数控机床故障诊断与维修从入门到精通

上篇数控维修基础知识
第一章数控机床维修概述
第一节数控机床维修的相关概念002
一、数控机床维修的意义002
二、数控设备的重要指标003
三、数控机床修理的内容003
第二节数控机床故障的特点和分类004
一、数控机床故障的特点004
二、数控机床故障的分类004
第三节数控机床维修的要求006
一、对维修人员的素质要求006
二、技术资料的要求006
三、工具及备件的要求006

第二章数控机床维修的基本工作方法
第一节数控机床维修的工艺过程010
第二节数控机床维修的基本原则011
第三节数控机床维修前的现场调查012
第四节数控机床维修采用的基本方法013

第三章数控机床维修的电气基础
第一节常见电气元器件与电路符号017
第二节电气原理图的识读019
一、电气原理图规则019
二、机床电气原理图的分析方法020
三、典型机床电气原理图的分析021
四、电气元器件布置图的识读025
五、电气安装接线图的识读025
第三节维修常用工具和使用026
一、电工基本工具026
二、数控维修常用电工仪表028
三、数控机床机械装调拆卸装配工具029
四、数控机床机械维修常用工具030
五、数控机床维修仪表032
六、仪表的使用033
第四节机床导线的规格和选用039
一、导线型号及用途039
二、导线的选择040
三、导线颜色的选择041
四、选用导线时的注意事项041
第五节钎焊工艺044
一、钎焊工具和器材044
二、钎焊操作要领046

第四章数控机床的安装与调试
第一节数控机床的安装048
一、数控机床的基础处理和初就位048
二、数控机床部件的组装连接052
三、气动卡盘的安装实例053
四、数控系统的连接和调整056
第二节数控机床的调试057
一、数控机床水平调整057
二、通电试车058
第三节数控机床的检验与验收059
一、检验与验收的工具059
二、数控机床噪声温升及外观的检查059
三、数控机床几何精度的检验060
四、数控机床定位精度的检验071
五、数控机床切削精度检验073
六、数控机床性能与功能的验收075

第五章数控机床的管理与维护
第一节数控机床的管理与维护概述077
一、数控机床的管理与维护的意义077
二、数控机床维护的项目078
第二节数控机床的使用条件081
一、数控机床对电源的要求082
二、数控机床环境温度083
三、数控机床环境湿度083
四、数控机床位置环境要求083
五、数控机床对海拔高度的要求083
第三节数控机床管理的内容和方法084
一、数控设备管理的主要内容084
二、数控机床管理方法085
第四节数控机床点检管理085
一、数控机床点检管理流程086
二、数控机床设备点检的内容086
三、数控机床设备点检的周期087
四、数控机床的非生产点检088
第五节数控机床实用点检表090
一、数控车床日常点检卡090
二、加工中心日常点检卡091

第六章数控机床PLC的应用与故障诊断
第一节PLC的组成与工作原理092
一、PLC的基本组成092
二、PLC的工作原理094
第二节数控机床的PLC097
一、数控机床PLC的形式097
二、PLC与外部信息的交换098
三、数控机床可编程控制器的功能100
第三节FANUC 0i系统PMC性能简介101
一、FANUC 0i系统PMC的性能及规格101
二、PMC的信号地址102
三、PMC梯形图程序105
四、PMC编程实例109
第四节数控机床PLC的维护113
一、PLC的维护内容113
二、PLC的常见故障及其处理方法114

中篇数控机床维修
第七章数控系统的故障诊断与维修
第一节数控系统的概念116
一、数控系统的总体结构116
二、数控系统的功能118
第二节数控系统的硬件119
一、单微处理器和多微处理器结构的数控装置119
二、单微处理器结构系统120
三、多微处理器结构系统121
四、多微处理器的CNC装置各模块之间结构121
第三节数控系统的软件122
一、数控系统软件的基本任务122
二、数控系统控制软件的结构124
第四节数控系统的插补原理125
一、插补的基本概念125
二、插补运算的方法126
第五节数控系统故障的概述128
一、数控系统（CNC）故障诊断的重要性128
二、数控系统（CNC）的故障特点129
第六节数控系统（CNC）的软件故障129
一、软件故障类型129
二、软件故障现象分析130
三、干扰及其预防131
第七节数控系统（CNC）的硬件故障132
一、硬件故障类型132
二、由软件故障引起的硬件故障132
第八节数控系统故障与维修综述133
一、经济型数控机床系统故障133
二、全功能型数控机床系统故障134

第八章数控机床机械故障诊断与维修概述
第一节数控机床机械故障概述137
一、数控机床机械故障的类型138
二、数控机床机械故障形成的特性138
三、数控机床机械故障特点138
第二节数控机床机械故障诊断方法139
一、诊断技术139
二、具体诊断方法140
第三节数控机床机械故障诊断步骤142

