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第1章　数控机床概述 1

1.1　数控机床的组成及工作原理 1

1.1.1　程序编制及程序载体 1

1.1.2　输入装置 2

1.1.3　数控装置 2

1.1.4　驱动装置和位置检测装置 2

1.1.5　辅助控制装置 3

1.1.6　机床本体 3

1.2　数控机床的分类 3

1.2.1　按加工工艺方法分类 3

1.2.2　按控制运动轨迹分类 4

1.2.3　按驱动装置的特点分类 5

1.3　数控机床的特点 7

1.3.1　数控机床的加工特点 7

1.3.2　数控机床的使用特点 8

1.4　数控机床的发展趋势 9

1.4.1　数控机床结构的发展 9

1.4.2　计算机控制性能的发展 10

1.4.3　伺服驱动系统的发展 10

1.4.4 自适应控制 11

1.4.5　计算机群控 11

1.4.6　柔性制造系统（FMS） 12

1.5　数控机床的主要性能指标 13

1.5.1　数控机床的精度指标 13

1.5.2　数控机床的运动性能指标 14

1.5.3　数控机床的加工性能指标 15

1.5.4　数控机床的可控轴数与联动轴数 15

1.5.5　数控机床的可靠性指标 15

习题 16

第2章　数控机床的主传动系统 17

2.1 对主传动系统的基本要求及变速方式 17

2.1.1　对主传动系统的基本要求 17

2.1.2　主传动系统的变速方式 18

2.1.3　主轴的传动形式 18

2.2　主轴部件的支承 21

2.2.1 主轴轴承 21

2.2.2　主轴轴承的配置 22

2.3　主轴部件结构 23

2.3.1　数控车床主轴部件结构 23

2.3.2　铣削加工中心主轴部件结构 24

2.3.3 电主轴加工中心主轴部件结构 27

2.4　高速主轴系统和电主轴 27

2.4.1 电主轴的结构 28

2.4.2　电主轴的轴承 28

习题 30

第3章　数控机床的进给传动系统 31

3.1　进给传动系统概述 31

3.2　对进给传动系统的基本要求 32

3.3　进给传动系统的基本型式 33

3.3.1　滚珠丝杠螺母副 33

3.3.2　静压丝杠螺母副 39

3.4　齿轮传动副的间隙消除 42

3.4.1　刚性调整法 42

3.4.2　柔性调整法 43

3.5　高速机床的进给系统 45

3.5.1　直线电动机的主要特点 46

3.5.2　高速进给单元的结构设计 47

3.5.3　直线电动机进给系统问题 47

习题 48

第4章　数控机床的典型结构 49

4.1　数控机床的结构要求 49

4.1.1　数控机床对结构的基本要求 49

4.1.2　提高数控机床性能的措施 50

4.2　数控机床的布局 53

4.2.1　数控车床常用的布局型式 53

4.2.2　数控镗铣床及加工中心常用布局型式 54

4.2.3　高速加工数控机床的特殊布局 57

4.2.4　并联运动机床布局形式 58

4.3　数控机床的导轨 59

4.3.1　数控机床对导轨的基本要求 59

4.3.2　数控机床导轨的种类与特点 60

4.3.3　塑料滑动导轨 62

4.3.4　滚动导轨 63

4.4　数控机床的自动换刀装置 66

4.4.1 自动换刀装置的要求及形式 66

4.4.2　刀库的类型与容量 72

4.5　数控机床的回转工作台 73

4.5.1　分度工作台 74

4.5.2　数控回转工作台 77

习题 80

第5章　数控机床的故障诊断及维修 81

5.1　概述 81

5.1.1　数控机床故障类型及特点 82

5.1.2　数控机床故障诊断及维修的一般方法 84

5.2　机械故障诊断及维修 86

5.2.1 主轴部件的故障诊断及维修 86

5.2.2　进给系统的故障诊断及维修 88

5.2.3　其他辅助装置故障诊断及维修 91

5.3　数控系统故障诊断 95

5.3.1　数控系统故障分类 95

5.3.2　数控系统故障诊断技术 96

习题 101

第6章　数控机床的调整 103

6.1 主轴部件的结构与调整 103

6.1.1 CK7815型数控车床主轴部件的结构与调整 104

6.1.2 NT-J320A型数控铣床主轴部件的结构与调整 106

6.1.3 THK6380加工中心主轴部件的结构与调整 107

6.2　进给传动系统部件的调整 112

6.2.1 进给传动系统伺服电动机的形式及安装 112

6.2.2　滚珠丝杠副的间隙调整 115

6.3 回转运动部件的调整 117

6.3.1 回转分度工作台的结构形式 117

6.3.2　加工中心回转工作台的调整 119

6.4 自动换刀装置的调整 123

6.5　机床导轨安装调整要求 131

6.5.1 滑动导轨调整要求 131

6.5.2　滚动导轨调整要求 132

6.5.3　静压导轨调整要求 132

6.6　位置检测装置的调整 134

6.6.1 位置检测装置的功能及要求 134

6.6.2　位置检测装置的安装与调整 134

习题 146

第7章　西门子数控机床维修实例 147

7.1　西门子数控系统概述 147

7.1.1　数控系统简介 147

7.1.2　数控系统基本配置 148

7.2　西门子数控用PLC故障诊断 157

7.2.1 系统DI/O板接线电平 157

7.2.2　硬件故障 159

7.2.3　操作错误（Operating Errors） 160

7.2.4　机床数据设定错误（Machine Data Setting Errors） 161

7.2.5　通信故障 162

7.3　西门子交流进给伺服系统 163

7.3.1 SINUMERIK 802C系统中各模块的连接 163

7.3.2 SINUMERIK 802C系统中的交流伺服系统 163

7.3.3 SIMODRIVE611U伺服驱动系统 163

7.3.4　连接数控系统和PC机的RS232通信电缆 164

7.3.5 PLC用户程序调试 165

7.4　西门子数控机床维修实例 165

习题 172

第8章　法那克数控机床维修实例 173

8.1 FANUC数控系统概述 173

8.1.1 FANUC数控系统简介 173

8.1.2 FANUC数控系统的基本配置 174

8.2 FANUC系统PMC控制故障诊断 184

8.2.1　通过PMC查找故障的方法 184

8.2.2　通过PMC查找故障实例 185

8.3 FANUC交流进给伺服系统 189

8.3.1 交流进给伺服系统的特点 189

8.3.2 FANUC模拟式交流进给伺服系统 191

8.3.3 FANUC数字式交流进给伺服系统 192

8.4 FANUC系统故障诊断实例 193

习题 204