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第1章　数控机床故障诊断与维修的基本概念 1

1.1　数控机床故障诊断与维修的意义 2

1.1.1　数控机床故障诊断与维修的必要性 2

1.1.2　数控机床故障维修的技术指标 2

1.2　数控机床故障诊断与维修的基本要求 3

1.2.1　故障诊断与维修的基本条件 3

1.2.2　预防性维护 4

1.2.3　数控设备的管理 5

1.3　数控机床故障诊断的基本类型和特点 7

1.3.1　数控机床故障诊断的特点 7

1.3.2　数控机床常见电气故障类型及特点 8

1.3.3　数控机床常见机械故障类型及特点 9

1.4　数控机床故障诊断与维修的方法 11

1.4.1　数控机床故障诊断与维修的常规方法 11

1.4.2　数控机床故障诊断与维修的先进方法 13

1.5　数控机床的安装和调试 15

1.5.1　安装的环境要求 15

1.5.2　数控机床的安装 16

1.5.3　数控机床的调试 17

1.6　数控机床的精度检测及调试、验收 18

1.6.1　数控机床检测的标准 18

1.6.2　数控机床的精度检验 20

1.6.3　数控机床的验收 22

1.7　本章小结 24

1.8　思考题 24

第2章　数控系统的维护与管理 25

2.1　常用数控系统简介 26

2.1.1 SIEMENS数控系统简介 26

2.1.2　FANUC数控系统简介 27

2.2　数控系统的常见故障分析 29

2.3　FANUC数控系统故障分析与维修 30

2.3.1　系统电源单元不能接通 31

2.3.2　系统I/O接口故障 33

2.3.3　系统不能进行自动运行 34

2.3.4　系统不能进行手动操作 37

2.3.5　系统返回参考点异常 38

2.3.6　系统无显示 39

2.3.7　系统常出现的一些其他故障 40

2.4　SIEMENS数控系统故障分析与维修 41

2.4.1　硬件故障的分析与维修 41

2.4.2　软件系统的分析与维修 44

2.4.3　参数调整 46

2.5　数控系统的维护与保养 47

2.5.1　概述 47

2.5.2　正确操作和使用 47

2.5.3　数控系统的日常使用与维护 48

2.5.4　数控系统的故障检测与维护工具 49

2.6　本章小结 52

2.7　思考题 52

第3章 典型数控系统的硬件结构、接口及PLC 53

3.1　概述 54

3.1.1　常见数控厂家的数控产品 54

3.1.2　数控系统的功能 59

3.1.3　数控系统各部分组成 62

3.2　FANUC—0C系统的硬件 63

3.2.1　系统的特点及主要功能 63

3.2.2　系统的结构及各部分的功能 64

3.2.3　伺服单元的结构及工作原理 66

3.2.4　主轴单元的工作原理及结构 70

3.3 SIEMENS SIN840C系统的硬件 72

3.3.1　系统的特点及主要功能 72

3.3.2　系统的结构及各部分的功能 73

3.3.3　SIMDRIVE611A伺服单元的结构及工作原理 74

3.4　数控机床参数及接口作用 75

3.4.1　数控系统对输入、输出及其通信接口的要求 75

3.4.2　数控系统常用串行通信接口标准 77

3.4.3　DNC通信接口技术 80

3.4.4　数控系统网络通信接口 80

3.5　PLC在数控机床中的作用 84

3.5.1　数控机床PLC的控制对象 84

3.5.2　数控机床PLC的形式 85

3.6　本章小结 87

3.7　思考题 88

第4章　CNC故障诊断及维修 89

4.1　数控系统的自诊断技术 90

4.1.1 自诊断技术概述 90

4.1.2　西门子810系统的自诊断功能及报警处理方法 92

4.2　电源故障诊断及维修 95

4.2.1 电源配置 95

4.2.2　通过电气原理图诊断故障 96

4.2.3　负载对地短路的故障诊断 97

4.3　数控系统的软件故障 98

4.3.1　数控系统的软件配置 98

4.3.2　典型CNC装置的软件结构 100

4.3.3　软件故障发生的原因和排除方法 104

