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目录1

第1章　绪论1

1.1 数控机床工作原理及组成1

1.1.1 数控机床工作原理1

1.1.2 数控机床的种类1

1.1.3 数控机床的组成1

1.2 常用数控系统简介3

1.2.1 FANUC数控系统3

1.2.2 SINUMERIK数控系统简介3

1.2.3　其他数控系统4

1.3　数控机床的维护保养4

1.3.1 数控机床维护、维修工作的安全规范4

1.3.2 数控机床本体的维护6

1.3.3 数控机床电气控制系统的日常维护7

1.3.4　数控机床的维修内容8

1.3.5 数控机床维修所需的技术资料和技术准备9

1.4 数控机床故障10

1.4.1 数控机床故障特点10

1.4.2 数控机床故障分类11

1.4.3 数控机床发生故障时的处理13

1.5 数控机床的故障诊断方法14

1.5.1 直观法15

1.5.2 自诊断功能法16

1.5.3 参数（机床数据）检查法18

1.5.4 PLC检查法19

1.5.5　功能程序测试法21

1.5.6 交换法22

1.5.7 单步执行程序确定故障点23

1.5.8　测量比较法24

1.5.9 敲击法25

1.5.10　局部升温法25

1.5.11　原理分析法26

1.6 维修器具的使用27

1.6.1 万用表27

1.6.2 示波器27

1.6.3　PLC编程器29

1.6.4　逻辑测试笔和脉冲信号笔29

1.6.5 集成电路测试仪29

1.6.6　短路跟踪仪30

1.6.7　逻辑分析仪31

2.1.1 FANUC 0i数控系统操作面板32

2.1 　FANUC 0i系统数控机床基本操作32

第2章　FANUC系统数控机床操作32

2.1.2　机床操作面板34

2.1.3 手动操作36

2.1.4 自动运行40

2.1.5 安全操作42

2.1.6 数控机床操作一览表43

2.2 　FANUC 0i系统维修用屏幕界面45

2.2.1 数控机床电源的通断与数控系统硬件构成界面45

2.2.2　报警功能界面47

2.2.3 自诊断屏幕界面49

2.2.4 数控系统（CNC）状态显示界面51

2.3 维修FANUC 0i系统时数据输入／输出53

2.3.1 系统输入／输出数据所需参数的设定方法53

2.3.2 CNC数据输入／输出操作55

2.3.3 在ALLIO界面上数据的输入、输出操作57

3.1 SINUMERIK 802S/802C数控系统操作界面62

3.1.1　 SINUMERIK 802S/802C数控系统操作面板62

第3章 西门子系统数控机床操作（SINUMERIK 802系统）62

3.1.2　机床控制面板65

3.1.3　操作区域66

3.2 　SINUMERIK 802S/802C数控铣床基本操作68

3.2.1 开机68

3.2.2　手动控制进给运动69

3.2.3 零件程序的输入与编辑71

3.2.4 自动加工73

3.2.5 设定R参数值（当前操作区“参数”）76

3.3 维修中数控机床数据的输入／输出76

3.3.1 数控系统与外部设备间的数据传送（“通讯”操作区）76

3.3.2　数据输入／输出操作77

3.4.1 诊断（“诊断”操作区）78

3.4 维修中的屏幕（CRI）显示与操作78

3.4.2 开机调试81

3.4.3 使PLC与外部S7-200编程软件包进行通信81

3.4.4　机床数据83

第4章　数控机床机械结构故障诊断及维护86

4.1　机床精度检验86

4.1.1　机床几何精度检验86

4.1.2　机床定位精度检测87

4.1.3　机床切削精度检查89

4.2 主传动机械结构维护与维修90

4.2.1 主传动机械结构的维护特点91

4.2.2 机床主传动经常性维护94

4.2.3 主传动故障诊断94

4.3.1 滚珠丝杠螺母副调整与维护95

4.3　进给系统机械传动结构维修95

4.3.2 传动齿轮间隙消除调整98

