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第1章 数控机床故障诊断及维修基础1

1.1 数控机床故障诊断及维修概述1

1.1.1 数控技术与数控机床1

1.1.2 数控机床的基本组成与加工原理2

1.1.3 数控机床故障诊断维修的基本要求4

1.1.4 数控机床故障特点与分类10

1.1.5 数控机床故障诊断与维修的意义14

1.2 数控机床故障诊断与维修技术15

1.2.1 数控机床故障诊断的思路15

1.2.2 故障信息的整理和分析18

1.2.3 故障诊断应遵循的原则20

1.2.4 数控机床故障的记录21

1.2.5 维修前的检查23

1.2.6 故障诊断与排除24

1.2.7 常用故障诊断检查方法25

1.2.8 数控机床预防性维护33

1.3 实训35

1.3.1 实训1 使用常用的维修器具与各种元器件实训35

1.3.2 实训2 练习点检实训35

1.3.3 实训3 数控机床日常维护和保养实训37

习题39

第2章 数控机床的安装、调试及验收41

2.1 数控机床的安装41

2.1.1 工作环境41

2.1.2 数控机床的开箱、基础处理和就位42

2.1.3 数控机床部件组装43

2.1.4 数控系统的连接与调整44

2.1.5 水平调整46

2.2 数控机床的调试46

2.2.1 通电试车46

2.2.2 机床精度和功能的测试49

2.2.3 试运行50

2.3 数控机床的验收50

2.3.1 检测与验收的工具50

2.3.2 外观、温升及噪声的检测与验收51

2.3.3 几何精度的检测与验收51

2.3.4 数控柜外观检查53

2.3.5 机床定位精度检查54

2.3.6 机床切削精度检查57

2.3.7 机床性能及NC功能试验58

2.3.8 机床外观检查60

2.4 实训61

2.4.1 实训1 机床水平调试实训61

2.4.2 实训2 直线定位精度的简便测试方法62

2.4.3 实训3 开机调试26步实训63

2.4.4 实训4 数控车床的精度检测实训65

2.4.5 实训5 XK715D数控铣床的精度检测实训71

习题75

第3章 数控系统的故障诊断与维修76

3.1 数控系统概述76

3.1.1 数控系统基本组成76

3.1.2 典型数控系统的结构80

3.1.3 CNC装置的软件结构82

3.1.4 常用数控系统简介83

3.2 数控系统的维修85

3.2.1 数控系统软件故障的维修86

3.2.2 系统硬件故障的维修87

3.2.3 利用参数设置维修数控机床91

3.3 CNC系统故障的自诊断100

3.3.1 启动自诊断100

3.3.2 在线诊断102

3.3.3 离线诊断104

3.4 电源类故障诊断与维修105

3.5 系统显示类故障诊断与维修107

3.6 急停报警类故障与维修109

3.7 操作类故障诊断与维修112

3.8 回参考点、编码器故障诊断与维修114

3.8.1 回参考点的原理114

3.8.2 返回参考点的方式115

3.8.3 回参考点故障及排除116

3.9 实训118

3.9.1 实训1数控系统的原理及组成实训118

3.9.2 实训2数控系统的连接与调试实训119

习题121

第4章 进给伺服系统故障诊断与维修123

4.1 进给伺服系统概述123

4.1.1 进给伺服系统的组成123

4.1.2 数控机床对进给驱动系统的要求124

4.1.3 数控伺服系统的分类126

4.1.4 步进电动机伺服系统128

4.1.5 交／直流伺服系统131

4.1.6 位置检测装置133

4.2 进给驱动系统的故障诊断137

4.2.1 进给伺服系统结构形式137

4.2.2 进给驱动系统的故障形式及诊断方法138

4.2.3 进给驱动系统的故障诊断139

4.3 位置检测装置的故障诊断146

4.3.1 位置检测装置故障形式146

4.3.2 位置检测装置故障诊断147

4.3.3 光栅编码器的故障维修实例149

4.4 进给伺服系统常见故障诊断与维修151

4.4.1 进给伺服系统故障形式及诊断方法151