第九章伺服系统的故障诊断与维修
第一节伺服系统的概念146
一、伺服系统的分类147
二、数控机床对伺服系统的基本要求149
三、伺服电动机的选用原则149
第二节进给伺服系统的驱动元件151
一、步进电动机及其驱动151
二、直流伺服电动机及速度控制单元158
三、交流伺服电动机及速度控制单元162
第三节进给伺服系统的检测装置164
一、检测装置概述164
二、脉冲编码器164
三、光栅165
四、感应同步器168
五、旋转变压器170
第四节常见I／O元件172
一、控制开关172
二、行程开关173
三、接近开关175
四、压力开关177
五、温控开关178
六、接触器178
七、继电器180
第五节主轴驱动181
一、主轴驱动的概述181
二、主轴驱动的功能要求182
第六节伺服系统的位置控制184
一、数字脉冲比较伺服系统184
二、相位比较伺服系统186
三、幅值比较伺服系统187
第七节直线电动机进给系统187
一、直线电动机概述187
二、直线电动机与机床进给系统的优缺点比较189
三、直线电动机的优点190
四、直线电动机在数控机床中的应用191
第八节伺服系统的故障与检修191
一、伺服系统的检修流程图191
二、进给伺服系统的故障与维修192
三、机床失控的故障与维修193
四、机床振动的故障与维修193
五、定位精度差和加工精度差的故障与维修194
六、返回机床参考点的故障与维修195
七、电动机的故障与维修196
八、接触器常见的故障与维修198
九、继电器常见的故障与维修200

第十章主轴设备的故障诊断与维修
第一节数控机床主传动系统202
一、数控机床的主传动202
二、数控机床的主传动装置203
第二节主轴部件结构206
一、数控机床主轴系统206
二、主轴轴承的配置形式207
三、主轴端部的结构208
四、主轴轴承209
五、主轴内刀具的自动夹紧和切屑清除装置209
六、主轴准停装置210
第三节数控机床主传动系统及主轴部件结构实例212
一、数控车床主传动系统212
二、立式数控铣削加工中心215
第四节数控机床主轴的故障与维修216
一、主轴部件常见的故障及其诊断方法216
二、主轴损坏的机械检修方法221
三、数控机床主轴系统故障的检修流程221
第五节主轴通用变频器常见故障诊断与排除222
一、主轴变频器的保护种类222
二、主轴变频器报警说明223
三、主轴通用变频器常见故障及处理223

第十一章进给系统的故障诊断与维修
第一节数控机床的进给系统226
一、数控机床对进给系统机械部分的要求226
二、进给传动系统的典型结构227
三、进给系统机电关系图227
第二节导轨228
一、机床导轨的功用228
二、导轨应满足的基本要求228
三、导轨的分类229
四、滚动导轨的安装、预紧与调整232
五、导轨的润滑238
六、导轨的防护239
第三节滚珠丝杠螺母副240
一、滚珠丝杠螺母副的工作原理240
二、滚珠丝杠螺母副的特点240
三、滚珠丝杠螺母副的主要尺寸参数241
四、滚珠丝杠螺母副的结构类型242
五、滚珠丝杠螺母副的安装方法243
六、滚珠丝杠传动副的间隙调整方法244
七、滚珠丝杠副的保护及润滑246
第四节齿轮传动装置247
一、齿轮传动形式及其传动比的最佳匹配选择247
二、齿轮间隙的消除248
三、齿轮间隙调整应用实例250
第五节进给系统的故障诊断与维修253
一、滚珠丝杠副的特点253
二、滚珠丝杠副故障诊断254
三、丝杠副的损坏现象及修理方法255
第六节导轨的故障与维修255
一、导轨的故障与诊断255
二、液体静压导轨的调整与维修256
三、导轨修理的原则256
四、导轨面的修复方法及特点257
第七节齿轮传动的故障与维修257
一、齿轮传动的特点257
二、齿轮传动故障诊断内容及排除方法258

第十二章液压系统的故障诊断与维修
第一节数控机床液压系统的构成259
一、液压传动系统的概述259
二、液压系统的能源部分261
三、液压系统的执行部分、控制部分和辅件部分262
第二节数控机床液压系统回路调试265
一、压力控制回路的调压265
二、速度控制回路的调速268
三、方向控制回路的调向271
四、多执行元件动作控制回路的调序274
第三节数控机床液压系统分析276
一、MJ-50数控车床液压系统分析276
二、TH6350卧式加工中心液压系统分析278
第四节液压系统的安装、调整与调试280
一、液压系统的安装280
二、液压系统的调整281
三、液压系统的调试282
第五节液压系统的故障与维修283
一、油液污染对机床系统的危害283
二、液压系统常见故障及其诊断方法283
三、电磁换向阀的常见故障与排除方法285
四、液压油质量品质好坏判断的常用方法286
五、液压油使用注意要点287
六、液压系统的点检与定检288
七、液压系统拆卸和检修时的注意事项288

