數控機床故障診斷與維修從入門到精通（簡體書）

《數控機床故障診斷與維修從入門到精通》以實際應用為主導，重點講述了企業生產中常見的數控機床故障診斷與維修方法，內容包括數控機床維修概述、數控機床維修的基本方法、數控機床維修的電氣基礎、數控機床的安裝與調試、數控機床的管理及維護、數控機床PLC的應用與故障診斷、數控系統的故障診斷與維修、數控機床機械故障診斷與維修概述、伺服系統的故障診斷與維修、主軸設備的故障診斷與維修、進給系統的故障診斷與維修、液壓系統的故障診斷與維修、氣動系統的故障診斷與維修、自動換刀裝置及工作臺的故障診斷與維修、潤滑系統的故障診斷與維修、其他裝置的故障診斷與維修、數控機床的大修。
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《數控機床故障診斷與維修從入門到精通》內容豐富、全面，由淺入深，注重基礎的積累，更有實際問題的解決。

上篇數控維修基礎知識

第一章數控機床維修概述

第一節數控機床維修的相關概念002

一、數控機床維修的意義002

二、數控設備的重要指標003

三、數控機床修理的內容003

第二節數控機床故障的特點和分類004

一、數控機床故障的特點004

二、數控機床故障的分類004

第三節數控機床維修的要求006

一、對維修人員的素質要求006

二、技術資料的要求006

三、工具及備件的要求006



第二章數控機床維修的基本工作方法

第一節數控機床維修的工藝過程010

第二節數控機床維修的基本原則011

第三節數控機床維修前的現場調查012

第四節數控機床維修採用的基本方法013



第三章數控機床維修的電氣基礎

第一節常見電氣元器件與電路符號017

第二節電氣原理圖的識讀019

一、電氣原理圖規則019

二、機床電氣原理圖的分析方法020

三、典型機床電氣原理圖的分析021

四、電氣元器件佈置圖的識讀025

五、電氣安裝接線圖的識讀025

第三節維修常用工具和使用026

一、電工基本工具026

二、數控維修常用電工儀錶028

三、數控機床機械裝調拆卸裝配工具029

四、數控機床機械維修常用工具030

五、數控機床維修儀錶032

六、儀錶的使用033

第四節機床導線的規格和選用039

一、導線型號及用途039

二、導線的選擇040

三、導線顏色的選擇041

四、選用導線時的注意事項041

第五節釺焊工藝044

一、釺焊工具和器材044

二、釺焊操作要領046



第四章數控機床的安裝與調試

第一節數控機床的安裝048

一、數控機床的基礎處理和初就位048

二、數控機床部件的組裝連接052

三、氣動卡盤的安裝實例053

四、數控系統的連接和調整056

第二節數控機床的調試057

一、數控機床水平調整057

二、通電試車058

第三節數控機床的檢驗與驗收059

一、檢驗與驗收的工具059

二、數控機床噪聲溫升及外觀的檢查059

三、數控機床幾何精度的檢驗060

四、數控機床定位精度的檢驗071

五、數控機床切削精度檢驗073

六、數控機床性能與功能的驗收075



第五章數控機床的管理與維護

第一節數控機床的管理與維護概述077

一、數控機床的管理與維護的意義077

二、數控機床維護的項目078

第二節數控機床的使用條件081

一、數控機床對電源的要求082

二、數控機床環境溫度083

三、數控機床環境濕度083

四、數控機床位置環境要求083

五、數控機床對海拔高度的要求083

第三節數控機床管理的內容和方法084

一、數控設備管理的主要內容084

二、數控機床管理方法085

第四節數控機床點檢管理085

一、數控機床點檢管理流程086

二、數控機床設備點檢的內容086

三、數控機床設備點檢的週期087

四、數控機床的非生產點檢088

第五節數控機床實用點檢表090

一、數控車床日常點檢卡090

二、加工中心日常點檢卡091



第六章數控機床PLC的應用與故障診斷

第一節PLC的組成與工作原理092

一、PLC的基本組成092

二、PLC的工作原理094

第二節數控機床的PLC097

