數(shù)控系統(tǒng)維護與調(diào)試自學

1、一、課程的性質(zhì)及設置目的（一）課程的性質(zhì)、地位和任務數(shù)控系統(tǒng)維護與調(diào)試是自考“數(shù)控技術”專業(yè)（獨立本科段）的一門專業(yè)基礎課程。本課程以數(shù)控機床為載體，從數(shù)控機床各個組成部分的工作原理和結構特點出發(fā)，詳細分析數(shù)控機床故障診斷與維修的基本方法，通過典型案例的故障分析，引導學生理解故障診斷理論和維修的基本方法。（二）基本要求和重點1了解、理解數(shù)控機床、數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試維護的基本方法和操作規(guī)范；2理解、掌握典型數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設置；3理解伺服系統(tǒng)、主軸和進給的調(diào)整；4理解、掌握機床電氣與可編程控制器的工作原理以及調(diào)整；5理解、掌握機床工程圖紙，熟悉國家標準及有關的基本規(guī)定；6理解、掌握數(shù)控系統(tǒng)說明書、用戶手冊

2、等的閱讀。本課程的重點是典型數(shù)控系統(tǒng)的原理、參數(shù)設置、PLC編程及接口，伺服及主軸的調(diào)整，數(shù)控機床常見故障的查找與維護方法等內(nèi)容。通過本課程的學習，使考生確立數(shù)控機床故障診斷與維護的基本思路與基本原則。在了解常用數(shù)控機床的結構、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控伺服系統(tǒng)、數(shù)控機床檢測系統(tǒng)、機床電氣與可編程控制器的工作原理基礎上，通過對常見故障特點和發(fā)生原因的分析，掌握數(shù)控機床故障診斷所必需的理論知識，初步學會用數(shù)控機床中常用的檢測技術與方法去分析故障現(xiàn)象和進行故障定位, 提高數(shù)控機床的設備管理維護、診斷和排除故障的能力。（三）有關課程的聯(lián)系考生在學習本課程時應具備機機床數(shù)控原理及技術、數(shù)控機床、工廠電氣控制與PL

3、C技術等基礎知識。二、課程內(nèi)容與考核要求第一章 數(shù)控機床故障診斷與維護的基本概念（一）學習目的與要求本章的要求是：理解數(shù)控機床的組成與特點、數(shù)控機床故障診斷與維護的意義、數(shù)控機床故障診斷的內(nèi)容、故障分類和特點。理解、掌握機床故障診斷的常用方法；數(shù)控機床的安裝、調(diào)試、驗收。通過本章學習，要求考生了解數(shù)控機床故障診斷的基本概念。（二）課程主要內(nèi)容第一節(jié) 數(shù)控機床故障診斷與維護的意義數(shù)控機床維護的意義、數(shù)控機床故障診斷與維護的基本要求第二節(jié) 數(shù)控機床基本結構、故障的類型與特點數(shù)控裝置的自診斷功能、數(shù)控機床基本結構、故障的類型與特點第三節(jié) 數(shù)控機床故障診斷與維護的基本方法數(shù)控機床的基本使用條件、數(shù)控機

4、床調(diào)試的基本方法、基本手段、數(shù)控機床故障的一般分析方法第四節(jié) 數(shù)控機床的安裝調(diào)試、驗收和維護數(shù)控機床的安裝調(diào)試、驗收；數(shù)控機床的日常保養(yǎng)和維護（三）考核的知識點1數(shù)控機床故障診斷的意義；2數(shù)控機床基本結構、數(shù)控機床故障的類型和特點；3數(shù)控機床的安裝、調(diào)試、驗收方法、數(shù)控機床的日常保養(yǎng)和維護。（四）考核要求1數(shù)控機床故障診斷與維護的意義，要求達到“識記”和“領會”層次；2數(shù)控機床基本結構、故障的類型與特點，要求達到“簡單應用”層次；3數(shù)控機床故障診斷與維護的基本方法，要求達到“簡單應用”層次；4數(shù)控機床的安裝調(diào)試、驗收和維護，要求達到“簡單應用”層次。第二章 數(shù)控系統(tǒng)的維護和故障診斷（一）學習目

