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第1章 概述1

1.1数控机床故障诊断与维修的意义1

1.2数控机床的可靠性1

1.3数控机床故障的分类3

1.4数控机床的安装调试4

1.4.1数控机床的初步安装内容4

1.4.2电线连接4

1.4.3数控机床调试与性能检验5

1.5数控机床的日常维修7

1.5.1数控机床维护与保养的点检管理7

1.5.2数控系统的日常维护9

1.5.3数控机床维修常用工具9

1.5.4数控机床故障诊断与维修常用仪表10

1.5.5数控机床故障诊断与维修常用仪器11

1.5.6诊断用技术资料14

1.6对数控机床维修人员的要求14

1.7数控机床诊断与维修的一般步骤15

思考题18

第2章 数控机床机械结构的故障诊断与维修19

2.1数控机床机械结构的主要组成19

2.2数控机床的主传动系统20

2.2.1主轴变速方式20

2.2.2主轴部件24

2.2.3主轴部件的支承25

2.2.4主轴的材料和热处理28

2.2.5主轴的润滑与冷却28

2.2.6主轴部件的维修29

2.2.7主传动链的维修30

2.2.8主传动系统常见故障及排除方法30

2.3数控机床的进给传动系统32

2.3.1滚珠丝杠螺母副32

2.3.2导轨滑块副36

2.3.3静压蜗杆-蜗轮条传动40

2.3.4进给传动系统常见故障诊断及维修42

2.4自动换刀装置43

2.4.1排刀式刀架43

2.4.2经济型数控车床方刀架44

2.4.3一般转塔回转刀架46

2.4.4刀库的形式46

2.4.5刀库的故障50

2.4.6换刀机械手故障50

2.4.7加工中心自动换刀装置控制及常见故障分析51

2.5回转工作台55

2.5.1齿盘式分度工作台55

2.5.2数控回转运动工作台57

2.5.3回转工作台的常见故障及排除方法59

2.6数控机床的液压与气动装置60

2.6.1数控机床上典型的液压回路分析60

2.6.2数控机床液压回路常见故障及维修68

2.6.3数控机床上典型的气压回路分析70

2.6.4数控机床气压回路常见故障及维修75

思考题77

第3章 数控系统故障诊断与维修78

3.1 FANUC数控系统概述78

3.2 FANUC数控系统结构79

3.2.1 FANUC Series 0i／FANUC Series 0i Mate系统操作及功能80

3.2.2 FANUC 0i C和FANUC 0i Mate C系统性能比较82

3.2.3 FANUC 0i Mate C系统组成84

3.3 FANUC数控系统参数配置85

3.4 FANUC数控系统故障诊断与维护88

3.4.1 FANUC 0i常见报警及处理方法88

3.4.2故障实例分析91

3.5 FANUC数控系统数据备份及恢复93

3.5.1使用存储卡进行数据备份和恢复93

3.5.2使用外接PC进行数据的备份与恢复95

3.6国产数控系统概述101

3.6.1国产数控系统发展概况101

3.6.2国产数控系统介绍101

3.6.3国产数控系统组成105

3.7国产数控系统参数配置及维护111

3.7.1参数设置操作111

3.7.2国产数控系统软件系统故障诊断与维修114

3.8数控系统故障诊断及维修方法118

3.8.1装置自诊断法118

3.8.2常规检查法120

3.8.3机、液、电综合分析法121

3.8.4备件替换法121

3.8.5电路板参数测试对比法122

3.8.6更新建立法122

3.8.7升温、降温法122

3.8.8拉偏电源法122

3.8.9分段优选法122

3.8.10功能程序测试法123

3.8.11参数检查法123

3.8.12隔离法123

3.8.13接口状态显示诊断法123

3.8.14测量比较法124

3.8.15利用系统的自诊断功能判断法124

3.8.16逻辑电路追踪法（原理分析法）124

3.8.17用可编程序控制器进行PLC中断状态分析法124

3.9国产数控系统数据备份及恢复125

3.9.1 RS232串行通信125

3.9.2系统参数的备份及恢复127

思考题128

第4章 数控机床主传动系统的故障诊断与维修130

4.1概述130

4.1.1数控机床对主轴控制的要求130

4.1.2主轴驱动装置的特点131

4.2高速电主轴132

4.2.1高速电主轴的结构132

4.2.2冷却润滑技术133

4.2.3高速精密轴承135

