目录 1
第1章 绪论 1
1.1 数控机床工作原理及组成 1
1.1.1 数控机床工作原理 1
1.1.2 数控机床的种类 1
1.1.3 数控机床的组成 1
1.2 常用数控系统简介 3
1.2.1 FANUC数控系统 3
1.2.2 SINUMERIK数控系统简介 3
1.2.3 其他数控系统 4
1.3 数控机床的维护保养 4
1.3.1 数控机床维护、维修工作的安全规范 4
1.3.2 数控机床本体的维护 6
1.3.3 数控机床电气控制系统的日常维护 7
1.3.4 数控机床的维修内容 8
1.3.5 数控机床维修所需的技术资料和技术准备 9
1.4 数控机床故障 10
1.4.1 数控机床故障特点 10
1.4.2 数控机床故障分类 11
1.4.3 数控机床发生故障时的处理 13
1.5 数控机床的故障诊断方法 14
1.5.1 直观法 15
1.5.2 自诊断功能法 16
1.5.3 参数（机床数据）检查法 18
1.5.4 PLC检查法 19
1.5.5 功能程序测试法 21
1.5.6 交换法 22
1.5.7 单步执行程序确定故障点 23
1.5.8 测量比较法 24
1.5.9 敲击法 25
1.5.10 局部升温法 25
1.5.11 原理分析法 26
1.6 维修器具的使用 27
1.6.1 万用表 27
1.6.2 示波器 27
1.6.3 PLC编程器 29
1.6.4 逻辑测试笔和脉冲信号笔 29
1.6.5 集成电路测试仪 29
1.6.6 短路跟踪仪 30
1.6.7 逻辑分析仪 31
2.1.1 FANUC 0i数控系统操作面板 32
2.1 FANUC 0i系统数控机床基本操作 32
第2章 FANUC系统数控机床操作 32
2.1.2 机床操作面板 34
2.1.3 手动操作 36
2.1.4 自动运行 40
2.1.5 安全操作 42
2.1.6 数控机床操作一览表 43
2.2 FANUC 0i系统维修用屏幕界面 45
2.2.1 数控机床电源的通断与数控系统硬件构成界面 45
2.2.2 报警功能界面 47
2.2.3 自诊断屏幕界面 49
2.2.4 数控系统（CNC）状态显示界面 51
2.3 维修FANUC 0i系统时数据输入／输出 53
2.3.1 系统输入／输出数据所需参数的设定方法 53
2.3.2 CNC数据输入／输出操作 55
2.3.3 在ALLIO界面上数据的输入、输出操作 57
3.1 SINUMERIK 802S/802C数控系统操作界面 62
3.1.1 SINUMERIK 802S/802C数控系统操作面板 62
第3章 西门子系统数控机床操作（SINUMERIK 802系统） 62
3.1.2 机床控制面板 65
3.1.3 操作区域 66
3.2 SINUMERIK 802S/802C数控铣床基本操作 68
3.2.1 开机 68
3.2.2 手动控制进给运动 69
3.2.3 零件程序的输入与编辑 71
3.2.4 自动加工 73
3.2.5 设定R参数值（当前操作区“参数”） 76
3.3 维修中数控机床数据的输入／输出 76
3.3.1 数控系统与外部设备间的数据传送（“通讯”操作区） 76
3.3.2 数据输入／输出操作 77
3.4.1 诊断（“诊断”操作区） 78
3.4 维修中的屏幕（CRI）显示与操作 78
3.4.2 开机调试 81
3.4.3 使PLC与外部S7-200编程软件包进行通信 81
3.4.4 机床数据 83
第4章 数控机床机械结构故障诊断及维护 86
4.1 机床精度检验 86
4.1.1 机床几何精度检验 86
4.1.2 机床定位精度检测 87
4.1.3 机床切削精度检查 89
4.2 主传动机械结构维护与维修 90
4.2.1 主传动机械结构的维护特点 91
4.2.2 机床主传动经常性维护 94
4.2.3 主传动故障诊断 94
4.3.1 滚珠丝杠螺母副调整与维护 95
4.3 进给系统机械传动结构维修 95
4.3.2 传动齿轮间隙消除调整 98
4.3.3 导轨副调整与维护 99
4.4 换刀装置维护与故障诊断 103
4.4.1 概述 103