5、的與要求本章的要求是：理解典型數(shù)控系統(tǒng)的結構、工作原理和作用，了解、掌握數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能。通過本章學習，要求考生全面理解數(shù)控系統(tǒng)的基本組成、功能和特點，從而用好數(shù)控系統(tǒng)、維護管理好數(shù)控系統(tǒng)；了解典型數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，為數(shù)控機床故障診斷提供技術支持。（二）課程主要內(nèi)容第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的結構、工作原理系統(tǒng)的基本組成、存儲器結構、數(shù)據(jù)的內(nèi)部備份、數(shù)據(jù)的外部備份第二節(jié) 常用數(shù)控系統(tǒng)簡介FANUC系統(tǒng)、SIEMENS系統(tǒng)、參數(shù)、報警、故障分析、處理和恢復第三節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的基本參數(shù)的調(diào)試驅動器的參數(shù)配置、PLC應用程序的調(diào)試、機械傳動系數(shù)配比參數(shù)、速度參數(shù)的設定參考點相關參數(shù)誤差補償?shù)谖骞?jié) 數(shù)控系

6、統(tǒng)的日常維護調(diào)試前的準備、數(shù)控系統(tǒng)的初次通電、數(shù)控系統(tǒng)的保護級別、日常維護（三）考核的知識點1數(shù)控系統(tǒng)的結構、工作原理；2FANUC或SIEMENS系統(tǒng)的參數(shù)、報警、故障分析、處理和恢復；3數(shù)控系統(tǒng)的維護及保養(yǎng)方法。（四）考核要求1數(shù)控系統(tǒng)的結構、工作原理，要求達到“識記”和“領會”層次；2常用數(shù)控系統(tǒng)簡介，要求達到“簡單應用”層次；3數(shù)控系統(tǒng)的基本參數(shù)的調(diào)試，要求達到“簡單應用”層次。第三章 伺服系統(tǒng)的故障分析與維護（一）學習目的與要求本章的要求是：了解伺服系統(tǒng)的結構、工作原理和作用；理解步進驅動系統(tǒng)、直流驅動系統(tǒng)和交流驅動系統(tǒng)；理解開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)；理解數(shù)控機床的主軸驅動系統(tǒng)和進

7、給驅動系統(tǒng)；理解、掌握數(shù)控機床常用位置檢測元件的功能和工作原理。通過本章學習，要求考生了解數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)結構、工作原理及伺服系統(tǒng)的自診斷功能。（二）課程主要內(nèi)容第一節(jié) 伺服系統(tǒng)概述步進驅動系統(tǒng)和步進電動機的矩頻特性、直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)、開環(huán)驅動系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)、驅動器定位參數(shù)和坐標控制使能參數(shù)第二節(jié) 主軸伺服系統(tǒng)的故障分析與維護主軸伺服系統(tǒng)常見故障分析與排除、通用變頻器第三節(jié) 進給伺服系統(tǒng)的故障分析與維護FANUC或SIEMENS進給伺服系統(tǒng)、進給伺服系統(tǒng)調(diào)試、常見故障診斷與維護實例第四節(jié) 位置檢測系統(tǒng)的故障分析與維護常用位置檢測元件、故障分析（三）考核的知識點1

8、伺服系統(tǒng)基本結構、工作原理和故障分析；2開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成；3數(shù)控機床的主軸驅動系統(tǒng)和進給驅動系統(tǒng)；4常用位置檢測元件的結構和工作原理。（四）考核要求1. 伺服系統(tǒng)概述，要求達到“識記”和“領會”層次。2. 主軸伺服系統(tǒng)的故障分析與維護，要求達到“簡單應用”層次。3. 進給伺服系統(tǒng)的故障分析與維護，要求達到“簡單應用”層次。4. 位置檢測系統(tǒng)的故障分析與維護，要求達到和“簡單應用”層次。第四章 數(shù)控機床機械結構的故障診斷與維護（一）學習目的與要求本章的要求是：了解數(shù)控機床的機械結構及調(diào)整；了解、理解主軸部件、滾珠絲杠螺母副、導軌副；了解、理解自動換刀裝置、液氣壓傳動系統(tǒng)等機械

9、故障診斷技術。通過本章學習，要求考生了解數(shù)控機床中的各種傳動件的工作原理，初步了解機械故障診斷的一般技術。（二）課程主要內(nèi)容第一節(jié) 數(shù)控機床機械結構概述數(shù)控機床機械結構的基本組成、數(shù)控機床機械結構的主要特點第二節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法機械故障及其分類、機械故障診斷的基本環(huán)節(jié)、數(shù)控機床機械故障診斷方法第三節(jié) 主傳動系統(tǒng)與主軸部件故障的診斷與維護主軸部件、主傳動系統(tǒng)的特點、一般調(diào)試方法第四節(jié) 進給傳動機構故障的診斷及維護同步齒輪帶和連軸節(jié)、滾珠絲杠螺母副的特點及維護第五節(jié) 導軌副故障的診斷與維護塑料滑動導軌、滾動導軌的特點及維護第六節(jié) 液壓、氣動系統(tǒng)故障診斷及維護液壓系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)的基本工作原

