现代数控机床故障诊断及维修 第4版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 数控机床概述 1

1.1.1 数控机床的定义 1

1.1.2 数控机床的组成 2

1.2 数控机床的加工过程 3

1.3 数控机床及数控技术的发展 5

1.4 数控机床故障诊断与维修的目的和意义 5

1.4.1 数控机床故障诊断与维修的意义 5

1.4.2 数控机床故障诊断与维修的目的 6

1.5 数控机床故障诊断的研究对象与故障分类 7

1.5.1 数控机床故障诊断的研究对象 7

1.5.2 数控机床故障的特点 7

1.5.3 数控机床故障的分类 8

1.6 数控机床维修人员的要求 9

第2章 数控机床故障诊断与维修的方法 11

2.1 数控机床的故障诊断步骤及故障现场调查 11

2.1.1 故障诊断步骤 11

2.1.2 故障现场调查 12

2.2 数控机床故障诊断的原则与方法 14

2.2.1 故障诊断原则 14

2.2.2 故障诊断方法 15

2.3 排除故障并逐级上电调试 19

2.3.1 数控系统硬件更换 19

2.3.2 逐级检查并上电 21

2.4 制作维修记录 21

2.4.1 制作维修记录的优点 21

2.4.2 制作维修记录的方法 22

2.5 维修实例 22

2.6 数控机床的安装调试 25

2.6.1 安装环境要求 25

2.6.2 数控机床的安装 25

2.6.3 数控机床的调试 29

2.7 数控机床的维护保养 30

2.7.1 概述 30

2.7.2 数控机床的日常维护及保养 33

2.7.3 数控机床长期不使用时的维护及保养 35

第3章 数控系统故障诊断 36

3.1 数控系统概述 36

3.1.1 数控系统的组成 36

3.1.2 数控系统的工作过程 38

3.1.3 数控系统的功能 39

3.1.4 CNC系统的硬件结构 41

3.1.5 CNC系统的软件结构 43

3.2 典型数控系统简介 45

3.2.1 FANUC数控系统 45

3.2.2 SIEMENS数控系统的基本配置 55

3.2.3 华中数控系统 60

3.2.4 广州数控系统 63

3.3 数控系统的参数与调试 68

3.3.1 数控系统的参数 68

3.3.2 数控系统的调试 70

3.4 数控系统故障诊断技术与实例 72

3.4.1 数控系统硬件故障诊断 72

3.4.2 数控系统软件故障原因与排除方法 75

3.4.3 数控系统自诊断技术的应用 76

3.4.4 利用机床参数来维修系统 79

第4章 伺服系统的故障诊断与维修 82

4.1 伺服系统概述 82

4.1.1 伺服系统概念及其作用 82

4.1.2 伺服系统的组成与工作原理 82

4.2 主轴驱动系统故障及诊断 84

4.2.1 常用主轴驱动系统介绍 85

4.2.2 主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 86

4.2.3 直流主轴驱动故障诊断 87

4.2.4 交流主轴驱动故障诊断 91

4.3 进给伺服系统故障及诊断 99

4.3.1 常见进给驱动系统及其结构形式 100

4.3.2 进给伺服系统的故障形式及诊断方法 103

4.3.3 进给驱动的故障诊断 107

4.3.4 进给伺服电机的维护 116

4.4 位置检测装置故障及诊断 118

4.4.1 常用检测装置的维护 119

4.4.2 检测装置故障的常见形式及诊断方法 121

4.4.3 检测装置故障的诊断与排除 122

4.5 实例分析 125

第5章 PLC模块的故障诊断 132

5.1 概述 132

5.1.1 数控机床中PLC的形式 132

5.1.2 PLC与外部信息的交换 133

5.1.3 数控机床PLC的功能 134

5.2 PLC在数控机床中的应用实例 134

5.2.1 数控机床工作状态开关PMC控制 134

5.2.2 数控机床加工程序功能开关PMC控制 137

5.2.3 数控机床倍率开关PMC控制 141

5.2.4 数控机床润滑系统PMC控制 143

5.2.5 数控车床自动换刀PMC控制 145

