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第1章　数控机床故障诊断与维修的基本概念1

1.1　数控机床故障诊断与维修的意义2

1.1.1　数控机床故障诊断与维修的必要性2

1.1.2　数控机床故障维修的技术指标2

1.2　数控机床故障诊断与维修的基本要求3

1.2.1　故障诊断与维修的基本条件3

1.2.2　预防性维护4

1.2.3　数控设备的管理5

1.3　数控机床故障诊断的基本类型和特点7

1.3.1　数控机床故障诊断的特点7

1.3.2　数控机床常见电气故障类型及特点8

1.3.3　数控机床常见机械故障类型及特点9

1.4　数控机床故障诊断与维修的方法11

1.4.1　数控机床故障诊断与维修的常规方法11

1.4.2　数控机床故障诊断与维修的先进方法13

1.5　数控机床的安装和调试15

1.5.1　安装的环境要求15

1.5.2　数控机床的安装16

1.5.3　数控机床的调试17

1.6　数控机床的精度检测及调试、验收18

1.6.1　数控机床检测的标准18

1.6.2　数控机床的精度检验20

1.6.3　数控机床的验收22

1.7　本章小结24

1.8　思考题24

第2章　数控系统的维护与管理25

2.1　常用数控系统简介26

2.1.1 SIEMENS数控系统简介26

2.1.2　FANUC数控系统简介27

2.2　数控系统的常见故障分析29

2.3　FANUC数控系统故障分析与维修30

2.3.1　系统电源单元不能接通31

2.3.2　系统I/O接口故障33

2.3.3　系统不能进行自动运行34

2.3.4　系统不能进行手动操作37

2.3.5　系统返回参考点异常38

2.3.6　系统无显示39

2.3.7　系统常出现的一些其他故障40

2.4　SIEMENS数控系统故障分析与维修41

2.4.1　硬件故障的分析与维修41

2.4.2　软件系统的分析与维修44

2.4.3　参数调整46

2.5　数控系统的维护与保养47

2.5.1　概述47

2.5.2　正确操作和使用47

2.5.3　数控系统的日常使用与维护48

2.5.4　数控系统的故障检测与维护工具49

2.6　本章小结52

2.7　思考题52

第3章 典型数控系统的硬件结构、接口及PLC53

3.1　概述54

3.1.1　常见数控厂家的数控产品54

3.1.2　数控系统的功能59

3.1.3　数控系统各部分组成62

3.2　FANUC—0C系统的硬件63

3.2.1　系统的特点及主要功能63

3.2.2　系统的结构及各部分的功能64

3.2.3　伺服单元的结构及工作原理66

3.2.4　主轴单元的工作原理及结构70

3.3 SIEMENS SIN840C系统的硬件72

3.3.1　系统的特点及主要功能72

3.3.2　系统的结构及各部分的功能73

3.3.3　SIMDRIVE611A伺服单元的结构及工作原理74

3.4　数控机床参数及接口作用75

3.4.1　数控系统对输入、输出及其通信接口的要求75

3.4.2　数控系统常用串行通信接口标准77

3.4.3　DNC通信接口技术80

3.4.4　数控系统网络通信接口80

3.5　PLC在数控机床中的作用84

3.5.1　数控机床PLC的控制对象84

3.5.2　数控机床PLC的形式85

3.6　本章小结87

3.7　思考题88

第4章　CNC故障诊断及维修89

4.1　数控系统的自诊断技术90

4.1.1 自诊断技术概述90

4.1.2　西门子810系统的自诊断功能及报警处理方法92

4.2　电源故障诊断及维修95

4.2.1 电源配置95

4.2.2　通过电气原理图诊断故障96

4.2.3　负载对地短路的故障诊断97

4.3　数控系统的软件故障98

4.3.1　数控系统的软件配置98

4.3.2　典型CNC装置的软件结构100

4.3.3　软件故障发生的原因和排除方法104

4.4　数控系统的硬件故障105

4.4.1　数控系统元器件的故障和维修105

4.4.2　数控系统硬件故障和维修112

4.5　用机床参数来维修数控系统120

4.5.1　数控机床参数的分类120

4.5.2　数控机床的参数故障及其诊断121

4.6　本章小结123

4.7　思考题123

第5章　数控机床常见机械故障及其诊断124

5.1　数控机床机械结构与故障的类型特点125

5.1.1　数控机床机械结构主要组成部分和要求125

5.1.2　数控机床机械故障的类型和特点126

5.2　数控设备机械故障实用诊断技术129

5.2.1　数控设备机械故障实用诊断技术129

5.2.2　数控设备机械故障现代诊断技术131

5.3　数控机床运动质量特性故障144

5.4　数控设备主要机械部件故障诊断与维护147

5.4.1　主轴部件147

5.4.2　滚珠丝杠螺母副151

5.4.3　导轨副152

5.4.4　刀库及换刀装置155

5.4.5　液压与气压传动系统156

5.5　本章小结160

5.6　思考题161

第6章　数控机床伺服系统故障及其诊断162

6.1　伺服系统的组成及工作原理163

6.1.1　伺服系统概念、位置及其作用163

6.1.2　伺服系统的组成163

6.1.3　伺服系统的工作原理165

6.2　主轴伺服系统故障诊断及维修166

6.2.1　主轴伺服系统的故障形式及诊断方法166

6.2.2　直流主轴驱动的故障诊断168

6.2.3　交流主轴驱动的故障诊断170

6.3　进给伺服系统故障诊断及维修178

6.3.1　伺服系统结构形式179

6.3.2　进给伺服系统的故障形式及诊断方法181

6.3.3　伺服电动机的维护184

6.3.4　进给驱动的故障诊断186

6.4　检测装置的故障诊断及维修196

6.4.1　位置检测装置故障形式196

6.4.2　位置检测元件的维护197

6.4.3　位置检测装置的故障诊断199

6.5　本章小结201

6.6　思考题202

第7章　机床维护与维修准备203

7.1　数控设备的维护管理204

7.1.1　数控设备维护管理的基本要求204

7.1.2　数控设备维护管理的主要内容204

7.1.3　数控设备维护管理常用的仪器仪表工具及功能测试205

7.1.4　机床标准实施细则208

7.2　数控设备的维护与保养209

7.2.1　数控设备使用注意事项209

7.2.2　数控设备的日常维护与常见故障的排除方法211

7.2.3　CNC系统的日常维护与故障处理215

7.3　机床维修前的技术准备217

7.3.1　修前检查217

7.3.2　零件修换的原则218

7.3.3　零件修复或更换的选择219

7.3.4　零件修换的一般规定220

7.3.5　编制修理技术文件223

7.4　本章小结224

7.5　思考题224

第8章　数控机床维修技术实例225

8.1　数控系统维修实例226

8.2　数控车床维修实例233

8.2.1　CNC系统故障维修实例233

8.2.2　伺服系统故障维修实例236

8.2.3　刀架系统故障维修实例240

8.2.4　主轴系统故障维修实例244

8.3　数控铣床维修实例248

8.3.1　CNC系统故障维修实例248

8.3.2　伺服系统故障维修实例249

8.3.3　主轴系统故障维修实例251

8.4　加工中心维修实例252

8.4.1　CNC系统故障维修实例252

8.4.2　伺服系统故障维修实例253

8.4.3　刀库机械手系统故障维修实例255

8.4.4　主轴系统故障维修实例258

8.4.5　工作台系统故障维修实例260

8.5　本章小结262

8.6　思考题262

附录A　常用G代码含义264

附录B　数控技术常用术语267

附录C　CNC报警一览表270

附录D 电源接通及复位时的状态273

参考文献275