一、數控機床PLC的形式097

二、PLC與外部信息的交換098

三、數控機床可編程控制器的功能100

第三節FANUC 0i系統PMC性能簡介101

一、FANUC 0i系統PMC的性能及規格101

二、PMC的信號地址102

三、PMC梯形圖程序105

四、PMC編程實例109

第四節數控機床PLC的維護113

一、PLC的維護內容113

二、PLC的常見故障及其處理方法114



中篇數控機床維修

第七章數控系統的故障診斷與維修

第一節數控系統的概念116

一、數控系統的總體結構116

二、數控系統的功能118

第二節數控系統的硬件119

一、單微處理器和多微處理器結構的數控裝置119

二、單微處理器結構系統120

三、多微處理器結構系統121

四、多微處理器的CNC裝置各模塊之間結構121

第三節數控系統的軟件122

一、數控系統軟件的基本任務122

二、數控系統控制軟件的結構124

第四節數控系統的插補原理125

一、插補的基本概念125

二、插補運算的方法126

第五節數控系統故障的概述128

一、數控系統（CNC）故障診斷的重要性128

二、數控系統（CNC）的故障特點129

第六節數控系統（CNC）的軟件故障129

一、軟件故障類型129

二、軟件故障現象分析130

三、干擾及其預防131

第七節數控系統（CNC）的硬件故障132

一、硬件故障類型132

二、由軟件故障引起的硬件故障132

第八節數控系統故障與維修綜述133

一、經濟型數控機床系統故障133

二、全功能型數控機床系統故障134



第八章數控機床機械故障診斷與維修概述

第一節數控機床機械故障概述137

一、數控機床機械故障的類型138

二、數控機床機械故障形成的特性138

三、數控機床機械故障特點138

第二節數控機床機械故障診斷方法139

一、診斷技術139

二、具體診斷方法140

第三節數控機床機械故障診斷步驟142



第九章伺服系統的故障診斷與維修

第一節伺服系統的概念146

一、伺服系統的分類147

二、數控機床對伺服系統的基本要求149

三、伺服電動機的選用原則149

第二節進給伺服系統的驅動元件151

一、步進電動機及其驅動151

二、直流伺服電動機及速度控制單元158

三、交流伺服電動機及速度控制單元162

第三節進給伺服系統的檢測裝置164

一、檢測裝置概述164

二、脈衝編碼器164

三、光柵165

四、感應同步器168

五、旋轉變壓器170

第四節常見I／O元件172

一、控制開關172

二、行程開關173

三、接近開關175

四、壓力開關177

五、溫控開關178

六、接觸器178

七、繼電器180

第五節主軸驅動181

一、主軸驅動的概述181

二、主軸驅動的功能要求182

第六節伺服系統的位置控制184

一、數字脈衝比較伺服系統184

二、相位比較伺服系統186

三、幅值比較伺服系統187

第七節直線電動機進給系統187

一、直線電動機概述187

二、直線電動機與機床進給系統的優缺點比較189

三、直線電動機的優點190

四、直線電動機在數控機床中的應用191

第八節伺服系統的故障與檢修191

一、伺服系統的檢修流程圖191

二、進給伺服系統的故障與維修192

三、機床失控的故障與維修193

四、機床振動的故障與維修193

五、定位精度差和加工精度差的故障與維修194

六、返回機床參考點的故障與維修195

七、電動機的故障與維修196

八、接觸器常見的故障與維修198

九、繼電器常見的故障與維修200



第十章主軸設備的故障診斷與維修

第一節數控機床主傳動系統202

一、數控機床的主傳動202

二、數控機床的主傳動裝置203

第二節主軸部件結構206

一、數控機床主軸系統206

二、主軸軸承的配置形式207

三、主軸端部的結構208

四、主軸軸承209

五、主軸內刀具的自動夾緊和切屑清除裝置209

六、主軸准停裝置210

第三節數控機床主傳動系統及主軸部件結構實例212

一、數控車床主傳動系統212

二、立式數控銑削加工中心215