4.4.2 进给伺服系统常见报警及排除160

4.4.3 进给伺服系统维修实例166

4.5 进给伺服电动机故障诊断与维修170

4.5.1 直流伺服电动机故障诊断及维修170

4.5.2 交流伺服电动机的故障诊断及维修171

4.5.3 步进电动机常见故障及维修173

4.6 实训173

4.6.1 实训1 步进电动机驱动系统的调试及使用实训173

4.6.2 实训2 交流伺服系统的构成、调整及使用实训175

习题176

第5章 主轴驱动系统故障诊断与维修177

5.1 主轴驱动系统概述177

5.1.1 数控机床对主轴驱动系统的要求177

5.1.2 不同类型主轴系统的特点和使用范围178

5.1.3 常用的主轴驱动系统介绍179

5.1.4 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法182

5.2 直流主轴驱动系统故障诊断与维修184

5.2.1 直流主轴驱动系统介绍184

5.2.2 主轴电动机驱动方式184

5.2.3 主轴准停控制方案186

5.2.4 直流主轴驱动系统常见故障诊断及排除187

5.3 变频器的故障诊断与维修190

5.3.1 主轴通用变频器190

5.3.2 主轴通用变频器常见报警、故障及处理191

5.3.3 通用变频器故障维修实例193

5.4 交流伺服主轴驱动系统故障诊断与维修194

5.4.1 交流伺服主轴驱动系统特点194

5.4.2 交流伺服主轴驱动系统常见故障及维修195

5.4.3 FANUC交流主轴控制系统的故障报警203

5.4.4 交流主轴驱动系统维修实例204

5.5 实训208

5.5.1 实训1 直流主轴驱动系统使用维护实训208

5.5.2 实训2 交流伺服主轴驱动系统维护实训210

5.5.3 实训3 变频器的调试实训212

习题213

第6章 数控机床机械故障诊断与维修214

6.1 机械系统的故障诊断方法214

6.2 主传动系统与主轴部件故障诊断与维修215

6.2.1 主传动系统215

6.2.2 主轴部件216

6.2.3 主传动与主轴部件故障诊断与维修221

6.2.4 主传动部件维修实例223

6.3 进给系统的结构及维修223

6.3.1 滚珠丝杠副224

6.3.2 滚珠丝杠副维修实例227

6.4 导轨副的结构及维修227

6.4.1 导轨副的结构227

6.4.2 导轨副的常见故障及排除229

6.4.3 导轨维修实例229

6.5 换刀装置的故障诊断与维修230

6.5.1 自动换刀装置的形式230

6.5.2 换刀装置常见故障及排除236

6.5.3 换刀装置维修实例238

6.6 液压系统的故障诊断与维修239

6.6.1 液压系统的组成及功能239

6.6.2 液压系统常见故障的特征与维护240

6.6.3 液压元件常见故障及排除243

6.6.4 液压回路故障维修实例245

6.7 气动系统的故障诊断与维修247

6.7.1 气动系统维护、维修与检查247

6.7.2 气动系统故障维修实例249

6.8 实训250

6.8.1 实训1 滚珠丝杠螺母副的维修、维护实训250

6.8.2 实训2 导轨副的维修、维护实训252

6.8.3 实训3 液压装置的故障检查、维修实训254

6.8.4 实训4 气动系统的检查、维修实训255

习题257

第7章 PLC及电磁干扰故障诊断与维修258

7.1 利用PLC进行数控机床的维修258

7.1.1 PLC概述258

7.1.2 PLC在数控机床上的应用264

7.1.3 PLC故障的表现形式266

7.1.4 应用PLC排除和维修故障方法268

7.1.5 PLC常见故障排除的案例270

7.2 数控机床的干扰故障诊断与维修277

7.2.1 干扰故障概述278

7.2.2 接地技术279

7.2.3 屏蔽技术284

7.2.4 滤波技术286

7.2.5 干扰故障维修实例289

7.3 实训291

7.3.1 实训1 PLC编程与调试实训291

7.3.2 实训2 数控机床抗干扰措施292

习题293

附录A FANUC-0系统报警代码表294

附录B 故障检查与记录297