第1章 绪论 1
1.1 数控机床的组成 1
1.2 数控机床故障诊断的内容与故障的分类 2
1.2.1 故障的基本概念 2
1.2.2 故障的分类 2
1.2.3 数控系统的可靠性 3
1.2.4 数控机床维修的重要性 4
1.3 现代数控系统的自诊断技术 4
1.3.1 什么是自诊断技术 4
1.3.2 自诊断技术的实际应用 5
1.3.3 实时控制中的三种故障自诊断 6
1.4 数控诊断技术的最新发展 7
第2章 常用数控系统及伺服系统的结构及工作原理 13
2.1概述 13
2.1.1 国内外主要生产厂家的产品 13
2.1.2 数控系统的功能 14
2.1.3 数控装置的组成 14
2.2 常见数控系统介绍 16
2.2.1 FANUC数控系统介绍 16
2.2.2 SIEMENC数控系统介绍 23
2.2.3 BEIJING-FANUCO系统介绍 31
2.2.4 华中I型数控系统介绍 34
2.3.1 数控系统的基本工作原理 36
2.3 典型数控系统的结构及工作原理 36
2.3.2 FANUCO系统的基本配置 38
2.3.3 FANUCO系统中与维修有关的故障分类及其基本内容 45
2.3.4 SIEMENS的基本配置及工作原理 50
2.3.5 SINUMERIK810系统的维修特点 53
2.4 数控系统的诊断技术 55
2.4.1 装置自诊断法 55
2.4.2 常规检查法 58
2.4.3 机、液、电综合分析法 60
2.4.4 备件替换法 60
2.4.5 电路板参数测试对比法 61
2.4.9 分段优选法 62
2.4.10 功能程序测试法 62
2.4.6 更新建立法 62
2.4.8 拉偏电源法 62
2.4.7 升温、降温法 62
2.4.11 参数检查法 63
2.4.12 隔离法 63
2.4.13 接口状态显示诊断法 64
2.4.14 测量比较法 64
2.4.15 利用系统的自诊断功能判断法 64
2.4.16 逻辑线路追踪法（原理分析法） 64
2.4.17 用可编程控制器进行PLC中断状态分析法 65
3.1.1 现代数控系统维修的基本条件 66
3.1 数控系统维修的基础 66
第3章 数控系统的故障诊断与维修技术 66
3.1.2 现代数控系统维修的阶段划分与维修的实施 67
3.1.3 技术资料的种类 67
3.1.4 故障发生时的处理 68
3.2 数控机床的日常维护 69
3.2.1 机械部分的检查调试 69
3.2.2 液压系统的检查调整 70
3.2.3 气动系统的检查调整 70
3.2.4 润滑部分的检查调整 70
3.2.7 伺服电机和主轴电机的检查 71
3.2.6 数控系统中硬件控制部分的检查调整 71
3.2.5 电气部分的维护保养 71
3.2.8 可编程机床控制器（PMC）的检查 72
3.2.9 测量反馈元件的检查 72
3.3 现代数控系统的自诊断 72
3.3.1 自诊断技术概述 72
3.3.2 西门子810系统的自诊断功能及报警处理方法 74
3.4 用机床参数来维修数控系统 76
3.4.1 数控机床的参数 76
3.4.2 数控机床参数的分类 77
3.4.3 数控机床的参数故障及其诊断 80
3.5 数控系统的软件故障 82
3.5.1 数控系统的软件配置 82
3.4.4 参数故障的维修实例 82
3.5.2 加工程序 83
3.5.3 典型CNC装置的软件结构 85
3.5.4 软件故障发生的原因 89
3.5.5 软件故障的排除 89
3.6 数控系统的硬件故障 89
3.6.1 元器件的识别 90
3.6.2 元器件的故障与维修 104
3.6.3 元器件的替代 105
3.6.4 数控机床控制系统硬件结构 106
3.6.5 CNC系统的硬件结构 107
3.6.6 硬件故障检查与分析 110
3.7.1 加工中心参考点及其故障诊断 115
3.7 机床数控系统的典型维修实例 115
3.7.2 光栅测量系统的故障维修 118
3.7.3 机床回不了参考点的故障分析与排除 120
3.7.4 数控系统掉电死机故障的处理 122
3.7.5 FANUC-OA数控系统电源输入模块的维修 123
3.7.6 电源系统的抗干扰技术 125
3.7.7 加工中心轴抖动故障维修 126
第4章 伺服系统的故障特点及诊断技术 128
4.1 概述 128
4.2 伺服系统的结构和工作原理 128
4.2.1 伺服系统的概念、作用 128
4.3 主轴伺服系统故障及诊断 130
4.2.2 伺服系统的组成及工作原理 130
4.3.2 主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 131
