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第1章 数控机床的结构、分类与工作原理2

1．1数控机床的构成2

1．2数控机床的分类4

1．2．1按工艺用途划分4

1．2．2按运动方式划分7

1．2．3按控制方式划分8

1．2．4按功能水平划分9

1．3机床数字控制的基本原理10

1．3．1数字控制的基本概念10

1．3．2数控机床的工作过程11

1．3．3数控系统中的辅助功能及实现13

1．3．4数控机床加工零件的操作过程13

1．4本章小结13

1．5思考练习题14

第2章 典型数控系统的结构及其工作原理16

2．1FANUC数控系统结构16

2．1．1FANUC6系统16

2．1．2FANUC11系统18

2．1．3FANUC0系统18

2．1．4FANUC15/16/18系统22

2．2FANUC数控系统工作原理23

2．2．1微处理器和总线24

2．2．2存储器25

2．2．3位置控制单元25

2．2．4输入/输出（I/O）接口28

2．2．5可编程控制器（PC）31

2．3SIEMENS数控系统结构32

2．3．1SIEMENS 810/820系统32

2．3．2SIEMENS 802系列系统32

2．3．3SIEMENS 810D/840D系统35

2．4SIEMENS数控系统工作原理38

2．4．1多微处理器系统优点38

2．4．2多微处理器CNC系统的典型结构38

2．5本章小结41

2．6思考练习题41

第3章 数控机床与加工零件的关系43

3．1数控机床的精度检验43

3．1．1机床几何精度的检验43

3．1．2机床定位精度的检验47

3．1．3机床切削精度的检验50

3．2数控加工中切削参数的选择52

3．2．1数控车削切削用量的选择52

3．2．2数控铣削切削用量的选择55

3．3本章小结57

3．4思考练习题57

第4章 数控机床的选装与调试60

4．1常用数控系统及其选用60

4．1．1常用数控系统60

4．1．2数控系统的选择67

4．2数控机床的安装和调试68

4．2．1机床的安装68

4．2．2机床的调试69

4．3数控机床的验收72

4．3．1机床外观的检查72

4．3．2机床性能及数控系统性能检查73

4．4典型实例——FANUC机床的安装与调试75

4．4．1核对75

4．4．2硬件安装和连接75

4．4．3其他设备的安装和连接80

4．4．4基本参数设定82

4．5本章小结87

4．6思考练习题87

第5章 数控机床的常见维修知识88

5．1数控机床常用故障检测仪器仪表88

5．1．1测量仪器仪表88

5．1．2维修工具92

5．2数控机床维修的基本要求与步骤93

5．2．1数控机床维修的基本要求93

5．2．2维修工作步骤96

5．3数控机床的日常维护及保养方法99

5．3．1日常性维护的重要性99

5．3．2数控机床使用中应注意的问题100

5．33CNC系统的使用检查101

5．3．4机械部件的维护102

5．3．5机床精度的维护检查104

5．4数控机床常见故障及处理方法104

5．4．1数控机床常见故障分类104

5．4．2故障的常规处理方法107

5．4．3数控系统自诊断技术109

5．5本章小结112

5．6思考练习题113

第6章 数控机床常见部件的维护与维修114

6．1数控机床的常见机械部件114

6．1．1齿轮变速115

6．1．2数控机床机械故障诊断的方法118

6．2主轴部件的维护与维修119

6．2．1数控机床对主传动的要求119

6．2．2主传动的机械结构120

6．2．3主轴部件故障诊断方法124

6．3滚珠丝杠螺母副的维护与维修124

6．3．1滚珠丝杠螺母副的工作原理与特点125

6．3．2滚珠丝杠螺母副的循环方式125

6．3．3滚珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧方法127

6．3．4滚珠丝杠螺母副的选用128

6．3．5滚珠丝杠螺母副的支承形式和制动方式129

6．3．6滚珠丝杠副故障诊断的方法130

6．4刀库及换刀装置的维护与维修130

6．4．1回转刀架换刀装置131

6．4．2多主轴转塔头换刀装置133

6．4．3带刀库的自动换刀装置134

6．4．4刀库及换刀装置的维修139

6．5导轨副的维护与维修140

6．5．1导轨的基本要求140

6．5．2数控机床常用导轨140

6．5．3导轨副故障诊断方法143

6．6辅助控制装置的维护与维修143

6．6．1液压系统的故障诊断与维修144

6．6．2气动系统的故障诊断与维修146

6．6．3润滑系统的故障诊断与维修149

6．6．4自动排屑装置故障诊断与维修152

6．7数控机床启、停运动故障与维修153

6．8典型实例——数控机床部件的维修156

6．8．1主轴部件维修的典型实例156

6．8．2滚珠丝杠螺母副维修的典型实例160

6．8．3刀库及换刀装置维修的典型实例162

6．8．4导轨副维修的典型实例168

6．8．5液压系统故障维修的典型实例170

6．8．6气动系统故障维修的典型实例175