第四節數控機床主軸的故障與維修216

一、主軸部件常見的故障及其診斷方法216

二、主軸損壞的機械檢修方法221

三、數控機床主軸系統故障的檢修流程221

第五節主軸通用變頻器常見故障診斷與排除222

一、主軸變頻器的保護種類222

二、主軸變頻器報警說明223

三、主軸通用變頻器常見故障及處理223



第十一章進給系統的故障診斷與維修

第一節數控機床的進給系統226

一、數控機床對進給系統機械部分的要求226

二、進給傳動系統的典型結構227

三、進給系統機電關係圖227

第二節導軌228

一、機床導軌的功用228

二、導軌應滿足的基本要求228

三、導軌的分類229

四、滾動導軌的安裝、預緊與調整232

五、導軌的潤滑238

六、導軌的防護239

第三節滾珠絲杠螺母副240

一、滾珠絲杠螺母副的工作原理240

二、滾珠絲杠螺母副的特點240

三、滾珠絲杠螺母副的主要尺寸參數241

四、滾珠絲杠螺母副的結構類型242

五、滾珠絲杠螺母副的安裝方法243

六、滾珠絲杠傳動副的間隙調整方法244

七、滾珠絲杠副的保護及潤滑246

第四節齒輪傳動裝置247

一、齒輪傳動形式及其傳動比的最佳匹配選擇247

二、齒輪間隙的消除248

三、齒輪間隙調整應用實例250

第五節進給系統的故障診斷與維修253

一、滾珠絲杠副的特點253

二、滾珠絲杠副故障診斷254

三、絲杠副的損壞現象及修理方法255

第六節導軌的故障與維修255

一、導軌的故障與診斷255

二、液體靜壓導軌的調整與維修256

三、導軌修理的原則256

四、導軌面的修復方法及特點257

第七節齒輪傳動的故障與維修257

一、齒輪傳動的特點257

二、齒輪傳動故障診斷內容及排除方法258



第十二章液壓系統的故障診斷與維修

第一節數控機床液壓系統的構成259

一、液壓傳動系統的概述259

二、液壓系統的能源部分261

三、液壓系統的執行部分、控制部分和輔件部分262

第二節數控機床液壓系統回路調試265

一、壓力控制回路的調壓265

二、速度控制回路的調速268

三、方向控制回路的調向271

四、多執行元件動作控制回路的調序274

第三節數控機床液壓系統分析276

一、MJ-50數控車床液壓系統分析276

二、TH6350臥式加工中心液壓系統分析278

第四節液壓系統的安裝、調整與調試280

一、液壓系統的安裝280

二、液壓系統的調整281

三、液壓系統的調試282

第五節液壓系統的故障與維修283

一、油液污染對機床系統的危害283

二、液壓系統常見故障及其診斷方法283

三、電磁換向閥的常見故障與排除方法285

四、液壓油質量品質好壞判斷的常用方法286

五、液壓油使用注意要點287

六、液壓系統的點檢與定檢288

七、液壓系統拆卸和檢修時的注意事項288



第十三章氣動系統的故障診斷與維修

第一節數控機床氣動系統的構成290

一、氣源裝置290

二、氣動執行元件295

三、氣動控制元件296

第二節數控機床氣壓系統的回路調試298

一、壓力控制回路的調壓298

二、方向控制回路的調向299

三、速度控制回路的調速300

四、安全保護回路304

五、往復運動回路305

六、供氣點選擇回路307

第三節數控機床氣動系統分析307

一、臥式加工中心氣動傳動系統分析308

二、數控車床真空卡盤氣動回路分析312

三、加工中心氣動換刀系統分析313

第四節氣動系統的故障及維修314

一、氣動系統常見故障及其診斷方法314

二、氣動系統維護的要點314

三、氣動系統的點檢項目及內容315



第十四章自動換刀裝置及工作臺的故障診斷與維修

第一節自動換刀裝置317

一、自動換刀裝置概述317

二、典型的自動換刀裝置318

三、刀台接近開關327

第二節刀庫328

一、刀庫的概述328

二、盤式刀庫328

三、鏈式刀庫330

第三節刀具交換裝置333

一、刀具交換裝置概述333

二、刀具交換裝置典型結構333

第四節數控機床工作臺337

一、數控分度工作臺337

二、數控回轉工作臺339