10、理、故障分析和調(diào)試第七節(jié) 刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除刀庫結構、自動換刀裝置故障分析與調(diào)試（三）考核的知識點1. 數(shù)控機床的機械結構；2. 主軸部件、主軸調(diào)試的一般方法；3. 滾珠絲杠螺母副、導軌副的調(diào)試方法；4. 自動換刀裝置、液氣壓傳動系統(tǒng)等機械故障診斷技術。（四）考核要求1. 數(shù)控機床機械結構概述，要求達到“識記”和“領會”層次；2. 數(shù)控機床機械故障診斷方法，要求達到“領會”和“簡單應用”層次；3. 主傳動系統(tǒng)與主軸部件故障的診斷與維護，要求達到“簡單應用”層次；4. 進給傳動機構故障的診斷及維護，要求達到“簡單應用”層次；5. 導軌副故障的診斷與維護，要求達到“簡單應用”層次；6

11、液壓、氣動系統(tǒng)故障診斷及維護，要求達到“簡單應用”層次；7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除，要求達到“簡單應用”層次。第五章 機床電氣與可編程控制器的故障分析與維護（一）學習目的與要求本章的要求是：了解、理解機床電氣與機床可編程控制器的工作原理，理解、掌握機床可編程控制器在數(shù)控機床中的重要作用。通過本章學習，要求考生能夠應用機床可編程控制器的診斷功能分析機床、伺服系統(tǒng)、機床電氣、檢測系統(tǒng)等環(huán)節(jié)引起的故障。（二）課程主要內(nèi)容第一節(jié) 機床可編程控制器簡介機床可編程控制器簡介、可編程控制的輸入、輸出元件第二節(jié) 數(shù)控機床可編程控制器的故障診斷數(shù)控機床可編程控制器故障的表現(xiàn)形式、數(shù)控機床可編程控制器故障

12、診斷的方法第三節(jié) 機床電氣維護及故障診斷電源配置與故障診斷、外圍電路與故障診斷、通過電氣原理圖診斷機床電氣故障、不可重復性的故障診斷、不可恢復性的故障診斷、數(shù)控機床的抗干擾技術（三）考核的知識點1機床可編程控制的輸入、輸出元件；2機床可編程控制的結構與工作原理、梯形圖地址、梯形圖功能指令；3數(shù)控機床可編程控制器故障的表現(xiàn)形式和故障診斷的方法；4數(shù)控機床的電氣原理圖；5機床電氣維護及故障診斷、數(shù)控機床的抗干擾措施。（四）考核要求1機床可編程控制器簡介，要求達到“識記”和“領會”層次。2數(shù)控機床可編程控制器的故障診斷，要求達到“簡單應用”層次。3機床電氣維護及故障診斷，要求達到“簡單應用”層次。第

13、六章 數(shù)控機床故障分析、維護與調(diào)試實例（一）學習目的與要求本章的要求是：了解數(shù)控機床故障診斷、維護與調(diào)試的案例分析，綜合所學的知識分析數(shù)控機床不同故障的表現(xiàn)、引起故障的內(nèi)在因素，尋求排除故障的方法。理解、掌握機床資料，設計故障判別流程圖，結合故障現(xiàn)象，進行故障定位。通過本章學習，考生通過綜合案例分析，基本掌握數(shù)控機床故障診斷與維護的技術。（二）課程主要內(nèi)容第一節(jié) 數(shù)控車床、數(shù)控銑床故障分析實例機床坐標軸運動部件配合故障、伺服電動機與絲杠的聯(lián)軸器松動分析、主軸軸承故障、液壓和氣動系統(tǒng)故障分析、參考點碰塊安裝位置與零脈沖位置重合故障分析第二節(jié) 加工中心故障分析實例機床坐標軸運動部件配合故障、伺服系

14、統(tǒng)故障分析、主軸故障分析、刀庫不能動作故障分析（三）考核的知識點1數(shù)控車床故障診斷、分析與排除；2數(shù)控銑床故障診斷、分析與排除；3加工中心故障診斷、分析與排除。（四）考核要求1數(shù)控車床、數(shù)控銑床故障分析實例，要求達到“綜合應用”層次。2加工中心故障分析實例，要求達到“綜合應用”層次。三、課程實驗（一）實驗的目的和要求1通過實驗加深理解和驗證學過的基本理論和知識。2考生受到必要的基本技能訓練。3培養(yǎng)考生理論聯(lián)系實際，獨立解決工程技術問題的能力。4實驗通過后，必須寫出實驗報告。實驗報告經(jīng)指導教師檢查并簽字后，方能取得本課程的學分。（二）實驗環(huán)節(jié)實驗一 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)、報警、故障分析實驗實驗二 伺服電

