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绪论1

0.1 数控机床故障诊断的意义及作用1

目录1

0.2 数控机床维修技术指标2

0.3 数控机床故障诊断及维修的主要内容2

0.4 数控机床故障的特点3

0.5 数控机床故障诊断技术的发展4

0.5.1 通讯诊断4

0.5.2 自修复系统4

0.5.4 神经网络诊断5

0.5.5 多传感器信息融合技术5

0.5.3 人工智能与专家系统5

0.5.6 智能化集成诊断6

1 数控机床故障诊断的基本知识7

1.1 常见故障分类7

1.1.1 按故障发生的部件分类7

1.1.2 按故障性质分类8

1.2 故障诊断流程9

1.2.1 故障现场调查9

1.2.2 故障信息的整理和分析11

1.2.3 故障诊断与排除14

1.2.4 经验总结和记录14

1.3.2 系统的软件报警功能15

1.3 数控系统的自诊断15

1.3.1 数控系统的硬件报警功能15

1.4 常见故障检查方法18

1.4.1 直观法18

1.4.2 自诊断功能法18

1.4.3 功能程序测试法19

1.4.4 交换法19

1.4.5 转移法20

1.4.6 参数检查法20

1.4.7 测量比较法20

1.4.8 敲击法20

1.5 现场维修的实施和注意事项21

1.5.1 现代数控系统维修工作的基本条件21

1.4.9 局部升温法21

1.4.10 原理分析法21

1.5.2 现场维修的实施23

1.5.3 维修中应注意的事项27

本章小结28

思考题28

2 计算机数控系统29

2.1 概述29

2.1.1 数控系统的技术性能指标29

2.1.2 数控系统设计开发规范和标准30

2.1.3 数控系统的发展31

2.2 数控系统基本组成32

2.2.1 数控系统的组成32

2.2.2 工作过程33

2.2.3 功能34

2.2.4 优点36

2.3 典型数控系统的结构37

2.3.1 CNC装置的硬件结构37

2.3.2 CNC装置的软件结构41

2.4 可编程序控制器的应用42

2.4.2 PLC各组成部分的作用43

2.4.1 PLC的基本组成43

2.4.3 PLC对继电器控制系统的仿真44

2.4.4 PLC的工作原理45

2.4.5 PLC循环扫描的工作方式46

2.4.6 PLC控制I／O延迟响应47

2.4.7 数控机床中的PLC数据处理功能48

本章小结49

思考题50

3 数控机床传动及其典型结构51

3.1 数控机床主传动51

3.1.1 对主传动的要求51

3.1.2 主传动变换方式51

3.1.3 主轴组件53

3.2 数控机床进给传动56

3.2.1 对进给运动的要求56

3.2.2 滚珠丝杠螺母副57

3.2.3 机床导轨的结构特点59

3.2.4 机床的进给方式60

3.3 数控回转工作台61

3.3.1 开环数控回转工作台61

3.3.2 闭环数控回转工作台63

3.4 自动换刀装置64

3.4.1 换刀装置的要求64

3.4.2 自动换刀装置的形式64

3.4.3 刀库形式68

3.4.4 加工中心的换刀方式69

3.5 数控机床中采用的一些特殊机械结构72

3.5.1 液压和气动系统72

3.5.2 润滑系统73

3.5.3 排屑装置73

本章小结74

思考题75

4 数控系统的故障诊断76

4.1 数控系统的软件故障诊断76

4.1.1 数控系统的软件配置76

4.1.4 零件加工程序影响机床正常运行77

4.1.2 软件故障发生的原因77

4.1.3 软件故障的排除77

4.2 数控系统的硬件故障诊断78

4.3 利用数控机床参数诊断故障85

4.3.1 数控机床的参数85

4.3.2 数控机床的参数故障及诊断85

4.3.3 参数故障的诊断与维修实例87

4.4 PLC故障诊断89

4.4.1 PLC故障的表现形式89

4.4.2 数控机床PLC故障诊断的方法90

思考题95

本章小结95

5 伺服系统的故障诊断96

5.1 主轴伺服系统的故障诊断96

5.1.1 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法96

5.1.2 直流主轴驱动的故障诊断98

5.1.3 交流主轴驱动的故障诊断100

5.1.4 通用变频器与变频控制的故障诊断102

5.2 进给伺服系统的故障诊断106

5.2.1 伺服系统结构形式106

5.2.2 进给伺服系统的故障形式及诊断方法107

5.2.3 进给驱动的故障诊断108

5.3 位置检测装置的故障诊断113

5.3.2 位置检测装置的故障诊断114

5.3.1 位置检测装置故障形式114

本章小结118

思考题118

6 数控机床常见机械结构故障及其诊断120

6.1 机械故障诊断的方法120

6.1.1 实用诊断技术120

6.1.2 现代诊断技术123

6.2 主轴部件故障诊断129

6.2.1 主轴维护的特点130

6.2.3 主传动系统的常见故障诊断131

6.2.2 主传动链的维护131

6.3 进给部件故障诊断132

6.3.1 滚珠丝杠副132

6.3.2 导轨副135

6.4 换刀装置故障诊断137

6.5 液压与气压系统故障诊断139

6.5.1 液压系统的故障及维修139

6.5.2 气动系统的故障及维修143

本章小结144

思考题144

7.1 概述146

7.1.1 数据域分析的基本概念146

7 故障检测及常用诊断仪器仪表146

7.1.2 数据域测量的特点147

7.1.3 数字信号的特点148

7.2 逻辑分析149

7.2.1 逻辑分析仪的特点及分类149

7.2.2 逻辑分析仪的基本结构150

7.2.3 逻辑分析仪的数据捕获151

7.2.4 逻辑分析仪的数据显示151

7.3 特征量分析154

7.3.1 特征分析154

7.2.5 逻辑分析仪的应用154

7.3.2 特征分析仪161

7.4 数控系统的综合测试技术168

7.4.1 数据域测试的基本概念168

7.4.2 数字电路的测试169

7.4.3 数字系统测试技术170

7.5 常用典型故障分析仪器182

7.5.1 HP5006A特征分析仪182

7.5.2 HP-16500A逻辑分析系统184

7.5.3 GP-IB母线分析仪186

7.5.4 CB2000短路追踪仪190

思考题191

本章小结191

8 数控机庆维修实例192

8.1 NO84数控车床维修实例192

8.2 XK716数控铣床维修实例198

8.3 加工中心维修实例200

本章小结206

9 数控机床的安装、调试及保养207

9.1 数控机床的安装207

9.1.1 机床就位前的准备207

9.1.2 机床就位207

9.1.3 通电前的准备207

9.2.1 机床各动作凋试208

9.1.4 试机208

9.2 数控机床的调试208

9.2.2 整机联调211

9.2.3 精度调整212

9.3 数控机床的日常维护和保养217

9.3.1 日常维护的规章制度217

9.3.2 每个工作日的保养218

9.3.3 定期的维护218

9.3.4 机床备件的保养219

本章小结220

思考题220

参考文献221