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第1章 数控机床故障诊断及维修基础 1

1.1 数控机床故障诊断及维修概述 1

1.1.1 数控技术与数控机床 1

1.1.2 数控机床的基本组成与加工原理 2

1.1.3 数控机床故障诊断维修的基本要求 4

1.1.4 数控机床故障特点与分类 10

1.1.5 数控机床故障诊断与维修的意义 14

1.2 数控机床故障诊断与维修技术 15

1.2.1 数控机床故障诊断的思路 15

1.2.2 故障信息的整理和分析 18

1.2.3 故障诊断应遵循的原则 20

1.2.4 数控机床故障的记录 21

1.2.5 维修前的检查 23

1.2.6 故障诊断与排除 24

1.2.7 常用故障诊断检查方法 25

1.2.8 数控机床预防性维护 33

1.3 实训 35

1.3.1 实训1 使用常用的维修器具与各种元器件实训 35

1.3.2 实训2 练习点检实训 35

1.3.3 实训3 数控机床日常维护和保养实训 37

习题 39

第2章 数控机床的安装、调试及验收 41

2.1 数控机床的安装 41

2.1.1 工作环境 41

2.1.2 数控机床的开箱、基础处理和就位 42

2.1.3 数控机床部件组装 43

2.1.4 数控系统的连接与调整 44

2.1.5 水平调整 46

2.2 数控机床的调试 46

2.2.1 通电试车 46

2.2.2 机床精度和功能的测试 49

2.2.3 试运行 50

2.3 数控机床的验收 50

2.3.1 检测与验收的工具 50

2.3.2 外观、温升及噪声的检测与验收 51

2.3.3 几何精度的检测与验收 51

2.3.4 数控柜外观检查 53

2.3.5 机床定位精度检查 54

2.3.6 机床切削精度检查 57

2.3.7 机床性能及NC功能试验 58

2.3.8 机床外观检查 60

2.4 实训 61

2.4.1 实训1 机床水平调试实训 61

2.4.2 实训2 直线定位精度的简便测试方法 62

2.4.3 实训3 开机调试26步实训 63

2.4.4 实训4 数控车床的精度检测实训 65

2.4.5 实训5 XK715D数控铣床的精度检测实训 71

习题 75

第3章 数控系统的故障诊断与维修 76

3.1 数控系统概述 76

3.1.1 数控系统基本组成 76

3.1.2 典型数控系统的结构 80

3.1.3 CNC装置的软件结构 82

3.1.4 常用数控系统简介 83

3.2 数控系统的维修 85

3.2.1 数控系统软件故障的维修 86

3.2.2 系统硬件故障的维修 87

3.2.3 利用参数设置维修数控机床 91

3.3 CNC系统故障的自诊断 100

3.3.1 启动自诊断 100

3.3.2 在线诊断 102

3.3.3 离线诊断 104

3.4 电源类故障诊断与维修 105

3.5 系统显示类故障诊断与维修 107

3.6 急停报警类故障与维修 109

3.7 操作类故障诊断与维修 112

3.8 回参考点、编码器故障诊断与维修 114

3.8.1 回参考点的原理 114

3.8.2 返回参考点的方式 115

3.8.3 回参考点故障及排除 116

3.9 实训 118

3.9.1 实训1数控系统的原理及组成实训 118

3.9.2 实训2数控系统的连接与调试实训 119

习题 121

第4章 进给伺服系统故障诊断与维修 123

4.1 进给伺服系统概述 123

4.1.1 进给伺服系统的组成 123

4.1.2 数控机床对进给驱动系统的要求 124

4.1.3 数控伺服系统的分类 126

4.1.4 步进电动机伺服系统 128

4.1.5 交／直流伺服系统 131

4.1.6 位置检测装置 133

4.2 进给驱动系统的故障诊断 137

4.2.1 进给伺服系统结构形式 137

4.2.2 进给驱动系统的故障形式及诊断方法 138

4.2.3 进给驱动系统的故障诊断 139

4.3 位置检测装置的故障诊断 146

4.3.1 位置检测装置故障形式 146

4.3.2 位置检测装置故障诊断 147

4.3.3 光栅编码器的故障维修实例 149

4.4 进给伺服系统常见故障诊断与维修 151

4.4.1 进给伺服系统故障形式及诊断方法 151