第十三章气动系统的故障诊断与维修
第一节数控机床气动系统的构成290
一、气源装置290
二、气动执行元件295
三、气动控制元件296
第二节数控机床气压系统的回路调试298
一、压力控制回路的调压298
二、方向控制回路的调向299
三、速度控制回路的调速300
四、安全保护回路304
五、往复运动回路305
六、供气点选择回路307
第三节数控机床气动系统分析307
一、卧式加工中心气动传动系统分析308
二、数控车床真空卡盘气动回路分析312
三、加工中心气动换刀系统分析313
第四节气动系统的故障及维修314
一、气动系统常见故障及其诊断方法314
二、气动系统维护的要点314
三、气动系统的点检项目及内容315

第十四章自动换刀装置及工作台的故障诊断与维修
第一节自动换刀装置317
一、自动换刀装置概述317
二、典型的自动换刀装置318
三、刀台接近开关327
第二节刀库328
一、刀库的概述328
二、盘式刀库328
三、链式刀库330
第三节刀具交换装置333
一、刀具交换装置概述333
二、刀具交换装置典型结构333
第四节数控机床工作台337
一、数控分度工作台337
二、数控回转工作台339
三、带有交换托盘的工作台341
第五节数控工作台的拆装与调试343
一、数控工作台的拆装343
二、数控工作台的调试345
第六节自动换刀装置的维修与调整347
一、自动装置常见故障及排除方法347
二、数控机床刀架故障检修流程351
第七节工作台的故障与维修352
一、T槽工作台的特点352
二、平面工作台的常见故障及排除方法352
三、回转工作台的常见故障及排除方法353

第十五章润滑系统的故障诊断与维修
第一节润滑系统概述356
一、润滑剂的类型356
二、润滑剂的性能比较357
三、润滑类型358
四、润滑系统选择的原则358
第二节数控机床润滑系统359
一、数控机床润滑的特点359
二、不同机床、系统对润滑方法的要求360
三、数控机床常用的润滑方法360
四、数控机床的润滑系统361
第三节滑动轴承的润滑365
一、滑动轴承的失效365
二、润滑剂的性能和轴承金属的抗腐蚀能力366
三、滑动轴承润滑剂选择的主要因素366
四、滑动轴承润滑油的选择368
第四节滚动轴承的润滑369
一、滚动轴承选用润滑脂应考虑的因素370
二、滚动轴承使用润滑油润滑的优点371
三、滚动轴承润滑油的选择371
第五节齿轮传动的润滑373
一、齿轮的主要损坏类型374
二、闭式齿轮传动润滑的方法376
三、开式齿轮传动的润滑379
第六节机床导轨的润滑381
一、导轨工作的特点382
二、导轨的磨损382
三、机床导轨润滑剂的作用和选择382
四、机床的爬行383
第七节液压系统的润滑385
一、液压油的重要特殊性能386
二、液压元件的润滑387
三、非液压元件的润滑388
第八节主轴的润滑390
一、主轴的润滑方式391
二、主轴的防泄漏措施392
第九节润滑系统的故障与维修394
一、润滑系统常见故障及其诊断方法394
二、润滑油常见故障及其诊断维修方法395

第十六章其他装置的故障诊断与维修
第一节卡盘397
一、卡盘的结构及分类397
二、卡盘的调试400
第二节尾座400
一、传统尾座的概述401
二、液压尾座的结构401
三、液压尾座的特点402
四、液压尾座的工作原理403
五、尾座的调试404
第三节排屑装置405
一、排屑装置的概述405
二、排屑装置的分类405
第四节防护装置408
一、机床防护门408
二、机床导轨防护罩409
三、防护套411
四、拖链系列412
第五节辅助装置的故障及维修413
一、卡盘常见故障诊断及排除方法413
二、卡盘的维护414
三、尾座常见故障诊断及排除方法415
四、尾座的维护415
五、排屑装置常见故障诊断及排除方法415
六、排屑装置维护416
七、防护装置维护416

下篇数控机床大修
第十七章数控机床的大修
第一节数控机床的大修理418
一、数控机床大修的前期立项工作418
二、大修理的内容419
三、数控机床大修的要求419
四、数控机床大修前的准备419
五、数控机床大修的工艺过程421
六、数控机床大修的质量要求422
七、数控机床大修的精度检验424
八、数控机床大修单425
第二节数控机床部件的拆卸、清洗与换修426
一、数控机床的拆卸原则和注意事项426
二、零件的拆卸方法426
三、数控机床零部件的清理428
四、零件的检查与换修原则429
五、数控车床回转刀架拆卸及维护保养实例429
第三节电动机的大修432
一、电动机的拆卸原则433
二、电动机小修（月维修）的项目433
三、电动机大修（年维修）的项目434
四、电动机拆卸及维护保养实例434

附录一FANUC系统报警信息一览
一、控制器的故障诊断440
二、伺服驱动器的故障诊断440
三、主轴驱动器的故障诊断441
四、电源部分的故障诊断445
五、程序错误报警信息445
六、伺服报警452
七、超程报警453
八、PMC报警453
九、过热报警455
十、系统报警455

附录二SIEMENS系统报警信息一览
一、数控系统报警信息456
二、PLC用户报警463

参考文献