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1、数控机床故障诊断与维修课程教学大纲课程编码：AL041010课程性质：专业限选课程适用专业：机械设计制造及其自动化学时学分：24学时1.5学分所需先修课：电工与电子技术、单片机原理及应用编写单位：机电工程学院一、课程说明1 .课程简介数控机床故障诊断与维修是机械设计制造及其自动化专业的一门专业限选 课程。本课程主要学习数控机床的精度检验项目和检验方法；FANUC公司CNC 的接口信号，CNC的参数及其设置；数控机床模拟主轴变频器的接口信号，变 频器的参数及其设置；FANUC公司进给伺服系统SVU的接口信号，SVU的参 数及其设置；FANUC公司PMC的接口信号，PMC的梯形图程序。该课程的先
2、修课是“电工与电子技术”、“单片机原理及应用”。本课程的开设目的主要是为相 关实习和毕业设计等后续实践教学环节打下基础。2 .教学目标要求本课程以配置了 FANUC数控系统的数控机床为研究对象，以其电气控制部 分的工作原理为重点。学完本课程应达到以下基本要求：1） 了解数控机床的种类；了解数控机床机械部分和电气控制部分的构成。2）理解数控机床精度的重要性，掌握数控机床精度的检验项目和检验方法。3）掌握FANUC公司CNC的接口信号，掌握FANUC公司CNC的参数及其 设置方法。4）掌握数控机床模拟主轴变频器的接口信号，掌握变频器的参数及其设置 方法，掌握数控机床主轴编码器的原理及接口信号。5）
3、掌握FANUC公司进给伺服系统SVU的接口信号，掌握SVU的参数及其 设置方法，掌握数控机床进给光电编码器的原理及接口信号。6）掌握FANUC公司PMC的接口信号，PMC的梯形图程序，PMC的参数 及其设定。7）在我国机械加工行业，很多企业装备了采用FANUC数控系统的数控机 床，在初步掌握了 FANUC数控系统工作原理的基础上，能够对数控机床电气控 制部分的常见故障进行分析，进行相应的更换和维修。8）和其他相关课程一起，最终形成一名数控专业技术人员所必须的专业素 质和思想素质。3 .教学重点难点本课程的教学重点数控机床的精度检验项目和检验方法;FANUC公司CNC 的接口信号，CNC的参数及
4、其设置；数控机床模拟主轴变频器的接口信号，变 频器的参数及其设置；FANUC公司进给伺服系统SVU的接口信号，SVU的参数 及其设置；FANUC公司PMC的接口信号，PMC的梯形图程序。本课程的教学难点：机床精度的检验项目和检验方法；FANUC公司CNC 的参数及其设置；数控机床模拟主轴变频器的接口信号，变频器的参数及其设置； FANUC公司进给伺服系统SVU的接口信号，SVU的参数及其设置；FANUC公 司PMC的接口信号，PMC的梯形图程序。4.学时分配表次序教学内容理论课 学时数第一部分数控机床的机械部分和电气控制部分4第二部分数控机床验收和精度检验4第三部分CNC及维修技术6第四部分数
5、控机床主轴驱动系统及维修技术4第五部分数控机床进给伺服系统及维修技术4第六部分数控机床PMC及维修技术2小计24总计245 .主要教法、学法本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式开展教学，重点对学生分析 和解决问题能力等方面进行培养。研发并采用多媒体教学方式。6 .考核方式及标准1）考核目的：考核学生对数控机床电气控制部分（FANUC系统）工作原理的理解和掌握 程度，促进学生提高分析和解决问题的能力。2）考核形式：大作业。3）主要考核内容：数控机床精度检验项目和检验方法；FANUC公司CNC的接口信号，CNC 的参数及其设置；数控机床模拟主轴变频器的接口信号，变频器参数的含义及设 置，数控
6、机床主轴编码器的原理及接口信号；FANUC公司数控机床进给伺服系 统SVU的接口信号，SVU的参数及设置，数控机床进给光电编码器的原理及接 口信号；FANUC公司PMC的接口信号，PMC的梯形图程序，PMC的参数。4）考核题型：围绕数控机床某一典型故障，详细说明其故障原因和诊断维修过程。5）成绩评定：大作业成绩占总成绩的60%,其他（包括考勤、讨论等）成绩占总成绩的40%o 二、各部分教学纲要第一部分数控机床的机械部分和电气控制部分（2学时）教学目标了解数控机床的种类；掌握数控机床机械部分的组成；掌握数控机床电气控 制部分的组成。本部分重点数控机床机械部分的组成；数控机床电气控制部分的组成。本