4.3.3 导轨副调整与维护99

4.4 换刀装置维护与故障诊断103

4.4.1　概述103

4.4.2 刀库与换刀机械手的维护要点104

4.4.3 刀库与换刀机械手的故障诊断104

4.4.4　换刀装置故障诊断实例104

4.5 其他辅助装置故障108

4.5.1　液压系统108

4.5.2　气动系统112

4.5.3　润滑系统114

4.5.4　冷却系统114

4.5.5　排屑装置114

5.1.1 数控装置硬件结构115

第5章　数控系统硬件及其维护115

5.1 数控系统硬件配置115

5.1.2 FANUC系统硬件配置120

5.1.3 SINUMERIK数控系统硬件配置122

5.2　硬件故障检查与分析123

5.2.1 常规检查123

5.2.2 故障现象分析法123

5.2.3 面板指示灯显示与模块LED显示分析法124

5.2.4　系统分析法125

5.2.5　信号追踪法126

5.2.6　静态测量法127

5.2.7　动态测量法127

5.3.1 更换单元模块的注意事项128

5.3.2 更换电路板、模块的方法128

5.3 系统硬件更换方法128

5.3.3 更换控制部分（CNC）电源单元的保险129

5.3.4 更换电池的方法130

5.3.5 更换控制单元的风扇电动机132

5.3.6 液晶显示器（LCD）的调整133

5.4　数控机床的抗干扰133

5.4.1 常见的干扰源133

5.4.2　抗干扰的措施134

第6章　数控机床主轴驱动系统维修139

6.1 概述139

6.1.1 数控机床主轴驱动系统分类139

6.1.2 主轴伺服系统的故障形式及诊断方法139

6.2.1 直流主轴伺服系统工作原理141

6.2 直流主轴驱动系统维护与故障诊断141

6.2.2 直流主轴伺服系统的特点143

6.2.3 主轴伺服系统注意事项及日常维护144

6.2.4 直流主轴伺服系统的故障及其排除145

6.3 交流主轴伺服系统147

6.3.1 交流主轴伺服系统特点147

6.3.2 数字式（串行）交流主轴伺服系统147

6.3.3 模拟交流主轴伺服系统的控制概况152

6.4 交流主轴伺服系统的故障诊断与排除154

6.4.1 交流串行数字主轴伺服系统的故障诊断与排除154

6.4.2 交流模拟式主轴伺服系统的故障诊断与排除156

6.4.3 主轴系统故障实例与诊断158

第7章　进给系统维护与维修160

7.1 步进电动机伺服驱动系统160

7.1.1 SINUMERIK 802S系统概述160

7.1.2 步进电动机驱动器STEPDRIVE C（或STEPDRIVE C+）163

7.1.3 步进电动机驱动系统常见故障及其维修165

7.1.4　操作错误（Operating Errors）引起的进给故障167

7.1.5 机床数据错（Machine Data Setting Errors）引起的进给故障168

7.2 直流进给伺服系统故障诊断169

7.2.1 直流伺服电动机的定期维护与检查169

7.2.2 晶闸管整流方式SCR速度控制系统故障及其排除方法170

7.2.3 PWM速度控制系统故障及其排除方法174

7.3 FANUC系统交流进给伺服系统179

7.3.1 交流进给伺服系统特点179

7.3.2 FANUC模拟式交流进给伺服系统简介180

7.3.3 FANUC数字式交流进给伺服系统181

7.3.4 FANUC数字式交流伺服调整182

7.3.5　返回参考点位置的调整185

7.4.1 SINUMERIK 802C系统中各模块的连接188

7.4 SINUMERIK交流进给伺服系统188

7.4.2 SINUMERIK 802C系统中的交流伺服系统189

7.4.3 S1MODRIVE 611U伺服驱动系统189

7.4.4　连接数控系统和PC机的RS-232通信电缆190

7.4.5 PLC用户程序调试191

7.4.6 SIMODRIVE 611U伺服驱动的设定与调试191

7.5 交流伺服系统的维护与调整195

