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第一章 数控机床概述1

第一节 数控机床的组成1

一、数控系统的基本概念1

二、数控机床的组成1

三、数控机床的主要技术指标3

四、数控机床的特点5

第二节 数控机床的分类6

一、按工艺用途分类6

二、按功能水平分类6

三、按机械运动的轨迹分类7

四、按控制的坐标轴数分类8

五、按伺服系统的类别分类9

第三节 数控机床的发展趋势11

一、数控机床发展概况11

二、数控机床发展的重要意义12

三、数控机床的发展趋势12

第二章 数控机床的数控系统16

第一节 计算机数控（CNC）装置16

一、数控系统的基本组成16

二、数控系统的功能特点17

三、机床数控系统的工作过程18

四、计算机数控装置（CNC）20

第二节 数控机床的检测装置21

一、数控机床的检测装置概述21

二、旋转变压器23

三、旋转编码器24

四、光栅26

五、检测装置故障维修实例29

第三节 数控机床的伺服驱动系统30

一、伺服系统概述30

二、步进电动机33

三、其他伺服电动机37

第四节 数控机床PLC与接口技术39

一、PLC的作用与特点39

二、数控机床PLC的控制对象40

三、数控机床PLC的形式40

四、输入／输出与通信接口42

第五节 典型数控系统简介43

一、华中数控系统43

二、广州数控系统46

三、西门子数控系统48

四、FANUC数控系统54

第三章 数控机床故障检查与诊断技术62

第一节 数控机床故障诊断技术62

一、设备故障诊断技术的含义和应用62

二、设备诊断技术基础62

三、设备诊断技术的工作原理和工作手段63

四、数控机床实用诊断技术64

五、数控机床故障自诊断技术及应用实例65

第二节 数控机床常用故障检查方法和实例68

一、功能程序测试法68

二、参数检查法69

三、同类对调法70

四、备板置换法71

五、隔离法72

六、升降温法72

七、敲击法73

八、对比法73

九、原理分析法74

第三节 数控机床电气故障的检查与诊断方法75

一、直观法75

二、测量电压法77

三、测量电阻法80

四、对比法、置换元件法、逐步开路法81

五、强迫闭合法82

六、短接法84

第四节 数控机床PLC的故障诊断85

一、数控机床PLC的故障表现形式85

二、数控机床 PLC的故障诊断方法85

第五节 数控机床机械故障的诊断方法86

一、机械故障诊断概述86

二、数控机床机械结构的特点88

三、数控机床机械故障诊断方法88

第六节 数控机床诊断技术的发展趋势92

一、远程诊断系统92

二、自修复系统93

三、专家故障诊断系统93

四、应用人工神经网络（ANN）进行故障诊断94

五、“基于行为”的智能化故障诊断技术94

六、虚拟现实在故障诊断系统中的应用94

第七节 典型数控系统的故障诊断实例95

一、FAUNC系统典型故障诊断与故障分析95

二、SIEMENS系统常见硬件故障诊断98

第四章 数控机床通用维修技术101

第一节 数控机床维修常用工具和仪表101

一、数控机床机械维修常用工具101

二、数控机床维修常用电工工具和量具101

三、数控机床电气维修常用测量器具与仪表102

第二节 数控机床数控维修常用仪器108

一、测振仪108

二、红外测温仪109

三、示波器109

四、PLC编程器109

五、逻辑测试笔110

六、IC测试仪111

七、短路追踪仪111

八、逻辑分析仪113

九、特征代码分析仪113

十、存储器测试仪114

第三节 数控机床故障维修概述114

一、数控机床故障的分类115

二、数控机床的修理117

三、数控机床故障维修的原则120

第四节 数控机床故障维修管理121

一、数控机床维修管理的内容121

二、对数控机床维修人员的素质要求121

三、数控机床故障的维修要点122

第五节 数控系统硬件更换及软件故障排除125

一、数控系统硬件的更换125

二、数控系统的软件故障及排除131

第五章 数控机床主传动系统维修134

第一节 数控机床的主传动系统概述134

一、数控机床对主传动系统的要求134

二、主轴电动机的驱动与控制135

三、数控机床主轴变速方式138

四、数控机床高速主轴结构140

第二节 数控机床主轴部件144