4.4　数控系统的硬件故障 105

4.4.1　数控系统元器件的故障和维修 105

4.4.2　数控系统硬件故障和维修 112

4.5　用机床参数来维修数控系统 120

4.5.1　数控机床参数的分类 120

4.5.2　数控机床的参数故障及其诊断 121

4.6　本章小结 123

4.7　思考题 123

第5章　数控机床常见机械故障及其诊断 124

5.1　数控机床机械结构与故障的类型特点 125

5.1.1　数控机床机械结构主要组成部分和要求 125

5.1.2　数控机床机械故障的类型和特点 126

5.2　数控设备机械故障实用诊断技术 129

5.2.1　数控设备机械故障实用诊断技术 129

5.2.2　数控设备机械故障现代诊断技术 131

5.3　数控机床运动质量特性故障 144

5.4　数控设备主要机械部件故障诊断与维护 147

5.4.1　主轴部件 147

5.4.2　滚珠丝杠螺母副 151

5.4.3　导轨副 152

5.4.4　刀库及换刀装置 155

5.4.5　液压与气压传动系统 156

5.5　本章小结 160

5.6　思考题 161

第6章　数控机床伺服系统故障及其诊断 162

6.1　伺服系统的组成及工作原理 163

6.1.1　伺服系统概念、位置及其作用 163

6.1.2　伺服系统的组成 163

6.1.3　伺服系统的工作原理 165

6.2　主轴伺服系统故障诊断及维修 166

6.2.1　主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 166

6.2.2　直流主轴驱动的故障诊断 168

6.2.3　交流主轴驱动的故障诊断 170

6.3　进给伺服系统故障诊断及维修 178

6.3.1　伺服系统结构形式 179

6.3.2　进给伺服系统的故障形式及诊断方法 181

6.3.3　伺服电动机的维护 184

6.3.4　进给驱动的故障诊断 186

6.4　检测装置的故障诊断及维修 196

6.4.1　位置检测装置故障形式 196

6.4.2　位置检测元件的维护 197

6.4.3　位置检测装置的故障诊断 199

6.5　本章小结 201

6.6　思考题 202

第7章　机床维护与维修准备 203

7.1　数控设备的维护管理 204

7.1.1　数控设备维护管理的基本要求 204

7.1.2　数控设备维护管理的主要内容 204

7.1.3　数控设备维护管理常用的仪器仪表工具及功能测试 205

7.1.4　机床标准实施细则 208

7.2　数控设备的维护与保养 209

7.2.1　数控设备使用注意事项 209

7.2.2　数控设备的日常维护与常见故障的排除方法 211

7.2.3　CNC系统的日常维护与故障处理 215

7.3　机床维修前的技术准备 217

7.3.1　修前检查 217

7.3.2　零件修换的原则 218

7.3.3　零件修复或更换的选择 219

7.3.4　零件修换的一般规定 220

7.3.5　编制修理技术文件 223

7.4　本章小结 224

7.5　思考题 224

第8章　数控机床维修技术实例 225

8.1　数控系统维修实例 226

8.2　数控车床维修实例 233

8.2.1　CNC系统故障维修实例 233

8.2.2　伺服系统故障维修实例 236

8.2.3　刀架系统故障维修实例 240

8.2.4　主轴系统故障维修实例 244

8.3　数控铣床维修实例 248

8.3.1　CNC系统故障维修实例 248

8.3.2　伺服系统故障维修实例 249

8.3.3　主轴系统故障维修实例 251

8.4　加工中心维修实例 252

8.4.1　CNC系统故障维修实例 252

8.4.2　伺服系统故障维修实例 253

8.4.3　刀库机械手系统故障维修实例 255

8.4.4　主轴系统故障维修实例 258

8.4.5　工作台系统故障维修实例 260

8.5　本章小结 262

8.6　思考题 262

附录A　常用G代码含义 264

附录B　数控技术常用术语 267

附录C　CNC报警一览表 270

附录D 电源接通及复位时的状态 273

参考文献 275