5.2.6 数控机床辅助功能代码（M代码）PMC控制 148

5.3 常用数控系统的PLC状态的监控方法 151

5.3.1 西门子系统的PLC状态显示功能 151

5.3.2 FANUC系统的PMC状态监控 154

5.3.3 华中数控PLC状态监控 157

5.3.4 广州数控PLC状态监控 160

5.4 PLC控制模块的故障诊断 162

5.4.1 PLC故障的表现形式 162

5.4.2 PLC控制模块的故障诊断方法与实例 162

第6章 数控机床机械结构的故障诊断及维修 170

6.1 机械故障的类型及诊断方法 170

6.1.1 机械故障的类型 170

6.1.2 机械故障的诊断方法 171

6.2 数控机床的启、停运动故障 172

6.2.1 主轴不能启动 172

6.2.2 机床启动后出现失控现象 172

6.2.3 机床出现“死机”而不能动作 173

6.2.4 机床返回基准点故障 173

6.3 主轴部件故障诊断与维修 175

6.3.1 主轴部件的维护特点 175

6.3.2 主传动链的故障诊断 177

6.4 进给传动系统的故障诊断与维修 185

6.4.1 滚珠丝杠螺母副的故障及维护 185

6.4.2 进给传动系统的常见故障类型及诊断方法 186

6.4.3 进给传动系统常见故障的报警形式 188

6.4.4 进给传动系统故障实例 191

6.5 导轨副的故障及维护 192

6.6 ATC及APC系统的故障诊断与维修 193

6.6.1 刀库及换刀机械手（ATC）的维护 194

6.6.2 刀库的故障 194

6.6.3 换刀机械手的故障 195

6.6.4 工作台自动交换装置的故障诊断 197

6.7 液压与气动系统的故障诊断与维修 198

6.7.1 液压传动系统的原理与维护 198

6.7.2 液压传动系统的故障诊断及排除 200

6.7.3 气动系统的原理与维护 203

6.8 数控机床润滑系统的故障诊断 205

6.8.1 数控机床润滑系统的故障分析 205

6.8.2 润滑系统的故障诊断 207

6.9 数控机床机械故障的综合诊断与实例 208

6.9.1 机械故障的综合诊断 208

6.9.2 故障实例的综合分析 209

6.10 数控机床运动质量特性故障诊断 215

6.10.1 位置偏差过大 215

6.10.2 零件的加工精度差 216

6.10.3 两轴联动铣削圆周时圆度超差 216

6.10.4 机床运动时超调引起的精度不良 216

6.10.5 故障分析实例 216

第7章 数控机床切削加工过程状态监测与故障诊断 219

7.1 机床加工过程状态监测与故障诊断的内容及待研究的问题 219

7.1.1 监测与诊断的特点 219

7.1.2 监测与诊断的内容 220

7.1.3 待研究的问题 221

7.1.4 切削过程工况监控系统 222

7.2 切削过程刀具磨损与破损的在线监测与诊断 223

7.2.1 切削过程中发生的物理现象及刀具监控原理 223

7.2.2 刀具磨破损在线自动检测 224

7.2.3 刀具寿命管理监视系统 224

7.2.4 切削过程刀具磨损与破损的振动监测法 225

7.2.5 刀具磨损与破损的主电机功率或电流监测法 232

7.2.6 刀具磨破损的声发射监控法 233

7.2.7 刀具磨破损检测技术的综合应用 236

7.3 切削颤振的在线监控 238

7.3.1 特征信号的选择 238

7.3.2 切削颤振的统计特征 239

7.3.3 颤振的频域特征分析 239

7.4 切屑状态的在线监控 240

7.4.1 概述 240

7.4.2 信号采集及预处理 241

7.4.3 切屑折断频率fc的计算方法 241

7.4.4 切屑折断状态的频域特征分析 242

7.4.5 切屑状态的统计特性 243

7.5 刀具磨损状态的图像检测技术 244

7.5.1 概述 244

7.5.2 图像检测技术基本原理 244

7.5.3 刀具磨损状态的图像检测系统 245

第8章 常用故障检测及诊断仪器仪表 248

8.1 万用表 248

8.2 示波器 248

8.2.1 示波器的选择 248

8.2.2 示波器的使用 250

8.3 逻辑测试笔 251