4.4.2 刀库与换刀机械手的维护要点 104
4.4.3 刀库与换刀机械手的故障诊断 104
4.4.4 换刀装置故障诊断实例 104
4.5 其他辅助装置故障 108
4.5.1 液压系统 108
4.5.2 气动系统 112
4.5.3 润滑系统 114
4.5.4 冷却系统 114
4.5.5 排屑装置 114
5.1.1 数控装置硬件结构 115
第5章 数控系统硬件及其维护 115
5.1 数控系统硬件配置 115
5.1.2 FANUC系统硬件配置 120
5.1.3 SINUMERIK数控系统硬件配置 122
5.2 硬件故障检查与分析 123
5.2.1 常规检查 123
5.2.2 故障现象分析法 123
5.2.3 面板指示灯显示与模块LED显示分析法 124
5.2.4 系统分析法 125
5.2.5 信号追踪法 126
5.2.6 静态测量法 127
5.2.7 动态测量法 127
5.3.1 更换单元模块的注意事项 128
5.3.2 更换电路板、模块的方法 128
5.3 系统硬件更换方法 128
5.3.3 更换控制部分（CNC）电源单元的保险 129
5.3.4 更换电池的方法 130
5.3.5 更换控制单元的风扇电动机 132
5.3.6 液晶显示器（LCD）的调整 133
5.4 数控机床的抗干扰 133
5.4.1 常见的干扰源 133
5.4.2 抗干扰的措施 134
第6章 数控机床主轴驱动系统维修 139
6.1 概述 139
6.1.1 数控机床主轴驱动系统分类 139
6.1.2 主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 139
6.2.1 直流主轴伺服系统工作原理 141
6.2 直流主轴驱动系统维护与故障诊断 141
6.2.2 直流主轴伺服系统的特点 143
6.2.3 主轴伺服系统注意事项及日常维护 144
6.2.4 直流主轴伺服系统的故障及其排除 145
6.3 交流主轴伺服系统 147
6.3.1 交流主轴伺服系统特点 147
6.3.2 数字式（串行）交流主轴伺服系统 147
6.3.3 模拟交流主轴伺服系统的控制概况 152
6.4 交流主轴伺服系统的故障诊断与排除 154
6.4.1 交流串行数字主轴伺服系统的故障诊断与排除 154
6.4.2 交流模拟式主轴伺服系统的故障诊断与排除 156
6.4.3 主轴系统故障实例与诊断 158
第7章 进给系统维护与维修 160
7.1 步进电动机伺服驱动系统 160
7.1.1 SINUMERIK 802S系统概述 160
7.1.2 步进电动机驱动器STEPDRIVE C（或STEPDRIVE C+） 163
7.1.3 步进电动机驱动系统常见故障及其维修 165
7.1.4 操作错误（Operating Errors）引起的进给故障 167
7.1.5 机床数据错（Machine Data Setting Errors）引起的进给故障 168
7.2 直流进给伺服系统故障诊断 169
7.2.1 直流伺服电动机的定期维护与检查 169
7.2.2 晶闸管整流方式SCR速度控制系统故障及其排除方法 170
7.2.3 PWM速度控制系统故障及其排除方法 174
7.3 FANUC系统交流进给伺服系统 179
7.3.1 交流进给伺服系统特点 179
7.3.2 FANUC模拟式交流进给伺服系统简介 180
7.3.3 FANUC数字式交流进给伺服系统 181
7.3.4 FANUC数字式交流伺服调整 182
7.3.5 返回参考点位置的调整 185
7.4.1 SINUMERIK 802C系统中各模块的连接 188
7.4 SINUMERIK交流进给伺服系统 188
7.4.2 SINUMERIK 802C系统中的交流伺服系统 189
7.4.3 S1MODRIVE 611U伺服驱动系统 189
7.4.4 连接数控系统和PC机的RS-232通信电缆 190
7.4.5 PLC用户程序调试 191
7.4.6 SIMODRIVE 611U伺服驱动的设定与调试 191
7.5 交流伺服系统的维护与调整 195
