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绪论 1

0.1 数控机床故障诊断的意义及作用 1

目录 1

0.2 数控机床维修技术指标 2

0.3 数控机床故障诊断及维修的主要内容 2

0.4 数控机床故障的特点 3

0.5 数控机床故障诊断技术的发展 4

0.5.1 通讯诊断 4

0.5.2 自修复系统 4

0.5.4 神经网络诊断 5

0.5.5 多传感器信息融合技术 5

0.5.3 人工智能与专家系统 5

0.5.6 智能化集成诊断 6

1 数控机床故障诊断的基本知识 7

1.1 常见故障分类 7

1.1.1 按故障发生的部件分类 7

1.1.2 按故障性质分类 8

1.2 故障诊断流程 9

1.2.1 故障现场调查 9

1.2.2 故障信息的整理和分析 11

1.2.3 故障诊断与排除 14

1.2.4 经验总结和记录 14

1.3.2 系统的软件报警功能 15

1.3 数控系统的自诊断 15

1.3.1 数控系统的硬件报警功能 15

1.4 常见故障检查方法 18

1.4.1 直观法 18

1.4.2 自诊断功能法 18

1.4.3 功能程序测试法 19

1.4.4 交换法 19

1.4.5 转移法 20

1.4.6 参数检查法 20

1.4.7 测量比较法 20

1.4.8 敲击法 20

1.5 现场维修的实施和注意事项 21

1.5.1 现代数控系统维修工作的基本条件 21

1.4.9 局部升温法 21

1.4.10 原理分析法 21

1.5.2 现场维修的实施 23

1.5.3 维修中应注意的事项 27

本章小结 28

思考题 28

2 计算机数控系统 29

2.1 概述 29

2.1.1 数控系统的技术性能指标 29

2.1.2 数控系统设计开发规范和标准 30

2.1.3 数控系统的发展 31

2.2 数控系统基本组成 32

2.2.1 数控系统的组成 32

2.2.2 工作过程 33

2.2.3 功能 34

2.2.4 优点 36

2.3 典型数控系统的结构 37

2.3.1 CNC装置的硬件结构 37

2.3.2 CNC装置的软件结构 41

2.4 可编程序控制器的应用 42

2.4.2 PLC各组成部分的作用 43

2.4.1 PLC的基本组成 43

2.4.3 PLC对继电器控制系统的仿真 44

2.4.4 PLC的工作原理 45

2.4.5 PLC循环扫描的工作方式 46

2.4.6 PLC控制I／O延迟响应 47

2.4.7 数控机床中的PLC数据处理功能 48

本章小结 49

思考题 50

3 数控机床传动及其典型结构 51

3.1 数控机床主传动 51

3.1.1 对主传动的要求 51

3.1.2 主传动变换方式 51

3.1.3 主轴组件 53

3.2 数控机床进给传动 56

3.2.1 对进给运动的要求 56

3.2.2 滚珠丝杠螺母副 57

3.2.3 机床导轨的结构特点 59

3.2.4 机床的进给方式 60

3.3 数控回转工作台 61

3.3.1 开环数控回转工作台 61

3.3.2 闭环数控回转工作台 63

3.4 自动换刀装置 64

3.4.1 换刀装置的要求 64

3.4.2 自动换刀装置的形式 64

3.4.3 刀库形式 68

3.4.4 加工中心的换刀方式 69

3.5 数控机床中采用的一些特殊机械结构 72

3.5.1 液压和气动系统 72

3.5.2 润滑系统 73

3.5.3 排屑装置 73

本章小结 74

思考题 75

4 数控系统的故障诊断 76

4.1 数控系统的软件故障诊断 76

4.1.1 数控系统的软件配置 76

4.1.4 零件加工程序影响机床正常运行 77

4.1.2 软件故障发生的原因 77

4.1.3 软件故障的排除 77

4.2 数控系统的硬件故障诊断 78

4.3 利用数控机床参数诊断故障 85

4.3.1 数控机床的参数 85

4.3.2 数控机床的参数故障及诊断 85

4.3.3 参数故障的诊断与维修实例 87

4.4 PLC故障诊断 89

4.4.1 PLC故障的表现形式 89

4.4.2 数控机床PLC故障诊断的方法 90

思考题 95

本章小结 95

5 伺服系统的故障诊断 96

5.1 主轴伺服系统的故障诊断 96

5.1.1 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法 96

5.1.2 直流主轴驱动的故障诊断 98

5.1.3 交流主轴驱动的故障诊断 100

5.1.4 通用变频器与变频控制的故障诊断 102

5.2 进给伺服系统的故障诊断 106

5.2.1 伺服系统结构形式 106

5.2.2 进给伺服系统的故障形式及诊断方法 107

5.2.3 进给驱动的故障诊断 108

5.3 位置检测装置的故障诊断 113

5.3.2 位置检测装置的故障诊断 114

5.3.1 位置检测装置故障形式 114

本章小结 118

思考题 118

6 数控机床常见机械结构故障及其诊断 120

6.1 机械故障诊断的方法 120

6.1.1 实用诊断技术 120

6.1.2 现代诊断技术 123

6.2 主轴部件故障诊断 129

6.2.1 主轴维护的特点 130

6.2.3 主传动系统的常见故障诊断 131

6.2.2 主传动链的维护 131

6.3 进给部件故障诊断 132

6.3.1 滚珠丝杠副 132

6.3.2 导轨副 135

6.4 换刀装置故障诊断 137

6.5 液压与气压系统故障诊断 139

6.5.1 液压系统的故障及维修 139

6.5.2 气动系统的故障及维修 143

本章小结 144

思考题 144

7.1 概述 146

7.1.1 数据域分析的基本概念 146

7 故障检测及常用诊断仪器仪表 146

7.1.2 数据域测量的特点 147

7.1.3 数字信号的特点 148

7.2 逻辑分析 149

7.2.1 逻辑分析仪的特点及分类 149

7.2.2 逻辑分析仪的基本结构 150

7.2.3 逻辑分析仪的数据捕获 151

7.2.4 逻辑分析仪的数据显示 151

7.3 特征量分析 154

7.3.1 特征分析 154

7.2.5 逻辑分析仪的应用 154

7.3.2 特征分析仪 161

7.4 数控系统的综合测试技术 168

7.4.1 数据域测试的基本概念 168

7.4.2 数字电路的测试 169

7.4.3 数字系统测试技术 170

7.5 常用典型故障分析仪器 182

7.5.1 HP5006A特征分析仪 182

7.5.2 HP-16500A逻辑分析系统 184

7.5.3 GP-IB母线分析仪 186

7.5.4 CB2000短路追踪仪 190

思考题 191

本章小结 191

8 数控机庆维修实例 192

8.1 NO84数控车床维修实例 192

8.2 XK716数控铣床维修实例 198

8.3 加工中心维修实例 200

本章小结 206

9 数控机床的安装、调试及保养 207

9.1 数控机床的安装 207

9.1.1 机床就位前的准备 207

9.1.2 机床就位 207

9.1.3 通电前的准备 207

9.2.1 机床各动作凋试 208

9.1.4 试机 208

9.2 数控机床的调试 208

9.2.2 整机联调 211

9.2.3 精度调整 212

9.3 数控机床的日常维护和保养 217

9.3.1 日常维护的规章制度 217

9.3.2 每个工作日的保养 218

9.3.3 定期的维护 218

9.3.4 机床备件的保养 219

本章小结 220

思考题 220

参考文献 221