4.2.4电主轴的动平衡136

4.2.5刀具的夹紧136

4.3主轴准停137

4.3.1概述137

4.3.2机械准停137

4.3.3电气准停控制137

4.4主轴与进给轴的关联控制140

4.4.1脉冲编码器140

4.4.2主轴旋转与轴向进给的关联控制141

4.4.3主轴旋转与径向进给的关联控制141

4.5 FANUC主轴驱动系统的故障诊断与维修142

4.5.1 FANUC主轴驱动系统概述142

4.5.2 FANUC系统模拟量主轴驱动装置与维修143

4.5.3 FANUC系列串行数字主轴驱动系统与维护150

4.6华中主轴驱动系统的故障诊断与维修160

4.6.1华中数控主轴驱动系统160

4.6.2华中数控主轴驱动系统的故障诊断与维修166

思考题169

第5章 数控机床进给伺服系统故障诊断与维修170

5.1概述170

5.1.1开环位置伺服系统170

5.1.2半闭环位置伺服系统171

5.1.3全闭环位置伺服系统171

5.1.4混合闭环位置伺服系统172

5.2 FANUC进给系统的故障诊断与维护172

5.2.1 FANUC进给伺服系统的分类（见表5-1）173

5.2.2 FANUC交流伺服系统连接174

5.2.3 FANUC进给伺服系统的常见故障分析181

5.3 FANUC伺服系统参数的设定184

5.3.1伺服参数设定184

5.3.2伺服参数初始化185

5.4华中数控进给系统的故障诊断与维护186

5.4.1华中数控开环进给系统186

5.4.2华中数控进给伺服系统概述188

5.4.3华中数控交流伺服系统的故障诊断196

5.4.4华中数控伺服系统的维护199

5.5位置检测装置的故障诊断与维修199

5.5.1数控机床对位置检测装置的要求199

5.5.2位置检测装置的分类200

5.5.3常用位置检测元件201

5.5.4检测器件的常见故障及维修207

思考题208

第6章 数控机床PLC技术209

6.1 PLC在数控机床中的应用209

6.2 FANUC系统PMC编程技术211

6.2.1 PMC程序执行顺序211

6.2.2 PMC编址212

6.2.3 PMC基本指令213

6.2.4 PMC功能指令213

6.2.5数控机床PMC屏幕画面功能221

6.2.6使用LADDER软件编辑数控机床梯形图223

6.3华中数控系统PLC技术227

6.3.1华中数控PLC的结构227

6.3.2华中数控PLC的软件结构及运行原理228

6.3.3华中数控PLC程序的编写及其编译229

6.3.4华中数控PLC程序的安装231

6.3.5车床标准PLC系统231

6.4 PLC控制模块的故障诊断方法234

6.4.1 PLC故障的表现形式234

6.4.2 PLC控制模块的故障诊断方法与实例234

思考题239

第7章 数控机床故障诊断与维修实例240

7.1数控机床机械结构故障诊断及维修实例240

7.2数控系统故障诊断与维修实例247

7.3进给伺服系统故障诊断与维修实例250

7.4 PLC故障诊断与维修实例256

第8章 实验258

8.1数控机床几何精度的检测258

8.1.1实验目的258

8.1.2实验内容258

8.1.3实验方法及步骤258

8.1.4实验报告261

8.2 FANUC 0i C／0i mate C数控系统的基本连接262

8.2.1实验目的262

8.2.2实验设备262

8.2.3实验必备知识263

8.2.4实验内容265

8.2.5实验步骤265

思考题266

8.3机床参数的设置266

8.3.1实验目的266

8.3.2实验设备266

8.3.3实验必备知识266

8.3.4实验内容268

8.3.5实验步骤268

思考题269

8.4机床主轴及主轴编码器的安装与故障诊断269

8.4.1实验目的269

8.4.2实验设备269

8.4.3实验必备知识269

8.4.4实验内容270

8.4.5实验步骤270

思考题271

8.5伺服驱动单元的调试和故障诊断271

8.5.1实验目的271

8.5.2实验设备271

8.5.3实验必备知识271

8.5.4实验内容273

8.5.5实验步骤273

思考题275

8.6 PLC编程练习实验275

8.6.1实验目的275

8.6.2实验设备275

8.6.3实验必备知识275

8.6.4实验内容276

8.6.5实验步骤276

思考题277

参考文献278