15、動機驅動故障分析實驗實驗三 主軸控制系統(tǒng)故障分析實驗實驗四 數(shù)控系統(tǒng)PLC參數(shù)設置、故障分析實驗實驗五 數(shù)控機床機械故障分析實驗四、關于大綱的說明與考核實施要求（一）自學考試大綱的目的和作用本課程自學考試大綱是根據(jù)專業(yè)考試計劃的要求，結合自學考試的特點而制定的。其目的是對個人自學、社會助學和課程考試命題進行指導和約定。課程自學考試大綱明確了課程自學內(nèi)容，以及該課程內(nèi)容的深度和廣度，規(guī)定出課程自學考試的范圍和標準，是編寫自學考試教材的依據(jù)，也是進行自學考試命題的依據(jù)。（二）關于自學教材數(shù)控系統(tǒng)維護與調(diào)試教材由各省市考辦或開考單位根據(jù)各自的實際情況確定。（三）關于自學要求自學要求中指明了本課程的基

16、本內(nèi)容，以及對基本內(nèi)容要求掌握的程度。屬于自學要求中的知識點構成了本課程內(nèi)容的主體部分。因此，自學要求中的內(nèi)容是自學考試中考核的主要內(nèi)容。自學要求中對內(nèi)容掌握程度的要求是依據(jù)專業(yè)考試計劃和專業(yè)培養(yǎng)目標確定的。因此在自學考試中將按照自學要求中提出的掌握程度對基本內(nèi)容進行考核。在自學要求中，對其各部分內(nèi)容掌握程度的要求由低到高分為三個層次，其表達用詞依次是：“了解”、“理解”、“掌握”；對實踐所需掌握的操作技能用“會”表示。為了有效地指導個人自學和社會助學，在本課程自學考試大綱中指明了課程的基本要求和重點內(nèi)容。本課程共6學分，其中理論為4分、實踐為2分。（四）關于考核知識點及考核要求本課程中各章的

17、內(nèi)容均由若干知識點所組成。在自學考試命題中知識點就是考核點。因此，課程自學考試大綱中所規(guī)定的考試內(nèi)容是以分解為考核知識點的形式給出。因各知識點在課程中的地位、作用及知識自身的特點不同，自學考試中將對各知識點分別按四個認知層次確定其考核要求。這四個認知層次由低到高依次是：識記；領會；簡單應用；綜合應用。它們之間是遞升的關系，后者必須建立在前者的基礎上。它們的含義分別為：“識記”能對考試大綱中的基本概念、操作步驟和方法等有清晰準確的認識，并能做出準確的選擇和判斷?！邦I會”要求對考試大綱中的原理和方法等有一定的理解，清楚它們與有關知識點的聯(lián)系與區(qū)別，并能給出準確的表述和解釋。“簡單應用”會用考試大綱

18、中少數(shù)幾個知識點解決計算機輔助設計和制造的一般應用性問題?！熬C合應用”在對考試大綱中的原理和方法理解的基礎上，會用多個知識點通過綜合應用以解決計算機輔助設計和制造的較復雜應用性問題。（五）學習方法指導數(shù)控系統(tǒng)維護與調(diào)試是一門既有理論又有實踐且實踐性很強的課程，因而在自學時需要有良好的學習方法，以便取得良好的學習效果。為此，請考生注意以下事項：1. 在學習每一章之前，先認真了解本自學考試大綱對該章各知識點的考核要求，做到學習時心中有數(shù)。2. 務必重視對課程中基本概念、基本方法的學習，要下足夠的工夫，反復思考，要通過實例加深領會。3. 考生必須十分注重實驗，通過才能領會本課程中基本概念和基本方法。

19、（六）對社會助學的要求1. 要熟知大綱對本課程總的要求和各章的知識點，準確理解對各知識點要求達到的認知層次和考核要求，并在輔導過程中幫助考生掌握這些要求，不要隨意增刪內(nèi)容和提高或降低要求。2.要結合典型實例，講清楚各章節(jié)的基本概念、基本方法，講清楚各相關知識點的聯(lián)系；要把重點和難點講透；要引導考生注意理論聯(lián)系實際，幫助考生真正達到考核的要求，培養(yǎng)考生的良好學風，提高考生的自學能力。3. 要使考生認識到輔導課只能起到“領進門”的作用，聽懂不等于真懂，關鍵還在于自己練，應要求考生課后抓緊復習，認真進行實踐訓練，做到真正掌握。4. 助學單位在安排本課程的輔導時，授課時間建議不少于64學時，并安排不少