4.4.2 进给伺服系统常见报警及排除 160

4.4.3 进给伺服系统维修实例 166

4.5 进给伺服电动机故障诊断与维修 170

4.5.1 直流伺服电动机故障诊断及维修 170

4.5.2 交流伺服电动机的故障诊断及维修 171

4.5.3 步进电动机常见故障及维修 173

4.6 实训 173

4.6.1 实训1 步进电动机驱动系统的调试及使用实训 173

4.6.2 实训2 交流伺服系统的构成、调整及使用实训 175

习题 176

第5章 主轴驱动系统故障诊断与维修 177

5.1 主轴驱动系统概述 177

5.1.1 数控机床对主轴驱动系统的要求 177

5.1.2 不同类型主轴系统的特点和使用范围 178

5.1.3 常用的主轴驱动系统介绍 179

5.1.4 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法 182

5.2 直流主轴驱动系统故障诊断与维修 184

5.2.1 直流主轴驱动系统介绍 184

5.2.2 主轴电动机驱动方式 184

5.2.3 主轴准停控制方案 186

5.2.4 直流主轴驱动系统常见故障诊断及排除 187

5.3 变频器的故障诊断与维修 190

5.3.1 主轴通用变频器 190

5.3.2 主轴通用变频器常见报警、故障及处理 191

5.3.3 通用变频器故障维修实例 193

5.4 交流伺服主轴驱动系统故障诊断与维修 194

5.4.1 交流伺服主轴驱动系统特点 194

5.4.2 交流伺服主轴驱动系统常见故障及维修 195

5.4.3 FANUC交流主轴控制系统的故障报警 203

5.4.4 交流主轴驱动系统维修实例 204

5.5 实训 208

5.5.1 实训1 直流主轴驱动系统使用维护实训 208

5.5.2 实训2 交流伺服主轴驱动系统维护实训 210

5.5.3 实训3 变频器的调试实训 212

习题 213

第6章 数控机床机械故障诊断与维修 214

6.1 机械系统的故障诊断方法 214

6.2 主传动系统与主轴部件故障诊断与维修 215

6.2.1 主传动系统 215

6.2.2 主轴部件 216

6.2.3 主传动与主轴部件故障诊断与维修 221

6.2.4 主传动部件维修实例 223

6.3 进给系统的结构及维修 223

6.3.1 滚珠丝杠副 224

6.3.2 滚珠丝杠副维修实例 227

6.4 导轨副的结构及维修 227

6.4.1 导轨副的结构 227

6.4.2 导轨副的常见故障及排除 229

6.4.3 导轨维修实例 229

6.5 换刀装置的故障诊断与维修 230

6.5.1 自动换刀装置的形式 230

6.5.2 换刀装置常见故障及排除 236

6.5.3 换刀装置维修实例 238

6.6 液压系统的故障诊断与维修 239

6.6.1 液压系统的组成及功能 239

6.6.2 液压系统常见故障的特征与维护 240

6.6.3 液压元件常见故障及排除 243

6.6.4 液压回路故障维修实例 245

6.7 气动系统的故障诊断与维修 247

6.7.1 气动系统维护、维修与检查 247

6.7.2 气动系统故障维修实例 249

6.8 实训 250

6.8.1 实训1 滚珠丝杠螺母副的维修、维护实训 250

6.8.2 实训2 导轨副的维修、维护实训 252

6.8.3 实训3 液压装置的故障检查、维修实训 254

6.8.4 实训4 气动系统的检查、维修实训 255

习题 257

第7章 PLC及电磁干扰故障诊断与维修 258

7.1 利用PLC进行数控机床的维修 258

7.1.1 PLC概述 258

7.1.2 PLC在数控机床上的应用 264

7.1.3 PLC故障的表现形式 266

7.1.4 应用PLC排除和维修故障方法 268

7.1.5 PLC常见故障排除的案例 270

7.2 数控机床的干扰故障诊断与维修 277

7.2.1 干扰故障概述 278

7.2.2 接地技术 279

7.2.3 屏蔽技术 284

7.2.4 滤波技术 286

7.2.5 干扰故障维修实例 289

7.3 实训 291

7.3.1 实训1 PLC编程与调试实训 291

7.3.2 实训2 数控机床抗干扰措施 292

习题 293

附录A FANUC-0系统报警代码表 294

附录B 故障检查与记录 297