7.5.1 交流伺服电动机的维护与维修195

7.5.2 进给伺服系统的维护与维修195

7.5.3　伺服系统故障诊断实例199

7.6　位置检测装置故障及诊断200

7.6.1 位置检测故障形式200

7.6.2　位置检测元件的维护200

7.6.3　位置检测装置的故障诊断202

8.1.1 PLC概述204

第8章　数控系统PLC故障诊断204

8.1 数控机床PLC的功能204

8.1.2 FANUC 0i系统PMC与外部信息的交换205

8.1.3　数控机床PMC的功能207

8.2 屏幕上的PMC界面与操作207

8.2.1 PMC内装调试功能207

8.2.2 PMC界面的显示方法207

8.2.3 动态显示梯形图程序（PMCLAD界面）209

8.2.4 PMC的诊断界面（PMCDGN界面）212

8.2.5 PMC参数界面（PMCPRM界面）216

8.3 FANUC数控系统PMC控制的故障诊断217

8.3.1 通过PMC查找故障的方法217

8.3.2 通过PMC查找故障实例218

8.4 SINUMERIK 802S/C系统PLC故障诊断222

8.4.1 系统IDI/O板接线电平223

8.4.2　Hardware硬件故障224

8.4.3　操作错误（Operating Errors）225

8.4.4　机床数据设定错误（Machine Data Setting Errors）226

8.4.5　通信故障227

第9章　数控系统故障诊断与报警处理229

9.1 通电后屏幕不显示故障229

9.2 手动进给故障的处理230

9.2.1 当屏幕界面的位置显示及实际刀具全都不能运动时230

9.2.2 屏幕显示了机床坐标值的变化，但应该移动的轴不动作233

9.2.3 机床不能运行手动连续进给（JOG）234

9.2.4　机床不能进行手轮运行235

9.3 机床不能自动运行故障处理237

9.3.1 循环启动灯不亮时，机床不能启动自动运行故障查找237

9.3.2 启动灯亮，但是机床不能自动运行的故障查找238

9.3.3 自动运行启动信号关断（OFF）243

9.4.1 阅读机／穿孔机接口出现故障的原因（85～87号报警）244

9.4 阅读机／穿孔机接口故障（85～87号报警）244

9.4.2 阅读机／穿孔机接口故障分析处理245

9.5 机床返回参考点有关的故障（90号、300号报警）248

9.5.1 机床不能返回基准点248

9.5.2 返回参考点位置异常（90号报警）248

9.5.3 系统要求返回参考点（300号报警）250

9.6 绝对编码器有关故障（301～308号、350号、351号报警）251

9.6.1 绝对编码器不良故障（301～305号报警）251

9.6.2 绝对编码器的电池电压低（306～308号报警）252

9.6.3 α串行脉冲编码器异常（350号报警）252

9.6.4 α串行脉冲编码器通信异常（351号报警）252

9.7.2 DRAM奇偶检验错误报警（910号、911号报警）253

9.7.3 SRAM奇偶检验错误（912号、913号报警）253

9.7.1 ROM奇偶检验错误报警（900号报警）253

9.7 与奇偶检验错误有关故障（900号、910～913号、920号报警）253

9.7.4 监控电路或RAM奇偶检验错误（920号、921号报警）255

9.7.5 伺服模块安装不良报警（924号报警）255

9.8　其他报警故障255

9.8.1 控制侧过热报警（700号报警）255

9.8.2 CPU发生错误（930号报警）255

9.8.3 PMC系统报警（950号报警）256

9.8.4 24V输入电源异常（960号报警）256

9.8.5 在PMC模块内发生了RAM奇偶错误或者NMI报警（970号报警）256

9.8.6 SLC内NMI报警（971号报警）256

9.8.7 发生了不明原因的NMI报警（973号报警）256

附录　FANUC 0i系统CNC报警一览表257

参考文献276