4.3.3 直流主轴驱动的故障诊断 132
4.3.4 交流主轴驱动的故障诊断 134
4.4 进给伺服系统故障及诊断 137
4.4.1 常见进给驱动系统介绍 137
4.4.2 伺服系统结构形式 138
4.4.3 进给伺服系统的故障形式及诊断方法 139
4.4.4 伺服电动机的维护 140
4.4.5 进给驱动的故障诊断 142
4.5 位置检测装置故障及诊断 146
4.5.1 故障形式 146
4.5.2 位置检测元件的维护 146
4.5.3 位置检测装置的故障诊断 148
5.1.1 PLC与外部信息的交换 151
第5 章 PLC模块故障特点及诊断方法 151
5.1 概述 151
5.1.2 数控机床PLC的功能 152
5.2 PLC的工作原理及特点 153
5.2.1 PC的基本结构 153
5.2.2 PC的工作过程 154
5.2.3 PC的主要功能及特点 156
5.2.4 PC的应用领域及技术发展动向 157
5.3 PLC用户编程与实例 159
5.4 PLC故障诊断与典型实例 160
5.4.1 PLC故障的表现形式 160
5.4.2 数控机床PLC故障诊断的方法 161
6.1 数控机床的启、停运动故障 168
6.1.1 机床启、停运动故障 168
第6章 数控机床常见机械运动故障及其诊断 168
6.1.2 机床不能动作，出现“死机” 169
6.1.3 机床返回基准点故障 169
6.2 数控机床各执行部件的运动故障 170
6.2.1 机床主运动系统故障 171
6.2.2 机床进给运动系统故障 181
6.2.3 刀具自动交换装置（ATC）及工作台自动交换装置（APC）故障 188
6.2.4 导轨副的故障 193
6.2.5 液压与气压系统故障 194
6.2.6 数控机床润滑系统的故障诊断 201
6.2.7 数控机床运动故障的综合诊断 203
6.2.8 故障实例综合分析 204
6.3 数控机床运动质量特性故障 211
7.1 数控机床加工过程状态监测与故障诊断的特点、内容及待研究问题 215
7.1.1 监测与诊断的特点 215
第7 章 数控机床切削加工过程状态监测与故障诊断 215
7.1.2 监测与诊断的内容 216
7.1.3 在机床状态监测与故障诊断中待研究的问题 217
7.1.4 切削过程工况监控系统 218
7.2 切削过程刀具磨损与破损的在线监测与诊断 219
7.2.1 切削过程中发生的物理现象及刀具监控原理 219
7.2.2 刀具磨损破损在线自动检测 220
7.2.3 刀具寿命管理监测系统 220
7.2.4 切削过程刀具磨损与破损的振动监测法 221
7.2.5 刀具磨损与破损的主电机功率或电流监测法 228
7.2.6 刀具磨损破损的声发射监控法 229
7.2.7 刀具磨损、破损检测技术的综合应用 232
7.3 切削颤振的在线监控 234
7.3.1 特征信号的选择 235
7.3.2 切削颤振的统计特征 235
7.4 切屑状态的在线监控 236
7.4.1 概述 236
7.3.3 切削颤振的频域特征分析 236
7.4.2 信号采集及预处理 237
7.4.3 切屑折断频率fc的计算方法 237
7.4.4 切屑折断状态的频域特征分析 238
7.5 工件尺寸精度的自动检测 240
7.5.1 坐标测量机检测技术 240
7.4.5 切屑状态的统计特性 240
7.5.2 机器人辅助测量技术 242
8.1 示波器 245
8.1.1 示波器的选择 245
第8章 常用诊断仪器 245
8.1.2 示波器的使用 246
8.2.1 逻辑测试笔的功能 247
8.2.2 逻辑测试笔的使用 247
8.2 逻辑测试笔 247
8.2.3 逻辑测试笔的选择 248
8.3 逻辑分析仪 250
8.3.1 逻辑分析仪的结构原理 251
8.3.2 逻辑分析仪触发方式和显示方式 253
8.3.3 逻辑分析仪的使用 253
8.4 集成电路测试仪 254
8.4.1 概述 254
8.4.2 集成电路测试仪结构原理 256
8.4.3 集成电路测试仪的功能 257
8.4.4 集成电路测试仪的使用方法 257
8.5 特征代码分析仪 259
8.6 存储器测析仪 261
8.7 短路故障追踪仪 262
8.7.1 短路故障追踪仪的原理 262
8.7.2 创能 短路故障追踪仪面板 263
8.7.3 短路故障追踪仪的应用 264
8.8 激光干涉仪 266
8.9 球杆仪 266
8.10 其它诊断仪器 267
4.3.1 常用主轴驱动系统介绍 313