一、主轴端部的结构形式144

二、主轴部件的支承145

三、数控车床的主轴部件151

四、数控铣床与加工中心的主轴部件155

五、主轴部件检修158

第三节 数控机床主轴准停装置维修160

一、数控机床主轴准停装置概述160

二、机械准停160

三、电气准停控制161

四、主轴准停装置的维护164

五、主轴准停装置检修164

第四节 数控机床主传动部件的调整与维修165

一、数控车床主轴部件的调整165

二、数控铣床主轴部件的结构与调整167

三、主传动链的维护168

四、主传动链的检修169

第六章 数控机床进给传动系统维修172

第一节 数控机床进给传动系统概述172

一、数控机床进给传动系统172

二、伺服电动机和丝杠的连接173

三、消除间隙的齿轮传动结构178

第二节 数控机床滚珠丝杠传动装置维修181

一、滚珠丝杠螺母副181

二、丝杠传动副的故障维修186

第三节 数控机床其他进给传动装置190

一、齿轮齿条传动190

二、双导程蜗杆—蜗轮副193

三、静压蜗杆—蜗轮条传动194

四、直线电动机系统196

第四节 数控机床导轨维修199

一、数控机床对导轨的要求199

二、导轨的基本类型及特点199

三、塑料导轨200

四、动压导轨201

五、液体静压导轨202

六、滚动导轨204

七、导轨副的维护205

八、导轨的故障排除209

第七章 数控机床刀具系统维修212

第一节 刀具系统概述212

一、刀具自动交换（ATC）212

二、刀具的选择方式212

三、利用PLC（可编程控制器）实现随机换刀213

第二节 刀架换刀装置215

一、排刀式刀架215

二、回转刀架216

三、经济型数控车床方刀架218

四、三齿盘转塔刀架219

五、液压驱动的转塔刀架220

六、车削中心的动力刀具221

七、刀架的维护222

八、刀架的检修224

第三节 刀库与机械手换刀226

一、刀库的类型226

二、刀库的容量229

三、刀库的结构229

四、刀库的转位232

五、刀库的驱动、分度和夹紧机构232

六、机械手233

七、机械手换刀241

八、机械手与刀库的维护243

九、常见故障诊断与排除243

十、无机械手换刀245

十一、无机械手换刀装置的维护246

十二、无机械手换刀的检修实例247

第八章 数控机床辅助装置维修248

第一节 数控机床工作台与分度装置248

一、数控回转工作台248

二、分度工作台251

三、柔性制造单元（FMC）的工件交换装置256

四、具有托板交换工作站的加工系统257

五、工作台的维修258

第二节 数控铣床辅助装置261

一、数控分度头261

二、万能铣头264

第三节 数控车床辅助装置维修265

一、卡盘265

二、尾座270

第四节 数控机床的排屑与防护装置维修272

一、排屑装置272

二、防护装置276

第九章 数控机床可编程控制器的应用与维修281

第一节 可编程控制器概述281

一、可编程控制器（PLC）概念281

二、可编程控制器（PLC）的性能特点282

三、可编程控制器的硬件结构283

四、数控机床可编程控制器的功能288

五、数控机床的可编程控制器与外部的信息交换289

第二节 典型数控机床PLC指令系统290

一、FANUC PLC指令系统290

二、广州数控980TD-PLC指令系统293

第三节PLC在数控机床上的应用及故障维修实例295

一、PLC在数控机床中实现M控制功能的实例295

二、PLC在数控机床上实现M功能的控制299

三、PLC在数控机床上实现T功能的控制301

四、PLC在数控机床中其他方面的控制306

五、数控机床PLC故障维修实例307

第十章 数控机床液压系统安装、调试与维修317

第一节 数控机床常用液压回路317

一、压力控制回路317

二、多缸控制回路321

第二节 数控机床液压系统的安装325

一、安装前的准备工作325

二、液压元件的安装326

三、液压管路的安装328

第三节 数控机床液压系统的清洗330

一、液压元件的清洗330

二、液压系统的清洗331

三、液压系统的清洁度要求333

第四节 数控机床液压系统的调试333

一、液压系统调试前的准备工作333

二、液压系统的调试334

三、液压系统试车336

第五节 常用数控机床液压系统337