7、部分难点数控机床电气控制部分的组成。教学内容1数控机床的种类2数控机床的机械结构2.1 数控车床及其机械结构2.2 数控铳床及其机械结构2.3 数控加工中心及其机械结构3数控机床电气控制部分的结构3.1 CNC3.2 主轴驱动系统3.3 进给伺服驱动系统3.4 数控机床PMC和辅助装置第二部分数控机床验收和精度检验（4学时）教学目标了解常用精度指标及其检验方法；了解数控机床验收流程和精度检验项目； 掌握数控机床几何精度检验标准和方法。本部分重点数控机床几何精度检验标准和方法。本部分难点数控机床几何精度检验标准和方法。教学内容1常用精度指标及其检验方法2数控机床验收流程和精度检验项目2.1 数控
8、机床的验收流程2.2 数控机床的精度检验项目3卧式数控车床几何精度检验标准3.1 床身导轨的直线度和平行度3.2 溜板移动在主轴平面内的直线度3.3 主轴端部的跳动3.4 主轴锥孔轴线的径向跳动3.5 刀架X轴方向移动对主轴轴线的垂直度3.6 刀架Z轴方向移动对主轴轴线的平行度4数控铳床和加工中心的几何精度检验标准4.1 工作台面的平面度4.2 X轴轴线方向运动的直线度4.3 Y轴轴线方向运动的直线度4.4 Z轴轴线方向运动的直线度4.5 各轴轴线方向运动之间的垂直度4.6 主轴锥孔的径向跳动和主轴的轴向窜动第三部分CNC及维修技术（6学时）教学目标了解 FANUC-OiC/Oi Mate C
9、 系列 CNC 的类型；了解 FANUC-OiC/Oi Mate C 系列CNC的配置；掌握FANUC-OiC/Oi Mate C系列CNC的接口信号；掌握 FANUC-OiC/Oi Mate C系列CNC的参数及其设置。本部分重点FANUC-OiC/Oi Mate C 系列 CNC 的接 口信号；FANUC-OiC/Oi Mate C 系列 CNC的参数及其设置。本部分难点FANUC-OiC/Oi Mate C系列CNC的参数及其设置。教学内容1 FANUC-OiC/Oi Mate C 系歹lj CNC1.1 FANUC-OiC/Oi Mate C 系列 CNC 的类型1.2 FANUC-O
10、iC/Oi Mate C 系列 CNC 的配置1.3 FANUC-OiC/Oi Mate C 系列 CNC 的接 口信号第四部分数控机床主轴驱动系统及维修技术（4学时）教学目标了解数控机床主轴驱动系统的组成；掌握模拟量主轴的控制装置及维修技 术；了解FANUC数字主轴的控制装置及维修技术；了解FANUC主轴准停控制 及维修技术；掌握主轴编码器常见故障及维修技术。本部分重点变频器的基本工作原理；变频器的接口信号；变频器的参数及其设置。本部分难点变频器的接口信号；变频器的参数及其设置。教学内容1数控机床主轴驱动系统的组成2模拟量主轴控制装置及维修技术1.1 变频器的基本工作原理1.2 变频器的接口
11、信号3 FANUC数字主轴控制装置及维修技术4 FANUC主轴准停控制及维修技术5主轴编码器常见故障及维修技术第五部分 数控机床进给伺服系统及维修技术（4学时）教学目标了解数控机床进给伺服系统的组成；掌握FANUC伺服单元SVU及维修技 术；了解FANUC伺服模块SVM及维修技术；掌握数控机床进给伺服系统检测 装置及维修技术。本部分重点FANUC伺服单元SVU接口信号及连接;FANUC伺服单元SVU的参数及其 设置。本部分难点FANUC伺服单元SVU的参数及其设置。教学内容1数控机床进给伺服系统的组成2 FANUC伺服单元SVU及维修技术2.1 FANUC伺服单元SVU接口信号及连接2.2 F
12、ANUC伺服单元SVU的参数及其设置3 FANUC伺服模块SVM及维修技术4数控机床进给伺服系统检测装置及维修技术4.1 增量型编码器报警及维修技术4.2 绝对值型编码器报警及维修技术第六部分 数控机床PMC及维修技术（2学时）教学目标了解FANUC-Oi系列CNC中的PMC ；掌握内装I/O卡及其I/O LINK地址 设定；掌握I/O单元及其I/O LINK地址设定；掌握FANUC公司PMC的常用指 令；了解实际数控机床的PMC程序；了解数控机床的PMC画面及操作；了解 数控机床PMC的编程软件。本部分重点FANUC公司PMC的常用指令；实际数控机床的PMC程序。本部分难点实际数控机床的PMC程序。教学内容1 FANUC-Oi 系列 CNC 中的 PMC1.1 FANUC-Oi 系列 CNC 中的 PMC1.2 内装I/O卡及其I/O LINK地址设定1.3 I/O单元及其I/O LINK地址设定2 FANUC公司PMC的常用指令3实际数控机床的PMC程序三、教材及教学资源使用教材刘永久数控机床故障诊断与维修技术（FANUC系统）（第二版）.北京: 机械工业出版社,2009.参考书：刘永久.数控机床故障诊断与维修技术（第一版）.北京:机械工业出版 社,2008.2龚仲华.数控机床PMC设计典例.北京机械工业出版社,2015.夏燕兰.数控机床维修工.北京机械工业出版社2013.