三、帶有交換託盤的工作臺341

第五節數控工作臺的拆裝與調試343

一、數控工作臺的拆裝343

二、數控工作臺的調試345

第六節自動換刀裝置的維修與調整347

一、自動裝置常見故障及排除方法347

二、數控機床刀架故障檢修流程351

第七節工作臺的故障與維修352

一、T槽工作臺的特點352

二、平面工作臺的常見故障及排除方法352

三、回轉工作臺的常見故障及排除方法353



第十五章潤滑系統的故障診斷與維修

第一節潤滑系統概述356

一、潤滑劑的類型356

二、潤滑劑的性能比較357

三、潤滑類型358

四、潤滑系統選擇的原則358

第二節數控機床潤滑系統359

一、數控機床潤滑的特點359

二、不同機床、系統對潤滑方法的要求360

三、數控機床常用的潤滑方法360

四、數控機床的潤滑系統361

第三節滑動軸承的潤滑365

一、滑動軸承的失效365

二、潤滑劑的性能和軸承金屬的抗腐蝕能力366

三、滑動軸承潤滑劑選擇的主要因素366

四、滑動軸承潤滑油的選擇368

第四節滾動軸承的潤滑369

一、滾動軸承選用潤滑脂應考慮的因素370

二、滾動軸承使用潤滑油潤滑的優點371

三、滾動軸承潤滑油的選擇371

第五節齒輪傳動的潤滑373

一、齒輪的主要損壞類型374

二、閉式齒輪傳動潤滑的方法376

三、開式齒輪傳動的潤滑379

第六節機床導軌的潤滑381

一、導軌工作的特點382

二、導軌的磨損382

三、機床導軌潤滑劑的作用和選擇382

四、機床的爬行383

第七節液壓系統的潤滑385

一、液壓油的重要特殊性能386

二、液壓元件的潤滑387

三、非液壓元件的潤滑388

第八節主軸的潤滑390

一、主軸的潤滑方式391

二、主軸的防洩漏措施392

第九節潤滑系統的故障與維修394

一、潤滑系統常見故障及其診斷方法394

二、潤滑油常見故障及其診斷維修方法395



第十六章其他裝置的故障診斷與維修

第一節卡盤397

一、卡盤的結構及分類397

二、卡盤的調試400

第二節尾座400

一、傳統尾座的概述401

二、液壓尾座的結構401

三、液壓尾座的特點402

四、液壓尾座的工作原理403

五、尾座的調試404

第三節排屑裝置405

一、排屑裝置的概述405

二、排屑裝置的分類405

第四節防護裝置408

一、機床防護門408

二、機床導軌防護罩409

三、防護套411

四、拖鏈系列412

第五節輔助裝置的故障及維修413

一、卡盤常見故障診斷及排除方法413

二、卡盤的維護414

三、尾座常見故障診斷及排除方法415

四、尾座的維護415

五、排屑裝置常見故障診斷及排除方法415

六、排屑裝置維護416

七、防護裝置維護416



下篇數控機床大修

第十七章數控機床的大修

第一節數控機床的大修理418

一、數控機床大修的前期立項工作418

二、大修理的內容419

三、數控機床大修的要求419

四、數控機床大修前的準備419

五、數控機床大修的工藝過程421

六、數控機床大修的質量要求422

七、數控機床大修的精度檢驗424

八、數控機床大修單425

第二節數控機床部件的拆卸、清洗與換修426

一、數控機床的拆卸原則和注意事項426

二、零件的拆卸方法426

三、數控機床零部件的清理428

四、零件的檢查與換修原則429

五、數控車床回轉刀架拆卸及維護保養實例429

第三節電動機的大修432

一、電動機的拆卸原則433

二、電動機小修（月維修）的項目433

三、電動機大修（年維修）的項目434

四、電動機拆卸及維護保養實例434



附錄一FANUC系統報警信息一覽

一、控制器的故障診斷440

二、伺服驅動器的故障診斷440

三、主軸驅動器的故障診斷441

四、電源部分的故障診斷445

五、程序錯誤報警信息445

六、伺服報警452

七、超程報警453

八、PMC報警453

九、過熱報警455

十、系統報警455



附錄二SIEMENS系統報警信息一覽

一、數控系統報警信息456

二、PLC用戶報警463



參考文獻