8.3.1 逻辑测试笔的功能 251

8.3.2 逻辑测试笔的使用 251

8.3.3 逻辑测试笔的选择 253

8.4 逻辑分析仪 254

8.4.1 逻辑分析仪的特点 254

8.4.2 逻辑分析仪的结构原理 255

8.4.3 逻辑分析仪的触发方式和显示方式 257

8.4.4 逻辑分析仪的使用 257

8.5 集成电路测试仪 259

8.5.1 概述 259

8.5.2 集成电路测试仪的结构原理 260

8.5.3 集成电路测试仪的功能 261

8.5.4 集成电路测试仪的使用 261

8.6 特征代码分析仪 263

8.6.1 特征代码分析仪的结构原理 263

8.6.2 特征代码分析仪的使用 265

8.7 其他数控诊断仪器 266

第9章 数控机床故障诊断与维修实例 267

9.1 数控车床故障诊断与维修实例 267

9.1.1 CNC系统 267

9.1.2 伺服系统 270

9.1.3 主轴系统 273

9.1.4 刀架系统 277

9.1.5 尺寸与外设 281

9.2 数控铣床故障诊断与维修实例 283

9.2.1 CNC系统 283

9.2.2 伺服系统 285

9.2.3 主轴系统 290

9.2.4 辅助部件 292

9.3 加工中心故障诊断与维修实例 294

9.3.1 CNC系统 294

9.3.2 伺服系统 297

9.3.3 主轴、工作台 304

9.3.4 刀库、机械手 312

9.4 数控磨床故障诊断与维修实例 315

9.4.1 CNC系统 315

9.4.2 加工尺寸不稳定 319

9.5 数控齿轮加工机床故障诊断与维修实例 322

9.5.1 数控滚齿机故障诊断与维修实例 322

9.5.2 数控剔齿机故障诊断与维修实例 323

9.5.3 数控磨齿机故障诊断与维修实例 325

9.6 电火花线切割机床故障诊断与维修实例 328

第10章 故障信号分析与处理基础 331

10.1 信号的分类与描述 331

10.1.1 确定性信号与非确定性信号 331

10.1.2 能量信号与功率信号 332

10.1.3 时限与频限信号 333

10.1.4 连续时间信号与离散时间信号 333

10.1.5 物理可实现信号 336

10.1.6 信号分析中常用函数 336

10.2 信号的常用数学变换 339

10.2.1 傅里叶变换 339

10.2.2 拉普拉斯变换 344

10.2.3 z变换 347

10.3 信号的时域分析 348

10.3.1 时域分解 348

10.3.2 时域统计分析 351

10.3.3 直方图分析 353

10.3.4 相关分析 355

10.4 信号的频域分析 356

10.4.1 幅值谱分析 357

10.4.2 功率谱分析 358

10.5 倒频谱分析 360

10.5.1 倒频谱的数学描述 360

10.5.2 倒频谱分析的应用 361

第11章 数控机床故障诊断技术最新进展 363

11.1 数控机床故障诊断的小波分析技术 363

11.1.1 小波变换基础 364

11.1.2 基于小波分析的故障诊断 367

11.2 数控机床故障诊断的模糊诊断技术 367

11.2.1 模糊故障诊断基础 367

11.2.2 基于模糊诊断的数控机床故障诊断 379

11.3 数控机床故障诊断的神经网络诊断技术 380

11.3.1 神经网络基础 380

11.3.2 基于神经网络的数控机床故障诊断 384

11.4 数控机床故障诊断的专家系统 385

11.4.1 专家系统的基本组成 385

11.4.2 知识库的建立与维护 387

11.4.3 全局数据库及其管理系统 388

11.4.4 推理机 389

11.4.5 解释子系统设计 390

11.4.6 神经网络与专家系统 391

11.4.7 数控机床故障诊断的专家系统 391

11.5 数控机床故障诊断的信息融合技术 392

11.5.1 信息融合技术的发展 392

11.5.2 基于信息融合技术的数控机床故障诊断 393

11.6 数控机床故障诊断的支持向量机技术 394

11.6.1 支持向量机 394

11.6.2 基于支持向量机的数控机床故障诊断 396

参考文献 398