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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