统CN15接口的第13脚,变频器GND 0V脚连接到数控系统CN15接口的第12脚。通过CN15接口VC1、GND两脚产生的0~10V直流电压控制主轴电机的转速。

  21. 技能操作训练过程 资料要求 《数控设备故障诊断与维修》学习过程汇报书 班级:姓名:学号:

  22. 时间20分钟 获取知识,收集故障信息 资 讯 1、完成分组,确定组长,确定故障设备和任务 2、准备好相关设备技术资料 3、调查故障数控机床的具体故障现象,并进行记录 采用自由组合分组法,分成4个维修小组,每个小组完成1台机床主轴故障的维修。

  23. 确定故障诊断方案,制定故障诊断与维修工作计划确定故障诊断方案,制定故障诊断与维修工作计划 时间30分钟 决策、计划 1、讨论分析数控车床主轴的故障原因 2、确定小组故障诊断方案,明确小组分工 3、制定小组故障诊断与维修方法、步骤、进度及安全保障措施 4、制定工作计划 5、列出维修工具、材料清单及成本预算 以小组形式进行工作,各组长要汇报小组的故障诊断方案、分工情况和相应安全保障措施,工作计划要有书面材料。

  24. 时间120分钟 按计划进行故障的诊断与维修 实 施 1、准备工具材料,按照维修计划进行故障诊断与维修作业 2、记录维修过程,填写故障诊断处理结果 3、组间、组内互相设置主轴故障进行交叉强化训练 4、整理维修过程相关资料,各小组利用电脑制作工作汇报材料 5、安排小组进行组内讨论交流、做好汇报前的准备 请规范操作 独立解决问题 做好安全保护措施了吗? 要注意环境保护喔?

  25. 检查任务完成效果,评价工作成效,总结反思工作过程检查任务完成效果,评价工作成效,总结反思工作过程 时间60分钟 检查、评价 1、进行小组自查与互查,做好检查记录 2、各小组向老师叙述检查情况 3、各小组汇报维修过程、效果、存在不足及改进措施,写出小组自评结论 4、安排小组与小组之间进行交流讨论 不要忘记对个人工作的检查并记得评分喔 我们期待你们的精彩汇报 要做好交流,好经验要给大家分享

  26. 3.3 主轴不能起动故障诊断与维修实例分析 3.3.1 典型故障分析 • 例1 故障现象:主轴不能转动 • 故障分析与处理:操作数控系统,发现主轴电机无论正转反转都不能转动,打开控制柜观察发现变频器已上电处于待机状态,继电器KA1、KA2均能按照数控系统的功能实现闭合,用万用表测量变频器的VC1、GND两脚发现没有电压,断电测试VC1、GND与CN15接口的连接线,发现VC1已开路,恢复连接线上电测试功能正常,故障排除。 • 例2 故障现象:主轴电机只能正转不能反转 • 故障分析与处理:操作数控系统,发现主轴电机只能正转不能反转,打开控制柜观察发现变频器已上电处于待机状态,继电器KA1、KA2均能按照数控系统的功能实现闭合,用万用表测量REV对COM之间的电压,发现无论KA2闭合以否REV对COM之间的电压都没有变化,拆开继电器KA2观察发现KA2的触点已经损坏,更换KA2上电测试,功能正常故障排除。

  27. 3.3 主轴不能起动故障诊断与维修实例分析 3.3.1 典型故障分析 • 例3 故障现象:主轴不能转动 • 故障分析与处理:操作数控系统,发现主轴电机无论正转反转都不能转动,打开控制柜观察发现变频器有E008号报警,查阅变频器说明书得知E008号报警是电源缺相报警,用万用表测试变频器电源输入端发现缺少一相电源,测试空气开关QF1输人端电压正常,测试输出端发现电源缺相,拆下空气开关QF1检查发现已损坏,更换QF1上电测试功能正常故障排除。 • 例4 故障现象:主轴不能转动 • 故障分析与处理:操作数控系统,发现主轴电机无论正转反转都不能转动,打开控制柜观察发现变频器已上电处于待机状态,继电器KA1、KA2均能按照数控系统的功能实现闭合,用万用表测量变频器的VC1、GND两脚已经有电压,用万用表测量FWK、REV对COM之间已有电压变化,打开变频器参数查看,发现变频器F0.00号参数(频率给定通道选择)已由原来的VC1模拟给定改为数字给定1面板操作,把参数恢复上电测试,功能正常故障排除。

  28. 3.3 主轴不能起动故障诊断与维修实例分析 3.3.2 其它故障分析 1.带变频器的主轴不转

  29. 3.3 主轴不能起动故障诊断与维修实例分析 3.3.2 其它故障分析 2.主轴转速不受控制

  30. 3.3 主轴不能起动故障诊断与维修实例分析 3.3.2 其它故障分析 3.主轴启动后立即停止

  31. 知识巩固 1.在数控机床主轴控制中,带变频器调速控制的主轴属于数字主轴。( ) 2.数控机床具有柔性,只需更换程序,就可适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。( ) 3.在主轴变速中,有级变速多为模拟主轴、无级变速多为数字主轴。( ) 4.数控机床加工零件时是由( )来控制的。 A.数控系统 B. 操作者 C. 伺服系统 D. 变频器 5.数控机床工作时,当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动( )。 A.程序停止功能 B.暂停功能 C.急停功能 D. 都不是 1.在数控机床主轴控制中,带变频器调速控制的主轴属于数字主轴。( ×) 2.数控机床具有柔性,只需更换程序,就可适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。( √ ) 3.在主轴变速中,有级变速多为模拟主轴、无级变速多为数字主轴。( ×) 4.数控机床加工零件时是由( A)来控制的。 A.数控系统 B. 操作者 C. 伺服系统 D. 变频器 5.数控机床工作时,当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动( C)。 A.程序停止功能 B.暂停功能 C.急停功能 D. 都不是

  32. 练习与思考题 1.数控机床对主轴驱动有哪些要求? 2.数控车床为什么要安装主轴编码器?常用的主轴编码器有哪些? 3.说出主轴编码器和变频器接口的功能与具体连接。 4.E700变频器的运行方式有哪些?如何连接与控制? 5.GSK980 TD数控系统的主轴主要控制参数有哪些?如何设置? 6.数控车床如果采用E700变频器控制主轴,其主要参数如何设置? 7.某数控车床主轴变频器的VC1、GND两脚有电压输入,继电器动作正常,但主轴不转,其故障原因主要有哪些?