一、MJ-50型数控车床的液压系统337

二、TND360型数控车床液压系统339

三、VP1050型立式加工中心液压系统341

第六节 数控机床典型液压回路分析342

一、CK3225型数控车床液压系统342

二、TH6350型卧式加工中心液压系统344

第七节 数控机床常见液压故障维修实例345

一、数控机床液压系统故障诊断与维修实例345

二、数控机床液压系统故障排除实例349

第十一章 数控机床气动装置维修352

第一节 数控机床气动系统及回路352

一、压力控制回路352

二、换向回路353

三、速度控制回路353

四、气—液联动回路354

五、往复动作回路355

第二节 数控机床气动元件故障检修356

一、气缸的日常检修与故障排除方法356

二、气动电动机的日常维护与故障排除方法360

三、气动控制阀常见故障排除方法362

第三节 数控机床气动系统故障维修366

一、气动系统维修管理主要内容366

二、气动系统常见问题处理方法371

三、气动系统故障诊断与处理对策376

第四节 数控机床典型气动回路分析379

一、H400型卧式加工中心气动系统379

二、数控车床用真空卡盘382

三、HT6350型卧式加工中心气动系统383

第五节 数控机床常见气动系统故障维修实例383

一、数控机床气动系统的故障诊断383

二、数控机床气动系统的故障维修实例385

第十二章 数控机床的电气维修389

第一节 测量仪表、灯和信号器件389

一、电工测量仪表389

二、测量仪表、灯和信号器件及其使用391

第二节 数控机床电气识图方法394

一、电路及电路图394

二、电气原理图395

三、电气布置图398

四、电气安装接线图398

第三节 数控机床电气维修基础400

一、数控机床电气系统400

二、数控机床电气原理图分析的方法和步骤401

三、数控机床电气维修的常用方法402

四、数控机床电气维修的步骤402

第四节 数控机床的强电电路分析404

一、数控车床电气控制电路的分析405

二、数控铣床电气控制电路的分析408

第五节 数控机床电气控制411

一、CK0630型数控仪表车床电气控制411

二、CK6132型数控车床电气控制413

三、ZNK型数控铣床电气控制415

第六节 数控机床电气系统维护保养416

一、数控机床的正确使用和合理维护416

二、数控机床故障维修420

第十三章 数控机床的安装调试与维护保养422

第一节 数控机床的安装与调试422

一、数控机床的选用422

二、数控机床安装调试424

第二节 数控机床的检测与验收425

一、数控机床的检测426

二、数控机床的调试与验收431

三、数控机床的设备管理435

第三节 数控机床操作规程与安全文明生产435

一、文明生产435

二、数控机床安全生产规程437

三、金属切削数控机床的操作规程438

第四节 数控机床的维护保养439

一、数控机床保养的必要性439

二、数控机床预防性维护的重要性440

三、数控机床机械部件的维护440

四、直流伺服电动机的维护441

五、位置检测元件的维护442

六、数控系统日常维护443

七、数控机床不定期点检443

八、数控机床日常点检447

九、数控机床月检查要点447

十、数控机床半年检查要点448

第十四章 典型数控机床维修实例450

第一节 数控车床的维修实例450

一、数控车床CNC系统故障维修实例450

二、数控车床伺服系统故障维修实例451

三、数控车床主轴系统故障维修实例454

四、数控车床刀架系统故障维修实例456

第二节 数控铣床的维修实例458

一、数控铣床CNC系统故障维修实例458

二、数控铣床伺服系统故障维修实例459

三、数控铣床主轴系统故障实例461

第三节 数控磨床的维修实例462

一、数控磨床CNC系统故障维修实例462

二、数控磨床主轴系统故障维修实例462

三、数控磨床进给系统故障维修实例463

四、数控磨床伺服系统故障维修实例464

第四节 数控加工中心的维修实例466

一、加工中心机床CNC系统故障维修实例466

二、加工中心机床伺服系统故障维修实例466

三、加工中心机床工作台故障维修实例469

第五节 数控电加工机床的维修实例472

一、数控电加工机床的故障排除方法472

二、数控电加工机床的故障排除实例477

参考文献480