7.5.1 交流伺服电动机的维护与维修 195
7.5.2 进给伺服系统的维护与维修 195
7.5.3 伺服系统故障诊断实例 199
7.6 位置检测装置故障及诊断 200
7.6.1 位置检测故障形式 200
7.6.2 位置检测元件的维护 200
7.6.3 位置检测装置的故障诊断 202
8.1.1 PLC概述 204
第8章 数控系统PLC故障诊断 204
8.1 数控机床PLC的功能 204
8.1.2 FANUC 0i系统PMC与外部信息的交换 205
8.1.3 数控机床PMC的功能 207
8.2 屏幕上的PMC界面与操作 207
8.2.1 PMC内装调试功能 207
8.2.2 PMC界面的显示方法 207
8.2.3 动态显示梯形图程序（PMCLAD界面） 209
8.2.4 PMC的诊断界面（PMCDGN界面） 212
8.2.5 PMC参数界面（PMCPRM界面） 216
8.3 FANUC数控系统PMC控制的故障诊断 217
8.3.1 通过PMC查找故障的方法 217
8.3.2 通过PMC查找故障实例 218
8.4 SINUMERIK 802S/C系统PLC故障诊断 222
8.4.1 系统IDI/O板接线电平 223
8.4.2 Hardware硬件故障 224
8.4.3 操作错误（Operating Errors） 225
8.4.4 机床数据设定错误（Machine Data Setting Errors） 226
8.4.5 通信故障 227
第9章 数控系统故障诊断与报警处理 229
9.1 通电后屏幕不显示故障 229
9.2 手动进给故障的处理 230
9.2.1 当屏幕界面的位置显示及实际刀具全都不能运动时 230
9.2.2 屏幕显示了机床坐标值的变化，但应该移动的轴不动作 233
9.2.3 机床不能运行手动连续进给（JOG） 234
9.2.4 机床不能进行手轮运行 235
9.3 机床不能自动运行故障处理 237
9.3.1 循环启动灯不亮时，机床不能启动自动运行故障查找 237
9.3.2 启动灯亮，但是机床不能自动运行的故障查找 238
9.3.3 自动运行启动信号关断（OFF） 243
9.4.1 阅读机／穿孔机接口出现故障的原因（85～87号报警） 244
9.4 阅读机／穿孔机接口故障（85～87号报警） 244
9.4.2 阅读机／穿孔机接口故障分析处理 245
9.5 机床返回参考点有关的故障（90号、300号报警） 248
9.5.1 机床不能返回基准点 248
9.5.2 返回参考点位置异常（90号报警） 248
9.5.3 系统要求返回参考点（300号报警） 250
9.6 绝对编码器有关故障（301～308号、350号、351号报警） 251
9.6.1 绝对编码器不良故障（301～305号报警） 251
9.6.2 绝对编码器的电池电压低（306～308号报警） 252
9.6.3 α串行脉冲编码器异常（350号报警） 252
9.6.4 α串行脉冲编码器通信异常（351号报警） 252
9.7.2 DRAM奇偶检验错误报警（910号、911号报警） 253
9.7.3 SRAM奇偶检验错误（912号、913号报警） 253
9.7.1 ROM奇偶检验错误报警（900号报警） 253
9.7 与奇偶检验错误有关故障（900号、910～913号、920号报警） 253
9.7.4 监控电路或RAM奇偶检验错误（920号、921号报警） 255
9.7.5 伺服模块安装不良报警（924号报警） 255
9.8 其他报警故障 255
9.8.1 控制侧过热报警（700号报警） 255
9.8.2 CPU发生错误（930号报警） 255
9.8.3 PMC系统报警（950号报警） 256
9.8.4 24V输入电源异常（960号报警） 256
9.8.5 在PMC模块内发生了RAM奇偶错误或者NMI报警（970号报警） 256
9.8.6 SLC内NMI报警（971号报警） 256
9.8.7 发生了不明原因的NMI报警（973号报警） 256
附录 FANUC 0i系统CNC报警一览表 257
参考文献 276