6．8．7润滑系统故障维修的典型实例177

6．8．8自动排屑装置故障维修的典型实例178

6．9本章小结179

6．10思考练习题179

第7章 典型数控系统的故障诊断与维修182

7．1FANUC系统的故障诊断与维修182

7．1．1数控系统的日常维护182

7．1．2数控系统硬件故障的维修处理185

7．1．3数控系统的软件故障及处理191

7．1．4利用机床参数维修数控系统194

7．2SIEMENS系统的故障诊断与维修201

7．2．1数控系统的日常维护201

7．2．2数控系统硬件故障的维修处理202

7．2．3数控系统的软件故障及处理205

7．2．4利用机床参数维修数控系统207

7．3典型实例——FANUC数控系统故障诊断与维修208

7．4典型实例——SIEMENS数控系统故障诊断与维修217

7．5本章小结225

7．6思考练习题225

第8章 伺服系统的故障诊断与维修226

8．1伺服系统的概述226

8．1．1伺服系统的组成226

8．1．2数控机床对进给伺服系统的要求227

8．2主轴伺服系统的故障诊断与维修228

8．2．1主轴驱动系统概述228

8．2．2FANUC主轴驱动系统的故障诊断与维修232

8．2．3SIEMENS主轴驱动系统的故障诊断与维修239

8．3进给伺服系统的维护与维修241

8．3．1伺服进给系统概述241

8．3．2常见伺服系统故障及诊断归纳244

8．3．3FANUC伺服系统的故障诊断与维修246

8．3．4SIEMENS伺服系统的故障诊断与维修251

8．4位置检测装置的维护及故障诊断255

8．4．1位置检测装置的要求与类型255

8．4．2位置检测装置故障形式257

8．4．3位置检测元件的维护257

8．5典型实例——伺服系统故障诊断与维修259

8．5．1典型实例——主轴伺服系统维修实例259

8．5．2典型实例——进给伺服系统维修实例268

8．5．3典型实例——位置检测装置维修实例281

8．6本章小结284

8．7思考练习题284

第9章 CNC的故障诊断与维修286

9．1电源的故障诊断286

9．1．1电源单元（模块）故障286

9．1．2电源不能接通故障294

9．2系统显示故障维修298

9．2．1系统显示故障维修分析298

9．2．2FANUC系统显示故障维修示例299

9．2．3SIEMENS系统显示故障维修示例301

9．3CNC单元故障维修302

9．3．1CNC单元故障简介302

9．3．2CNC单元故障维修要点303

9．3．3CNC单元系统软件故障维修示例303

9．3．4CNC单元系统硬件故障维修示例306

9．3．5系统外部干扰引起的故障维修示例309

9．3．6系统参数设定、调整错误故障310

9．4急停操作系统故障维修312

9．4．1急停操作系统故障维修要点312

9．4．2急停操作系统故障示例313

9．5手动操作类故障诊断维修315

9．5．1手动操作类故障维修要点315

9．5．2FANUC系统手动操作故障维修示例315

9．5．3SIEMENS系统手动操作故障维修示例316

9．6参考点报警类故障诊断维修317

9．6．1回参考点位置调整不当引起的故障维修示例319

9．6．2“零脉冲”不良故障维修分析与示例320

9．6．3参数设定错误的故障维修分析与示例321

9．7其他故障维修的要点归纳323

9．8典型实例——CNC的故障诊断与维修325

9．8．1电源故障维修典型实例325

9．8．2系统显示故障维修典型实例332

9．8．3CNC单元故障维修典型实例334

9．8．4急停操作系统故障维修典型实例337

9．8．5手动操作类故障维修典型实例338

9．8．6参考点报警类故障维修典型实例341

9．9本章小结343

9．10思考练习题343

第10章 数控机床PLC的故障诊断与维修345

10．1PLC在数控机床中的应用345

10．1．1PLC的产生与发展345

10．1．2PLC的基本结构346

10．1．3PLC的工作过程348

10．1．4数控机床用PLC349

10．1．5润滑系统自动控制梯形图举例351

10．1．6刀库自动选刀控制梯形图举例353

10．2数控机床PLC的故障诊断357

10．2．1PLC故障的表现形式357

10．2．2数控机床PLC故障诊断的方法357

10．3典型实例——数控机床PLC故障维修363

10．4本章小结370

10．5思考练习题370

附录A 全国数控大赛试题精选（数控机床部分）371

A．1数控大赛理论知识试题精选371

试卷一371

试卷二375

试卷三383

A．2数控机床技能大赛试题精选390

A．2．1数控车床操作试题390

A．2．2数控铣床操作试题392

附录B FANUC系统报警一览表397

B．1FANUC6/0系统（以下简写为FS6．FS0）报警一览表397

B．2FANUC11/15/150系统报警一览表（详见表B-17）411

附录C SIEMENS系统报警一览表422

附录D 全书习题答案430

D．1思考练习题答案430

D．2全国数控大赛试题精选（数控机床部分）答案433

试卷一答案433

试卷二答案436

试题三答案437