20、于32學時的實踐時間。（七）關于考試的有關說明、試卷結構及分數(shù)分布1. 考試方式為筆試加實驗。筆試為閉卷考試，滿分為100分，考試時間為150分鐘；實驗分數(shù)為各次實驗平均分，滿分為100分。筆試、實驗的及格線均為60分。2. “識記”、“領會”、“簡單應用”和“綜合應用”四個認知層次的試題在筆試試卷中所占的分數(shù)依次約為：15、35、35和15。3. 筆試試題的難度可分為：“易”、“中等偏易”、“中等偏難”和“難”。它們在試卷中所占的分數(shù)依次約為：20、40、30和10。4. 筆試試題的類型有：“填空題”、“單項選擇題”、“問答題”、“分析題”、“計算”和“綜合題”。5. 筆試中各部分內(nèi)容試題分

21、數(shù)的分布約為： 第一章 數(shù)控機床故障診斷與維護的基本概念 15分左右 第二章 數(shù)控系統(tǒng)的維護和故障診斷 18分左右 第三章 伺服系統(tǒng)的故障分析與維護 18分左右 第四章 數(shù)控機床機械結構的故障診斷與維護 16分左右 第五章 機床電氣與可編程控制器的故障分析與維護 18分左右 第六章 數(shù)控機床故障分析、維護與調(diào)試實例 16分左右6. 筆試時只允許帶鋼筆、鉛筆、橡皮等文具用品，不允許帶有關參考資料和筆記等。（八）題型舉例一、填空題1伺服參數(shù)中精停、粗停允差及夾緊允差的大小關系是。2伺服驅動的零漂是指。二單項選擇題1在調(diào)試數(shù)控機床時，機床出現(xiàn)與進給速度關聯(lián)的振動，則應調(diào)節(jié)（ ）。A、速度環(huán)增益 B、

22、位置環(huán)增益 C、加減速時間 D、 齒根間隙三、問答題SINUMERIK 802D系統(tǒng)具有24VDC的NC啟動和監(jiān)控功能，24VDC用于ECU、D I/O板。在加工過程中，CRT上顯示64號報警（+24V直流電源報警），隨即系統(tǒng)死機。請問如何排除？四、分析題SINUMERIK 802D系統(tǒng)控制的數(shù)控車床，X、Z軸正向硬限位D I/O地址分別是I0.0，I0.1；當X、Z軸正向限位超程時，機床：（1）急停；（2）產(chǎn)生需刪除鍵消除的用戶報警，報警號700000；（3）設X為第一軸，Z為第二軸，X、Z軸正向硬限位共用報警號。1請寫出700000用戶報警文本的內(nèi)容；2給出與之相關的參數(shù)并加以設置；3畫出

23、梯形圖。五、計算題下表是部分絲杠螺距誤差測量數(shù)據(jù)及補償數(shù)據(jù)、參數(shù)。實際測得的定位誤差補償參數(shù)及數(shù)據(jù)位置/mm誤差/µm名稱參數(shù)號數(shù)據(jù)205.6參考點位置MD3160407.2補償點距離MD32406011.1補償值MD32805808.6設定數(shù)據(jù)MD1006.3MD12012.114017.116020.4 參考點為121個補償點（參考點不需要補償），位置20mm代表參考點后20mm，為122個補償點；在補償數(shù)據(jù)中，由8位二進制表示，每兩位為一個補償點，1、3、5和7位以“1”或“0”表示是非要補償；0、2、4和6位用“1”表示正補償或“0”表示負補償。如MD6040=0000100

24、0，表示第162點負補償，161、163及164點均不補償。MD6000MD6249表示補償數(shù)據(jù)，共1000點；、表示補償數(shù)據(jù)，用二進制表示。1請給出、的內(nèi)容，要求簡單寫出計算過程； 2理論計算以上8個位置補償以后的定位誤差分別是多少？六、綜合題下圖為某數(shù)控機床在X方向上的限位開關和參考點開關的布置，以及數(shù)控系統(tǒng)回參考點的方式及參數(shù)。工作臺參考點開關及撞塊正限位開關及撞塊負限位開關及撞塊工作臺參考點開關及撞塊正限位開關及撞塊負限位開關及撞塊工作臺參考點開關及撞塊正限位開關及撞塊負限位開關及撞塊S0MD280*MD284*V2000units MD244*工作臺參考點開關及撞塊正限位開關及撞塊負限位開關及撞塊 1